CN108390388B - 消除统一潮流控制器近区设备过载的辅助决策计算方法 - Google Patents

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CN108390388B CN201810157200.6A CN201810157200A CN108390388B CN 108390388 B CN108390388 B CN 108390388B CN 201810157200 A CN201810157200 A CN 201810157200A CN 108390388 B CN108390388 B CN 108390388B
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Abstract

本发明公开了一种消除统一潮流控制器近区设备过载的辅助决策计算方法，通过UPFC潮流控制的潮流计算，UPFC模块与网络方程交替迭代，依据迭代中串联端有功潮流的控制调整与被控元件过载量的相对关系，在串联端受控电压源未受限时，自动调整UPFC的串联端有功潮流设定值，在可调节范围内最终控制UPFC潮流，消除UPFC近区设备静态不安全；本申请在能保证UPFC潮流控制对消除被控元件过载有效性的前提下，快速计算出UPFC的控制策略；克服了传统静态安全辅助决策计算采用注入量摄动法不适合UPFC类强非线性受控元件的问题，也避免了直接对UPFC控制目标摄动，潮流计算耗时短。

Description

消除统一潮流控制器近区设备过载的辅助决策计算方法
技术领域
本发明涉及电力系统领域，具体涉及一种消除UPFC近区设备过载的UPFC潮流控制计算方法。
背景技术
UPFC由并联补偿的静止无功补偿器和串联补偿的静止同步串联补偿器相结合组成，是一种综合型灵活交流输电系统设备中的潮流控制装置。工程应用上计及UPFC的潮流控制计算方法，通常是将UPFC等效为节点功率注入，将网络方程和UPFC求解分开进行，从而可以在计算中方便考虑UPFC多种控制模式切换和控制变量约束。
目前我国已投运南京220kV和苏南500kV的UPFC输电潮流控制工程，主要作用在于通过UPFC的快速潮流控制解决近区线路的过载问题。因此，如何确定UPFC的控制目标(如串联端的控制功率和并联端的控制电压)，是利用UPFC快速潮流控制作为一种新的控制措施解决近区静态安全问题的关键。
传统的静态安全控制措施主要包括：发电机出力调整、节点负荷的压缩、无功补偿装置的调整和投退等。通常是依据事先计算的控制措施对静态不安全元件的灵敏度和控制代价，按控制性能确定控制措施控制序列以及调整方向，试探或者集群组合搜索优化的控制措施组合。但控制措施对静态不安全元件的灵敏度，依据的是注入量的摄动，描述的是潮流方程变量之间的线性关系，不适合强非线性的受控元件，如UPFC，简单摄动不能计及UPFC的自身约束，计算结果的有效性无法保证，且如果直接对UPFC控制目标摄动，需多次详细潮流计算耗时较长。如何既保证UPFC潮流控制对被控元件的有效，又能快速地进行消除UPFC近区设备静态不安全的UPFC潮流控制计算是一个亟需解决的难题。
发明内容
本发明目的是：提供一种消除统一潮流控制器近区设备过载的辅助决策计算方法。在计及UPFC潮流控制的常规潮流计算上，依据迭代中串联端有功潮流的控制调整与被控元件过载或电压越上限(或下限)的相对关系，在串联端受控电压源未受限时，自动调整UPFC的串联端有功潮流设定值，在可调节范围内最终控制UPFC潮流，以消除近区设备静态不安全。
本发明技术方案为：
一种消除统一潮流控制器(UPFC)近区设备过载的辅助决策计算方法，包括以下步骤：
1)令UPFC模块与网络方程交替迭代次数k＝1，标识KTYPE为是否进行考虑消除过载的UPFC辅助决策潮流计算，初始为是，置标识KTYPE＝1，给定UPFC模块的初值；
2)使用节点功率注入法进行第k次UPFC模块和网络方程交替迭代求解系统潮流；
3)第k次UPFC模块和网络方程交替迭代结束后，依据标识KTYPE的值，进行消除过载的UPFC辅助决策计算，通过采取UPFC的控制消除已过载元件过载状态；
当KTYPE＝2，不进行消除过载的UPFC辅助决策潮流计算时，循环步骤2)所述的UPFC模块和网络方程交替迭代求解系统潮流，直至满足潮流收敛条件；
当KTYPE＝1，则进行消除过载的UPFC辅助决策潮流计算，根据潮流计算时UPFC逼近设定的控制功率目标过程中，UPFC串联端有功功率变化对过载元件有功功率变化的比例大小，确定能够通过UPFC控制有效消除过载的已过载元件；
4)根据过载元件的有功功率和UPFC串联端有功功率对过载元件有功功率的变化比例，计算出消除元件过载所需的UPFC的有功功率控制目标值Pi l,set，令k＝k+1，循环步骤2)中的UPFC模块和网络方程交替迭代求解过程，直至满足潮流收敛条件。
步骤2)具体包括以下步骤：
2-1)按基态设定的UPFC串联端的有功功率控制目标Pi set制无功功率目标
Figure GDA0002977957810000021
和并联端的目标控制电压
Figure GDA00029779578100000216
将UPFC等效为节点功率注入，对网络方程和UPFC模块分开进行求解；
