過(guò)的有功功率和無(wú)功功率；并聯(lián)電流源保證UPFC裝置與系統(tǒng)總的有功交換量為零。
[0047] 根據(jù)等效功率注入法，可將UPFC對(duì)潮流的控制作用轉(zhuǎn)移到所在線路兩側(cè)的節(jié)點(diǎn) 上，相當(dāng)于一種網(wǎng)絡(luò)變換，等效模型如圖3所示。
[0048] 圖中，Sf、5/和Sf分別為UPFC在母線i、j和k側(cè)的等效注入視在功率，其具體 計(jì)算公式如下：
[0049]
[0052] UPFC裝置本身的有功功率應(yīng)滿(mǎn)足：串聯(lián)電壓源向系統(tǒng)注入的有功功率等于并聯(lián) 電流源從系統(tǒng)吸收的有功功率，其方程表述為：
[0053]
I \
[0054] 其中，仏、分別為節(jié)點(diǎn)i、j的電壓；別節(jié)點(diǎn)i和j、i和k之 間的導(dǎo)納；Bel、B e2分別為節(jié)點(diǎn)i和j、i和k的對(duì)地導(dǎo)納；/&為UPFC并聯(lián)側(cè)等效電流的共 輒值；^為線路i和j之間電流的共輒值；為線路i和k之間電流的共輒值。
[0055] (20)
[0056] |21)
[0057] 將式（20)、（21)分別代入式（19)整理得，
[0058]
[0059] 式中也、Uj為節(jié)點(diǎn)i、j的電壓幅值；θ η Θ j為節(jié)點(diǎn)i、j的電壓相角；為節(jié)點(diǎn) i、j之間的電流；/&為節(jié)點(diǎn)i、k之間的電流；USf3l、USf32為串聯(lián)側(cè)等效電源的電壓幅值；Θ sf；1、 Θ se2為串聯(lián)側(cè)等效電源的電壓相角；為節(jié)點(diǎn)i和j之間導(dǎo)納的實(shí)部和虛部；glk、blk為 節(jié)點(diǎn)i和k之間導(dǎo)納的實(shí)部和虛部；Bd、Β?分別為節(jié)點(diǎn)i和j、i和k的對(duì)地導(dǎo)納；I sh、Θ sh 分別為并聯(lián)側(cè)注入電流/.#的幅值和相角。
[0060] 步驟⑵中，含多端UPFC的潮流計(jì)算時(shí)，對(duì)于出線中不包含UPFC的節(jié)點(diǎn)，其功率 平衡方程如式（23)和（24)所示：
[0061]
[0062]
[0063] 式中，Δ Ρη、Δ Qn分別為節(jié)點(diǎn)m的有功和無(wú)功功率偏差；P Qti n分別為節(jié)點(diǎn)m的 發(fā)電機(jī)有功和無(wú)功功率；Pu"·、Quni分別為節(jié)點(diǎn)m的有功和無(wú)功負(fù)荷；Gn^ Bnin分別節(jié)點(diǎn)m和η 對(duì)應(yīng)導(dǎo)納矩陣的實(shí)部和虛部；比、Un分別為節(jié)點(diǎn)m和η的電壓幅值；θ ηη為節(jié)點(diǎn)m和η的相 角差；
[0064] 對(duì)于出線中安裝UPFC的節(jié)點(diǎn)，以節(jié)點(diǎn)i，j，k為例，其功率平衡方程如式（25)-(30) 所示：
[0065]
[0070]
[0071] 式中，Re表示取實(shí)部，Im表示取虛部，Δ Pp Δ Qi、Δ Pp AQp APk、Δ Qk*別為節(jié) 點(diǎn)i、j、k的有功和無(wú)功功率偏差；Ptu、Qtu、P tii j、Qtii j、Ptu、Qtu分別為節(jié)點(diǎn)i、j、k的發(fā)電機(jī) 有功和無(wú)功功率；^1、1 1、^^、^^、匕1<、11<分別為節(jié)點(diǎn)1、_]_、1^的有功和無(wú)功負(fù)荷；6 1"、81"、 Gjn、Bjn、Gkn、Bkn分別節(jié)點(diǎn)i和n、j和n、k和η對(duì)應(yīng)導(dǎo)納矩陣的實(shí)部和虛部；U pUpUj別為 節(jié)點(diǎn)i、j、k的電壓幅值；Θ in、θ ρ、Θ kn為節(jié)點(diǎn)i和n、j和n、k和η的相角差。
[0072] 因此，式（16)-(19)、（22)-(30)構(gòu)成了含多端UPFC電網(wǎng)潮流計(jì)算的全部方程。
