電機所發(fā)有功功率和無功功率， 9、V分別為節(jié)點電壓相角和幅值，k。、的分別為UPFC裝置內(nèi)可控電壓源的幅值控制參 數(shù)、相角控制參數(shù)，Qsh為UPFC裝置的無功控制參數(shù)；f(x)為目標函數(shù)，表示發(fā)電機費用，Pgl是第i個發(fā)電機發(fā)出的 有功功率，a2i、aii、^為耗量特性曲線參數(shù)，a。、ai、和為UPFC裝置的投資費用常系數(shù)，S為 UPFC裝置的容量，T為現(xiàn)值轉(zhuǎn)等年值系數(shù)：rp為電力投資回收率，ny 為UPFC經(jīng)濟使用年限；min.f (X)為最小的目標函數(shù)；h(X)為等式約束條件，為交流系統(tǒng)的 功率平衡方程，等式約束個數(shù)為m ;g(x)為不等式約束條件，包含交流系統(tǒng)的電壓幅值、相 角，線路傳輸功率約束，UPFC裝置的可控電壓源幅值參數(shù)、相角控制參數(shù)，不等式約束個數(shù) 為r，I為不等式約束條件的下限，^為不等式約束條件的上限； 步驟（2)，獲取電力系統(tǒng)的網(wǎng)絡參數(shù)，包括母線編號、名稱、負有功、負荷無功、補償電 容、輸電線路的支路號、首端節(jié)點和末端節(jié)點編號、串聯(lián)電阻、串聯(lián)電抗、并聯(lián)電導、并聯(lián)電 納、變壓器變比和阻抗、發(fā)電機有功出力、無功上下限、經(jīng)濟參數(shù)； 步驟（3)，設定DE算法的種群大小Np、最大迭代次數(shù)Kniax、縮放因子F和交叉概率CR， 待優(yōu)化離散變量為UPFC裝置的安裝位置<UPFC裝置的容量纖初始化DE種群， '、?步驟（4)，通過中心校正內(nèi)點法對[心仏,沒，丨7A^ ]連續(xù)變量進行優(yōu)化，得到目標 函數(shù)的最優(yōu)值/^ebt并作為DE個體的適應值進行評估； 步驟（5)，對DE種群進行變異和交叉操作，得到試驗種群的UPFC裝置的安裝位置UPFC容量 r-S 5 步驟(6)，重復步驟（4)，通過中心校正內(nèi)點法對試驗種群的連續(xù)變量進行優(yōu)化，得到 最優(yōu)運行點； 步驟（7)，對選定的故障進行含UPFC裝置的暫態(tài)時域仿真，每一步長時刻判斷電力系 統(tǒng)的穩(wěn)定性，并存儲每一步長時刻的變量值，若電力系統(tǒng)失穩(wěn)，則進行步驟（8);若電力系 統(tǒng)穩(wěn)定，則判斷仿真時間是否達到，若達到，則進行轉(zhuǎn)移功率計算，將所得的目標函數(shù)最優(yōu) 值作為DE個體的適應值進行評估，并轉(zhuǎn)到步驟（10); 步驟（8)，根據(jù)步驟（7)得到的每一步長時刻的變量值，計算每一時步的軌跡靈敏度， 直到故障失穩(wěn)時刻； 步驟（9)，根據(jù)步驟（8)，得到故障失穩(wěn)時刻的最領先發(fā)電機和最落后發(fā)電機的轉(zhuǎn)子角 度，以及相對最領先發(fā)電機的有功輸出的靈敏度，并求得最領先發(fā)電機和最落后發(fā)電機之 間的轉(zhuǎn)移功率，并修改步驟（1)電力系統(tǒng)最優(yōu)配置模型中不等式約束條件中的發(fā)電機有功 出力的上、下限，返回步驟（7); 步驟（10)，對原種群和試驗種群的適應值進行選擇，選取得到新一代種群，并更新目標 函數(shù)最優(yōu)值/t' 步驟（11)，判斷迭代次數(shù)是否大于Kniax，若大于，則退出并輸出計算不收斂的結(jié)果，若不 大于，則置迭代次數(shù)kltCT值加1，返回步驟（5)。2.根據(jù)權利要求1所述的用于UPFC的選址和容量配置方法，其特征在于：步驟（4)， 通過中心校正內(nèi)點法對,A 武]連續(xù)變量進行優(yōu)化，得到目標函數(shù)的最優(yōu)值 jCest包括以下步驟， (401) ，列出庫恩-塔克條件，如公式⑴所示，其中，y= [yi，…，ym]T是等式約束的拉格朗日乘子；z=[z…，zJT，w= [W1,…，wJT 是不等式約束的拉格朗日乘子；I= [I1，…，lJT，u=[Ul，…，uJT是松弛變量；y是障礙參 數(shù)；^xf(X)是f(X)對X的一階導數(shù)；VxIi(X)、Vxg(x)分別是h(X)、g(x)雅可比矩陣的轉(zhuǎn) 置；L=diag(I1，…，lr);U=diag(U1，…，ur);Z=diag(Z1，…，zr);W=diag(W1，…，wr); e= [1，1，…1]T; (402) ，障礙參數(shù)y= 〇Q；ap/(2r)，其中Ctjap=ITz-uTw，設定擾動因子 〇 = 0 ; (403) ，用牛頓法來求解公式（1)，將其線性化，可以得到方程式（2)、（3)、（4)，求解方 程式⑵、（3)、（4)，得到仿射方向Axaff，Alaff，Auaff，Ayaff，Azaff，Awaff，其中，Axaff、Ayaff、Azaff、Alaff、Auaff、Awaff分別為x、y、z、1、u、w的仿射方向修正 