技術特征：

1.一種多場景應用的移相變壓器仿真分析方法，其特征在于，所述分析方法包括下述步驟：

(a)確定目標電網(wǎng)移相器應用場景；

(b)移相器應用場景分類；

(c)對于每一類應用場景，結合目標電網(wǎng)實際特點，同時調整相應的潮流影響因素，從而形成特定場景下的最嚴重運行工況；

(d)在上述最嚴重運行工況下，通過移相器選址位置分析，確定若干移相效果好的候選位置；

(e)分析移相器設備參數(shù)對移相效果的影響；

(f)對步驟(d)中若干候選位置的移相器進行設備參數(shù)選擇，形成目標電網(wǎng)移相變壓器應用方案向量S_m；

(g)通過移相器對系統(tǒng)影響分析和經(jīng)濟性分析確定目標電網(wǎng)移相器應用推薦方案。

2.如權利要求1所述的移相變壓器仿真分析方法，其特征在于，所述步驟(a)的確定目標電網(wǎng)移相器應用場景包括下述步驟：

(1)目標電網(wǎng)穩(wěn)態(tài)分析；

(2)目標電網(wǎng)暫態(tài)分析；

(3)對目標電網(wǎng)實際調研；

(4)形成移相器應用初步場景向量；

(5)形成與電網(wǎng)規(guī)劃方案相適應的移相器應用的場景向量。

3.如權利要求2所述的移相變壓器仿真分析方法，其特征在于，所述步驟(1)的目標電網(wǎng)穩(wěn)態(tài)分析包括：

①電網(wǎng)網(wǎng)架結構分析：

初步了解目標電網(wǎng)內(nèi)現(xiàn)有的電壓等級及線路情況，分析目前不同電壓等級的電網(wǎng)結構和電網(wǎng)整體結構；實行分層分區(qū)調度，按照目標電網(wǎng)結構的分區(qū)，設共有a個分區(qū)，依次標號為G₁，G₂，G₃......G_a；

②發(fā)電機出力和負荷分析：

在大負荷運行方式下，分析電網(wǎng)發(fā)電機出力和負荷整體情況，然后按照目標電網(wǎng)的上述分區(qū)，分析各分區(qū)電網(wǎng)的發(fā)電機出力和負荷情況；

③潮流計算：

在大負荷運行方式下，對目標電網(wǎng)進行潮流計算，其目的是尋找電網(wǎng)中重載、過載線路以及潮流分布不均勻線路；定義線路負載率超過b時線路為重載線路，0<b<1，備選受控線路的負載率最小值為P_Lmin，最大值為P_Lmax；通過計算篩選出重載線路以及線路負載率在[P_Lmin，P_Lmax]之間的特殊線路，并根據(jù)特殊線路所屬區(qū)域將其分為兩類：第一類為第一分區(qū)內(nèi)部線路子集合，記為L_s1＝{l_s1，l_s2......l_sc1}；第二類為第一分區(qū)間的線路子集合，記為L_e1＝{l_e1，l_e2……l_ec2}；其中，c1和c2表示通過潮流計算篩選出的備選線路數(shù)量；l_s1,l_s2,...,l_sc1均為第一分區(qū)內(nèi)部線路子集合中的元素，l_e1,l_e2,...,l_ec2均為第一分區(qū)間的線路子集合中的元素；

④電壓計算：

在大負荷運行方式下，對目標電網(wǎng)進行電壓計算；篩選出電壓水平在[0，U_min]∪[U_max,∞]范圍內(nèi)的母線，并根據(jù)線路所屬區(qū)域將其分為兩類，分記別為第二分區(qū)內(nèi)部線路子集合L_s2＝{l_s1，l_s2......l_sd1}和第二分區(qū)間線路子集合L_e2＝{l_e1，l_e2......l_ed2}；其中，U_min，U_max選取可參照相應的電力系統(tǒng)電壓導則；d1和d2表示通過電壓計算篩選出的備選線路數(shù)量；l_s1,l_s2,...,l_sd1均為第二分區(qū)內(nèi)部線路子集合中的元素，l_e1,l_e2,...,l_ed2均為第二分區(qū)間的線路子集合中的元素；