[0073] 步驟（3)中，采用牛頓-拉夫遜法對(duì)電網(wǎng)進(jìn)行潮流計(jì)算得到系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)態(tài)點(diǎn)后，對(duì) 潮流方程進(jìn)行線性化得到穩(wěn)態(tài)運(yùn)行點(diǎn)的雅克比矩陣。計(jì)算負(fù)荷、風(fēng)電功率或光伏隨機(jī)變量 的半不變量后，基于半不變量法計(jì)算節(jié)點(diǎn)電壓和線路有功功率的半不變量，并最終得到概 率密度函數(shù)，實(shí)現(xiàn)隨機(jī)潮流的計(jì)算。
[0074] 以上顯示和描述了本發(fā)明的基本步驟和計(jì)算方法和本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)。本行業(yè)的技術(shù) 人員應(yīng)該了解，本發(fā)明不受上述實(shí)施例的限制，上述實(shí)施例和說(shuō)明書(shū)中描述的只是說(shuō)明本 發(fā)明的原理，在不脫離本發(fā)明精神和范圍的前提下，本發(fā)明還會(huì)有各種變化和改進(jìn)，這些變 化和改進(jìn)都落入要求保護(hù)的本發(fā)明范圍內(nèi)。本發(fā)明要求保護(hù)范圍由所附的權(quán)利要求書(shū)及其 等效物界定。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種考慮多端統(tǒng)一潮流控制器的隨機(jī)潮流計(jì)算方法，其特征在于，包括以下步驟： (1) 根據(jù)多端UPFC的實(shí)際安裝位置，建立多端UPFC的穩(wěn)態(tài)模型； (2) 根據(jù)電網(wǎng)數(shù)據(jù)和已建立的多端UPFC穩(wěn)態(tài)模型，建立電網(wǎng)潮流計(jì)算數(shù)據(jù)模型，并采 用牛頓-拉夫遜法進(jìn)行潮流計(jì)算，確定電網(wǎng)的穩(wěn)態(tài)運(yùn)行點(diǎn)； (3) 根據(jù)電網(wǎng)的穩(wěn)態(tài)運(yùn)行點(diǎn)，對(duì)含多端UPFC的電網(wǎng)潮流方程進(jìn)行線性化計(jì)算，并得到 雅克比矩陣； (4) 建立電網(wǎng)中負(fù)荷、風(fēng)電功率和光伏電站有功功率隨機(jī)變量的概率密度函數(shù)，并計(jì)算 得到隨機(jī)變量的各階半不變量； (5) 根據(jù)半不變量法，利用已有隨機(jī)變量的各階半不變量和雅克比矩陣計(jì)算節(jié)點(diǎn)電壓 和線路有功功率的各階半不變量及其概率密度函數(shù)，最終實(shí)現(xiàn)含多端UPFC電網(wǎng)隨機(jī)潮流 的計(jì)算。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的考慮多端統(tǒng)一潮流控制器的隨機(jī)潮流計(jì)算方法，其特征在 于，多端UPFC是同時(shí)有兩個(gè)或兩個(gè)以上串聯(lián)變壓器安裝在不同的線路上，且共用一個(gè)并聯(lián) 變壓器。3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的考慮多端統(tǒng)一潮流控制器的隨機(jī)潮流計(jì)算方法，其特征在 于，多端UPFC穩(wěn)態(tài)模型，采取等效注入功率法進(jìn)行建模。4. 根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的考慮多端統(tǒng)一潮流控制器的隨機(jī)潮流計(jì)算方法，其特征 在于，當(dāng)多端UPFC包括兩個(gè)安裝在不同線路上的串聯(lián)變壓器和一個(gè)并聯(lián)變壓器時(shí)，根據(jù)等 效功率注入法，將UPFC對(duì)潮流的控制作用轉(zhuǎn)移到所在線路兩側(cè)的節(jié)點(diǎn)上，等效為：UPFC的 串聯(lián)側(cè)分別安裝在線路i_j和i_k上，分別用可控電壓源表示，并聯(lián)側(cè)安裝在 母線i側(cè)，用可控電流源表示； #和Sf分別為UPFC在母線i、j和k側(cè)的等效注入視在功率，其具體計(jì)算公式 如下：式中，仏、分別為節(jié)點(diǎn)i、j的電壓；gu+jt^pgik+jbik分別為節(jié)點(diǎn)i和j、i和k之間 的導(dǎo)納；8。