量，為數(shù)學符號，表示偏導的轉(zhuǎn)置；其中，H為海森矩陣，H'為修正后的海森矩陣； (403) ，根據(jù)公式（5)、(6)，確定仿射方向的迭代步長，其中，分別為仿射方向的原步長和對偶步長； (404) ，根據(jù)方程式（7)，計算仿射方向的互補間隙;其中，AIaff、Azaff、Auaff、Awaff分別是1、z、u、w仿射方向的修正量； (405) ，根據(jù)公式（8)，計算動態(tài)估計中心參數(shù)〇，動態(tài)估計中心參數(shù)〇為（402)設定 的擾動因子，(406) ，根據(jù)公式（9)，增大仿射迭代的步長ft，其中Saff取0.4,Saff為仿射步長的增 加量，(407) ，根據(jù)公式（10) - (13)，更新、I、、ft，(408) ，根據(jù)公式（14) _ (15)，更新p、q，p、q為超立體空間的邊界，其中，為最大放大系數(shù)取6,P_最大放大系數(shù)取0.3， (409) ，根據(jù)方程式組（16)-(18)，求解&^。，&/。。，&1。。。，&1!?！恪悖?amp;2。。。，& ￥。。。，Aw?°分別為x、y、z、l、u、w的校正方向修正量； (410) ，根據(jù)公式（19)、（20)，確定原始變量和對偶變量的迭代步長，(411) ，更新原始變量及拉格朗日乘子，得到的目標函數(shù)值作為DE個體的適應值進行 評估，得到目標函數(shù)的最優(yōu)值*/1。3. 根據(jù)權利要求1所述的用于UPFC的選址和容量配置方法，其特征在于：步驟（5)， 對DE種群進行變異和交叉操作，得到試驗種群的UPFC裝置的安裝位置UPFC容量 gJr+1，包括以下步驟， (501) ，根據(jù)公式（21)，對DE種群進行變異，其中，DE種群為IW ，?"，，其中種群個體Af= [?>，"為變 異后的種群、F為縮放因子，取[0, 2] ; 為從種群中隨機抽取的三個不同個 體； (502) ，根據(jù)公式（22)，對DE種群進行交叉操作，其中，cfr+1為交叉后得到的種群；rand(j)為[0, 1]之間的隨機數(shù)；j為個體的第j個 分量；Cr為交叉概率；randn⑴為[1，…，N]之間的隨機量； (503) ，得到試驗種群的UPFC裝置的安裝位置<n+1、UPFC容量 .〇4. 根據(jù)權利要求1所述的用于UPFC的選址和容量配置方法，其特征在于：步驟（7)若 達到，則進行轉(zhuǎn)移功率計算，計算過程如下， (701)，根據(jù)公式（23) -(25)，計算慣性中心等值轉(zhuǎn)子角S、第i臺發(fā)電機的轉(zhuǎn)子角的Sgl、慣性中心的等值慣性時間常數(shù)Mt。S1=5gl- 5 COI(25) 其中，M1為第i臺發(fā)電機慣性時間常數(shù)，n6為發(fā)電機臺數(shù)； (702)，根據(jù)公式（26)，計算轉(zhuǎn)移功率APgij，其中，=Sgi、Sgj為系統(tǒng)失穩(wěn)時刻最領先機i 和最落后機j的轉(zhuǎn)子角；dg/為故障初始時刻最領先發(fā)電機i和最落后發(fā)電機j的轉(zhuǎn)子角；giS為故障初始時刻最領先發(fā)電機i和最落后發(fā)電機j的有功輸出； 、 "V 分別為失穩(wěn)時刻最領先發(fā)電機i和最落后發(fā)電機j的轉(zhuǎn)子角； 為故障初始時刻最領先發(fā)電機i和最落后發(fā)電機j轉(zhuǎn)子角相對于最領先發(fā)電機i Jjfteiv r%ne\v 有功輸出的軌跡靈敏度；:分別為更新后節(jié)點i、j的有功功率； (703) ，最最領先發(fā)電機i和最落后發(fā)電機j有功上、下限分別為 根據(jù)公式（晚修改發(fā)電機有功輸出的上、下限。5.根據(jù)權利要求1所述的用于UPFC的選址和容量配置方法，其特征在于：步驟（10)， 對原種群和試驗種群的適應值進行選擇，選取得到新一代種群xf"" +1，根據(jù)公式（27)，
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種用于UPFC的選址和容量配置方法，建立了暫態(tài)穩(wěn)定約束的UPFC選址和容量配置模型，以差分進化算法為框架，對UPFC的安裝位置和容量進行優(yōu)化，采用中心校正內(nèi)點法對每個差分進化個體進行連續(xù)變量的優(yōu)化和適應度評估，由于差分進化算法操作簡單、搜索能力強、調(diào)節(jié)參數(shù)少適用于混合優(yōu)化和內(nèi)點法收斂性好、魯棒性強的優(yōu)點，所提的混合算法較好地解決了UPFC選址和容量配置的問題，高效方便，具有良好的應用前景。
【IPC分類】H02J3/18
【公開號】CN105226668
【申請?zhí)枴緾N201510509156
【發(fā)明人】劉建坤, 衛(wèi)志農(nóng), 李群, 孫國強, 張寧宇, 臧海祥, 袁宇波, 黃為民, 趙靜波
【申請人】國家電網(wǎng)公司, 江蘇省電力公司, 江蘇省電力公司電力科學研究院, 河海大學
【公開日】2016年1月6日
【申請日】2015年8月18日