⑤靜態(tài)N-1分析：

在大負荷運行方式下，對目標電網(wǎng)進行靜態(tài)N-1分析；篩選出重載或過載線路，并根據(jù)線路所屬區(qū)域將其分為兩類：第一類為第三分區(qū)內(nèi)部線路子集合，記為L_s3＝{l_s1，l_s2......l_se1}；第二類為第三分區(qū)間的線路子集合，記為L_e3＝{l_e1，l_e2......l_ee2}；其中，e1和e2表示通過靜態(tài)N-1分析篩選出的備選線路數(shù)量；l_s1,l_s2,...,l_se1均為第三分區(qū)內(nèi)部線路子集合中的元素，l_e1,l_e2,...,l_ee2均為第三分區(qū)間的線路子集合中的元素；

⑥其它穩(wěn)態(tài)分析：

對目標電網(wǎng)的穩(wěn)態(tài)分析根據(jù)自身電網(wǎng)的實際情況，自行確定其它的穩(wěn)定分析，通過該步驟篩選出移相器可應用線路，并根據(jù)線路所屬區(qū)域將其分為兩類，分別記為第四分區(qū)內(nèi)部線路子集合L_s4＝{l_s1，l_s2......l_sf1}和第四分區(qū)間線路子集合L_e4＝{l_e1，l_e2......l_ef2}；其中，f1和f2表示通過其它穩(wěn)態(tài)分析篩選出的備選線路數(shù)量；l_s1,l_s2,...,l_sf1均為第四分區(qū)內(nèi)部線路子集合中的元素，l_e1,l_e2,...,l_ef2均為第四分區(qū)間的線路子集合中的元素。

4.如權利要求2所述的移相變壓器仿真分析方法，其特征在于，所述步驟(2)的目標電網(wǎng)暫態(tài)分析包括：

①功角穩(wěn)定分析：

在大負荷運行方式下，對目標電網(wǎng)作小的或大的擾動后，判斷系統(tǒng)的功角穩(wěn)定性，找出電網(wǎng)薄弱環(huán)節(jié)，由電網(wǎng)薄弱環(huán)節(jié)篩選出移相器可應用的線路，并根據(jù)線路所屬區(qū)域將其分為兩類，分別記為第五分區(qū)內(nèi)部線路子集合L_s5＝{l_s1，l_s2......l_sg1}和第五分區(qū)間線路子集合L_e5＝{l_e1，l_e2......l_eg2}；其中，g1和g2表示通過功角穩(wěn)定分析篩選出的備選線路數(shù)量；l_s1,l_s2,...,l_sg1均為第五分區(qū)內(nèi)部線路子集合中的元素，l_e1,l_e2,...,l_eg2均為第五分區(qū)間的線路子集合中的元素；

②電壓穩(wěn)定分析：

在大負荷運行方式下，對目標電網(wǎng)作小的或大的擾動后，判斷系統(tǒng)的電壓穩(wěn)定性，找出電網(wǎng)薄弱環(huán)節(jié)，由電網(wǎng)薄弱環(huán)節(jié)篩選出移相器可應用的線路，并根據(jù)線路所屬區(qū)域將其分為兩類，分別記為第六分區(qū)內(nèi)部線路子集合L_s6＝{l_s1，l_s2......l_sh1}和第六分區(qū)間線路子集合L_e6＝{l_e1，l_e2......l_eh2}；其中，h1和h2表示通過電壓穩(wěn)定分析篩選出的備選線路數(shù)量；l_s1,l_s2,...,l_sh1均為第六分區(qū)內(nèi)部線路子集合中的元素，l_e1,l_e2,...,l_eh2均為第六分區(qū)間的線路子集合中的元素；

③頻率穩(wěn)定分析：

在大負荷運行方式下，對目標電網(wǎng)作小的或大的擾動后，判斷系統(tǒng)的頻率穩(wěn)定性，找出電網(wǎng)薄弱環(huán)節(jié)，由電網(wǎng)薄弱環(huán)節(jié)篩選出移相器可應用的線路，并根據(jù)線路所屬區(qū)域將其分為兩類，分別記為第七分區(qū)內(nèi)部線路子集合L_s7＝{l_s1，l_s2......l_si1}和第七分區(qū)間線路子集合L_e7＝{l_e1，l_e2......l_ei2}；其中，i1和i2表示通過頻率穩(wěn)定分析篩選出的備選線路數(shù)量；l_s1,l_s2,...,l_si1均為第七分區(qū)內(nèi)部線路子集合中的元素，l_e1,l_e2,...,l_ei2均為第七分區(qū)間的線路子集合中的元素。