2分別為節(jié)點(diǎn)i和j、i和k的對(duì)地導(dǎo)納；*表示取共輒值。5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的考慮多端統(tǒng)一潮流控制器的隨機(jī)潮流計(jì)算方法，其特征在 于，含多端UPFC的潮流計(jì)算時(shí)，對(duì)于出線中不包含UPFC的節(jié)點(diǎn)，其功率平衡方程如式（8) 和（9)所示： APm=PG,m-PL,m- ^nEnUnUn (Gnncos0nn+Bnnsin0 nn) (8) A 0>=QsnEmunun (Gnnsin9nn-Bnncos9J (9) 式中，AP^、A分別為節(jié)點(diǎn)m的有功和無(wú)功功率偏差；P&、Qeni分別為節(jié)點(diǎn)m的發(fā)電 機(jī)有功和無(wú)功功率；PunoQun分別為節(jié)點(diǎn)m的有功和無(wú)功負(fù)荷；分別節(jié)點(diǎn)m和n對(duì)應(yīng) 導(dǎo)納矩陣的實(shí)部和虛部；分別為節(jié)點(diǎn)m和n的電壓幅值；0 ""為節(jié)點(diǎn)m和n的相角差。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的考慮多端統(tǒng)一潮流控制器的隨機(jī)潮流計(jì)算方法，其特征在 于，對(duì)于出線中安裝UPFC的節(jié)點(diǎn)，至少包含節(jié)點(diǎn)i、j、k，其功率平衡方程如式（10)-(15)所 示：式中，Re表不取買(mǎi)部，Im表不取虛部，APpAQpAPpAQpAPk、AQAII」為節(jié)點(diǎn)i、j、k的有功和無(wú)功功率偏差；Py、Qy、P&ppPy、Qy分別為節(jié)點(diǎn)i、j、k的發(fā)電機(jī)有功 和無(wú)功功率；PupQupPupQupPuk、Quk分別為節(jié)點(diǎn)i、j、k的有功和無(wú)功負(fù)荷；Gin、Bin、Gjn、B.jn、Gkn、Bkn分別節(jié)點(diǎn)i和n、j和n、k和n對(duì)應(yīng)導(dǎo)納矩陣的實(shí)部和虛部；U^Up隊(duì)分別為節(jié) 點(diǎn)i、j、k的電壓幅值；0 in、0 _jn、0kn為節(jié)點(diǎn)i和n、j和n、k和n的相角差。
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明涉及一種考慮多端統(tǒng)一潮流控制器的隨機(jī)潮流計(jì)算方法，首先對(duì)含多端統(tǒng)一潮流控制器的電網(wǎng)建立潮流計(jì)算模型，根據(jù)UPFC的實(shí)際安裝情況建立等效多端注入功率模型，采用牛頓-拉夫遜法進(jìn)行潮流計(jì)算并確定電網(wǎng)的穩(wěn)態(tài)運(yùn)行點(diǎn)，在穩(wěn)態(tài)運(yùn)行點(diǎn)對(duì)包含UPFC等效多端注入功率模型的電網(wǎng)潮流方程進(jìn)行線性化計(jì)算，得到雅克比矩陣；其次，對(duì)電網(wǎng)中各種隨機(jī)因素建立隨機(jī)概率密度函數(shù)，計(jì)算得到各隨機(jī)變量的各階半不變量后，利用半不變量法在雅克比矩陣的基礎(chǔ)上計(jì)算得到電網(wǎng)節(jié)點(diǎn)電壓、線路功率的對(duì)應(yīng)半不變量，最終得到節(jié)點(diǎn)電壓和線路功率的概率密度函數(shù)。本發(fā)明實(shí)現(xiàn)了含多端UPFC電網(wǎng)的隨機(jī)潮流計(jì)算，為分析電網(wǎng)隨機(jī)性對(duì)電網(wǎng)運(yùn)行的影響創(chuàng)造了條件。
【IPC分類(lèi)】H02J3/18, H02J3/00
【公開(kāi)號(hào)】CN105119269
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510437114
【發(fā)明人】張寧宇, 劉建坤, 周前, 陳靜, 安海云, 胡昊明
【申請(qǐng)人】國(guó)家電網(wǎng)公司, 江蘇省電力公司, 江蘇省電力公司電力科學(xué)研究院
【公開(kāi)日】2015年12月2日
【申請(qǐng)日】2015年7月23日