5.如權利要求2所述的移相變壓器仿真分析方法，其特征在于，所述步驟(3)的對目標電網(wǎng)實際調研包括：

通過目標電網(wǎng)典型運行方式報告、電網(wǎng)調度經(jīng)驗方式了解現(xiàn)有電網(wǎng)所存在的問題，獲得實時運行中系統(tǒng)存在潮流不均、重載或過載問題的線路，并根據(jù)線路所屬區(qū)域將其分為兩類，分別記為第八分區(qū)內(nèi)部線路子集合L_s8＝{l_s1，l_s2......l_sj1}和第八分區(qū)間線路子集合L_e8＝{l_eg1，l_eg2......l_ej2}；其中，j1和j2表示通過調研篩選出的備選線路數(shù)量；l_s1,l_s2,...,l_sj1均為第八分區(qū)內(nèi)部線路子集合中的元素，l_e1,l_e2,...,l_ej2均為第八分區(qū)間的線路子集合中的元素。

6.如權利要求2所述的移相變壓器仿真分析方法，其特征在于，所述步驟(4)的形成移相器應用初步場景向量包括：

①形成備選斷面集合：

將上述兩類線路子集合分別合并，剔除重復線路，獲得分區(qū)內(nèi)備選線路集合L_s＝{l_s1，l_s2......l_sk1}，分區(qū)間備選線路集合L_e＝{l_e1，l_e2......l_ek2}；其中，和k1和k2表示通過穩(wěn)態(tài)分析、暫態(tài)分析和實際調研初步獲取的備選線路數(shù)量；l_s1,l_s2,...,l_sk1均為分區(qū)內(nèi)部線路集合中的元素，l_e1,l_e2,...,l_ek2均為分區(qū)間的線路集合中的元素；

將篩選出的備選線路集合按所屬斷面重新分類，形成兩類備選斷面集合，分別記為第一類線路斷面集合S_s＝{s_s1，s_s2......s_sl1}和第二類線路斷面集合S_e＝{s_e1，s_e2......s_el2}；其中，s_i表示第i個線路斷面，且斷面s_i＝{l₁，l₂......l_q}共由q條線路構成；

②篩選可應用移相器斷面：

篩選可應用移相器斷面能否運用電力系統(tǒng)受以下幾個因素影響：①線路結構：若斷面內(nèi)備選線路與其它線路聯(lián)系不緊密(如電源分散接入系統(tǒng)、輻射型網(wǎng)架結構)時，移相器沒有應用空間；②線路負載率：若斷面內(nèi)線路負載率普遍高，則移相器很難將重載或過載線路的部分潮流轉移至其余線路；③線路潮流分布：若斷面內(nèi)線路潮流分布均勻，則無應用移相器的必要；

根據(jù)以上因素，遍歷兩類備選斷面集合，將不符合要求的斷面逐一剔除，獲得可能存在應用空間的移相器斷面集合S_fs＝{s_s1，s_s2......s_sr1}和S_fe＝{s_e1，s_e2......s_er2}；斷面集合中的每個元素為可能的應用場景，由此形成了目標電網(wǎng)移相器應用的初步場景向量。

7.如權利要求2所述的移相變壓器仿真分析方法，其特征在于，所述步驟(5)的形成與電網(wǎng)規(guī)劃方案相適應的移相器應用的場景向量，對于移相器應用初步場景向量中的每個元素，結合電網(wǎng)未來規(guī)劃的調研資料，將規(guī)劃方案涉及到需要改造的場景逐一剔除，形成與電網(wǎng)規(guī)劃方案相適應的移相器應用的可能場景向量C_n＝{c₁，c₂,...c_i...c_n}。

8.如權利要求1所述的移相變壓器仿真分析方法，其特征在于，所述步驟(b)中，移相器應用場景分類包括：根據(jù)場景中是否存在新能源電源以及移相器的應用目的，確定四類移相器典型應用場景：含新能源電網(wǎng)安全安全性應用、含新能源電網(wǎng)經(jīng)濟性應用、常規(guī)電網(wǎng)安全性應用和常規(guī)電網(wǎng)經(jīng)濟性應用；

遍歷移相器可能應用場景向量中的元素，根據(jù)場景c_i中是否存在新能源電源以及斷面所在區(qū)域確定移相器應用場景；以上步驟中篩選出的第一類斷面即是移相器的安全性應用場景，第二類斷面即是移相器的經(jīng)濟性應用場景。

9.如權利要求1所述的移相變壓器仿真分析方法，其特征在于，所述步驟(c)中，形成特定場景下的最嚴重運行工況根據(jù)移相器應用場景分類分析，包括：

①含新能源電網(wǎng)的安全性應用：該場景下，影響受控線路潮流的主要因素有：受控線路所屬斷面區(qū)域內(nèi)新能源電源出力、區(qū)域內(nèi)常規(guī)電源出力、區(qū)域內(nèi)負荷變化、區(qū)域內(nèi)線路退出情況；在目標電網(wǎng)典型運行方式下，只對受控線路所屬斷面及近區(qū)的新能源電源G_n、常規(guī)電源G_c、負荷L和線路退出情況Q作局部調整，以增加受控線路上的潮流；在合理的范圍內(nèi)，同時改變新能源電源G_n、常規(guī)電源G_c、負荷L和線路退出情況Q，并對含新能源電網(wǎng)的安全性應用場景下的影響要素進行排列組合，生成移相器在含新能源電網(wǎng)安全性應用場景下的潮流影響因素集X_rr＝{G_n，G_c,L,Q}；

②含新能源電網(wǎng)的經(jīng)濟性應用：該場景下，影響受控線路潮流的主要因素有：送端區(qū)域新能源電源出力G_sn、送端區(qū)域常規(guī)電源出力G_sc、受端區(qū)域存在的新能源電源出力G_rn、受端區(qū)域常規(guī)電源出力G_rc、送受端區(qū)域負荷水平L和聯(lián)絡線退出情況Q；在目標電網(wǎng)典型運行方式下，對以上因素進行調整，以增加受控線路上的潮流；在合理的范圍內(nèi)，同時改變送端區(qū)域新能源電源出力G_sn、送端區(qū)域常規(guī)電源出力G_sc、存在的受端區(qū)域新能源電源出力G_rn、受端區(qū)域常規(guī)電源出力G_rc、送受端區(qū)域負荷水平L和聯(lián)絡線退出情況Q，并對含新能源電網(wǎng)的經(jīng)濟性應用場景下的主要影響要素進行排列組合，生成移相器在含新能源電網(wǎng)經(jīng)濟性應用場景下的潮流影響因素集X_re＝{G_sn,G_sc,(G_rn),G_rc,L,Q}；

③常規(guī)電網(wǎng)的安全性應用場景：該場景下，影響受控線路潮流的主要因素有：區(qū)域內(nèi)常規(guī)電源出力、區(qū)域內(nèi)負荷水平和區(qū)域內(nèi)線路退出情況；在目標電網(wǎng)典型運行方式下，只對受控線路所屬斷面及近區(qū)的電源G_c、負荷L和線路退出情況Q作局部調整，以增加受控線路上的潮流；在合理的范圍內(nèi)，同時改變受控線路所屬斷面及近區(qū)的電源G_c、負荷L和線路退出情況Q，并對常規(guī)電網(wǎng)的安全性應用場景下的影響要素進行排列組合，生成移相器在常規(guī)電網(wǎng)安全應用場景下的潮流影響因素集X_tr＝{G_c,L,Q}；

④常規(guī)電網(wǎng)的經(jīng)濟性應用：該場景下，影響線路潮流的主要因素有：送端區(qū)域常規(guī)電源出力G_sc、受端區(qū)域常規(guī)電源出力G_rc、送受端區(qū)域負荷水平L和聯(lián)絡線退出情況Q；在目標電網(wǎng)典型運行方式下，對以上幾類因素進行調整，以增加受控線路上的潮流；在合理的范圍內(nèi)，同時改變送端區(qū)域常規(guī)電源出力G_sc、受端區(qū)域常規(guī)電源出力G_rc、送受端區(qū)域負荷水平L和聯(lián)絡線退出情況Q，并對常規(guī)電網(wǎng)的經(jīng)濟性應用場景下的要素進行排列組合，生成移相器在常規(guī)電網(wǎng)經(jīng)濟性應用場景下的潮流影響因素集X_te＝{G_sc，G_rc,L,Q}；

根據(jù)受控線路的應用場景，遍歷相應的潮流影響因素集，找出使得受控線路負載率最大的一種影響因素組合，從而確定場景c_i的最嚴重運行工況。

10.如權利要求1所述的移相變壓器仿真分析方法，其特征在于，所述步驟(d)包括：

初步確定移相變壓器的初定容量和初定最大空載移相角；設移相變壓器的初定容量為C_pi，初定最大空載移相角為計算得到對應的電阻R_int、漏抗X_int、電導G_int、電納B_int參數(shù)，并確定受控線路在最嚴重工況下移相器的控制目標；

對于場景c_i，在上述最嚴重工況下，假設共有t個候選位置，線路首末端視為不同位置；確定移相器安裝候選位置集合P_t；為判別各類候選位置的優(yōu)劣程度，由移相器應用者根據(jù)電網(wǎng)實際情況和移相器應用場景，自行設定若干評價指標，評價指標包括滿載移相角I_α、潮流轉移靈敏度I_s和系統(tǒng)網(wǎng)損I_l；經(jīng)濟性應用場景下增加斷面極限傳輸功率I_t指標；其中：ΔP表示受控線路潮流轉移量；Δα表示移相角變化量；

對設定的指標進行歸一化處理并賦予不同權重，設定k個評價指標，a+b+c……+k＝1；定義I_i為移相器在第i個候選位置下的各類評價指標加權和，即I_i＝aI_a+bI_b+cI_c......+kI_k；分別計算t個候選位置的指標加權和，按數(shù)值從大到小進行排序，挑選其中前m個移相器候選位置。

11.如權利要求1所述的移相變壓器仿真分析方法，其特征在于，所述步驟(e)的分析移相器設備參數(shù)對移相效果的影響包括：

①電阻變化影響分析：

控制功率取P_con，漏抗取X_p，電導取G_p，電納取B_p，即漏抗等參數(shù)取空載移相角最大時對應的數(shù)值；當電阻分別取R₁，R₂……R_p時，將仿真得到的與之對應的最大移相角記錄在相應的表格中，分析電阻變化對移相變壓器達到相同控制目標時所需滿載最大移相角的變化；

②漏抗變化影響分析：

控制功率取P_con，阻抗取R_p，電導取G_p，電納取B_p；當漏抗分別取X₁，X₂……X_p時，將仿真得到的與之對應的最大移相角記錄在相應的表格中，分析漏抗變化對移相變壓器達到相同控制目標時所需滿載最大移相角的變化；

③電導變化影響分析：

控制功率取P_con，阻抗取R_p，漏抗取X_p和電納取B_p；當電導分別取G₁，G₂……G_p時，將仿真得到的與之對應的最大移相角記錄在相應的表格中，分析電導變化對移相變壓器達到相同控制目標時所需滿載最大移相角的變化；

④電納變化影響分析：

控制功率取P_con，阻抗取R_p，漏抗取X_p，電導取G_p；當電納分別取B₁，B₂……B_p時，將仿真得到的與之對應的最大移相角記錄在相應的表格中，分析電納變化對移相變壓器達到相同控制目標時所需滿載最大移相角的變化。

12.如權利要求1所述的移相變壓器仿真分析方法，其特征在于，所述步驟(f)的對步驟(d)中若干候選位置的移相器進行設備參數(shù)選擇，形成目標電網(wǎng)移相變壓器應用方案向量S_m包括：

移相器最大移相角的選擇是一個在滿足系統(tǒng)移相要求下的以短路阻抗百分比和容量為自變量的函數(shù)，即所述最大移相角的求解步驟如下：

①選擇不同的容量參數(shù)：

根據(jù)相關電壓等級的變壓器的容量范圍，取r個容量變量，分別為C_p1，C_p2......C_pr；函數(shù)變?yōu)?img id="icf0005" file="FDA0001184709460000073.GIF" wi="331" he="86" img-content="drawing" img-format="GIF" orientation="portrait" inline="no" />表示移相變壓器容量取C_pi時，最大移相角僅隨短路阻抗百分比變化而變化；

②選擇不同的短路阻抗百分比：

對于函數(shù)來說，選擇工程應用中的短路阻抗百分比數(shù)值，求解的值即可；設共選取s個Z_k％的值：Z_k1％，Z_k2％......Z_ks％；在滿足目標控制功率的條件下，分別求得與上述變量對應的最大移相角的值；

③移相器的參數(shù)確定，包括：得到所需的移相變壓器的容量C_p、短路阻抗百分比Z_k％和最大移相角參數(shù)；

④形成目標電網(wǎng)移相變壓器應用方案向量S_m：

假設每個應用場景共確定m個候選位置，分別對m個位置進行移相器設備參數(shù)選擇，從而形成某一場景下的移相變壓器應用方案向量

13.如權利要求1所述的移相變壓器仿真分析方法，其特征在于，所述步驟(g)的通過移相器對系統(tǒng)影響分析和經(jīng)濟性分析確定目標電網(wǎng)移相器應用推薦方案包括：

①移相器對系統(tǒng)影響分析：

(1)穩(wěn)態(tài)影響分析：

a.潮流分布的影響：

比較移相器安裝前后，目標電網(wǎng)尤其是移相器所在斷面潮流在典型運行方式和靜態(tài)N-1情況下的變化，分析安裝移相器后是否消除了原有線路重載或潮流分布不均問題，以及是否導致其余正常線路出現(xiàn)重載現(xiàn)象；

b.電壓水平的影響：

比較移相器安裝前后，母線電壓幅值和角度的變化，重點關注移相變壓器安裝位置近區(qū)電網(wǎng)母線電壓變化；

c.系統(tǒng)網(wǎng)損的影響：

計算安裝移相器前后，目標電網(wǎng)全網(wǎng)的網(wǎng)損、線路的網(wǎng)損、變壓器的網(wǎng)損，并比較各部分網(wǎng)損的變化；

d.其它穩(wěn)態(tài)影響：

比較安裝移相器前后，目標電網(wǎng)其它穩(wěn)態(tài)特征的變化；

(2)暫態(tài)影響分析：

a.功角穩(wěn)定的影響：

比較移相器安裝前后，目標電網(wǎng)在相同的小擾動或大擾動情況下，系統(tǒng)功角穩(wěn)定性的變化；

b.電壓穩(wěn)定的影響：

比較移相器安裝前后，目標電網(wǎng)在相同的小擾動或大擾動情況下，系統(tǒng)電壓穩(wěn)定性的變化；

c.頻率穩(wěn)定的影響：

比較移相器安裝前后，目標電網(wǎng)在相同的小擾動或大擾動情況下，系統(tǒng)頻率穩(wěn)定性的變化；

(3)短路電流影響分析：

計算移相變壓器安裝前后目標電網(wǎng)的短路電流，比較短路電流的變化；

遍歷目標電網(wǎng)移相器應用方案向量S_m，對向量中的每個方案從穩(wěn)態(tài)影響、暫態(tài)影響、短路電流影響等三方面進行校核。若某一方案對系統(tǒng)造成的負面影響較大，應及時剔除該方案。通過該步驟，篩選出對系統(tǒng)影響較小的移相器應用方案向量

②經(jīng)濟性性評估：

移相器的投資費用包括移相器本體及開關費用、土建及其他費用。根據(jù)備選方案向量S_w中每個方案移相器的電壓等級、容量等參數(shù)確定不同方案的投資費用為M_j(1≤j≤w)，單位為萬元；與此同時，計算相應替代方案投資費用為m_r(萬元)，設定應用移相器方案的容許偏差為d，單位為萬元；容許偏差d由應用移相器的地區(qū)電網(wǎng)自行確定，篩選出滿足條件m_j-m_r≤d的移相器應用方案；通過該步驟，篩選出對系統(tǒng)影響較小且經(jīng)濟性較好的移相器應用方案向量

綜合考量S_u中每個方案的移相效果、電網(wǎng)影響、經(jīng)濟性等指標，最終確定目標電網(wǎng)移相器應用推薦方案。