2-2)第k次交替迭代由网络方程得到的UPFC串联线路两端节点i、j电压分别为
Figure GDA0002977957810000022
Figure GDA0002977957810000023
并联端节点s电压为
Figure GDA0002977957810000024
其中V为对应电压幅值，θ为对应电压相角，第k-1次迭代后UPFC模块中串联端的受控电压源电压为
Figure GDA0002977957810000025
(k＝1时设
Figure GDA0002977957810000026
初值为0)，
Figure GDA0002977957810000027
为受控电压源电压幅值，
Figure GDA0002977957810000028
为受控电压源电压相角，第k-1次迭代后UPFC模块中并联端的受控电流源电流为
Figure GDA0002977957810000029
(k＝1时设
Figure GDA00029779578100000210
初值为0)，
Figure GDA00029779578100000211
为受控电流源电流幅值，
Figure GDA00029779578100000212
为受控电流源电流相角，对第k次UPFC模块求解；
2-3)对第k次UPFC模块求解，具体包括以下步骤，
由网络方程迭代计算得到串联端电压求得UPFC的串联控制侧i端功率值为：
Figure GDA00029779578100000213
其中：Zij为计及UPFC串联端换流变压器等值阻抗在内的线路阻抗值；
根据UPFC串联端的有功功率Pi (k)和无功功率
Figure GDA00029779578100000214
与有功功率控制目标Pi set和无功功率控制目标
Figure GDA00029779578100000215
的偏差，确定受控电压源电压值的偏差为：
Figure GDA0002977957810000031
更新串联端的受控电压源电压为：
Figure GDA0002977957810000032
则：经UPFC模块求解后串联线路两端节点i和j的注入电流修正为：
Figure GDA0002977957810000033
Figure GDA0002977957810000034
为串联控制侧第i端的注入修电流，
Figure GDA0002977957810000035
为串联控制侧第j端的注入修电流；
由网络方程迭代计算得到并联端节点s的并联端电压求得UPFC的并联端节点s的并联端功率值为：
Figure GDA0002977957810000036
UPFC模块串并联端两侧有功功率满足相等，即
Figure GDA0002977957810000037
其中：
Figure GDA0002977957810000038
由网络方程迭代计算得到并联端无功功率值与设定值的偏差Ps (k)，求得
Figure GDA0002977957810000039
2-4)基于UPFC模块求得的串联线路两端节点i和j的注入电流和并联端节点s的注入电流，更新节点注入电流向量I(k)中对应节点i、j和s所在行的值，重新求解网络方程式(8)，Y为电力网络的导纳阵，得到节点电压向量U(k)：
YI(k)＝U(k) (8)
完成一次UPFC模块和网络方程的交替迭代求解；
2-5)若受控电压源电压幅值越限，则维持电压幅值为最大值Vse,max，角度不变；即在第k+1次交替迭代时，取该受控电压源电压为
Figure GDA00029779578100000310
对于UPFC并联端的潮流计算，若采取定电压控制，潮流计算中可简化为PV型节点处理，即给定节点电压值为电压控制目标值，无功可调节范围不受限，仅对并联注入电流有功功率部分迭代更新。
步骤3)中通过采取UPFC的控制消除已过载元件过载状态，具体包括以下步骤：
3-1)第k次UPFC模块和网络方程交替迭代结束后，若进行消除过载的UPFC辅助决策计算标识位KTYPE＝1，则进入步骤3-2)；
否则KTYPE＝2不进行消除过载的UPFC辅助决策潮流计算，则令k＝k+1，循环UPFC模块和网络方程交替迭代求解系统潮流，直至满足潮流收敛条件；
3-2)第k次交替迭代计算后，当
Figure GDA0002977957810000041
UPFC串联端计算功率值与设定的控制功率目标的偏差小于设定门槛值后，则进行UPFC串联端有功功率变化与有效被控过载元件的有功功率变化关系的判别，进入步骤3-3)；其中，Sset取
Figure GDA0002977957810000042
ε为UPFC控制精度；
3-3)依据第k次监视元件迭代计算流过的电流，判断是否存在元件过载的问题，如果有则进入步骤3-4)，否则令k＝k+1；
3-4)对任意已过载元件l，设第k次和第k-1次迭代的有功功率分别为Pl (k)和Pl (k -1)，若|Pl (k)-Pl (k-1)|≥λ×|Pi (k)-Pi (k-1)|，则交替迭代第k-1次和第k次UPFC串联控制侧i端功率值的变化，能引起过载元件l有功功率不小于比例λ(可设定)的相应变化，则认为UPFC功率控制对消除元件l的过载是有效的，反之则视为无效；若(Pl (k)-Pl (k-1))×(Pi (k)-Pi (k-1))＞0，即两者同向增减，则降低UPFC功率设定值，消除监视元件l过载现象，反之则增加UPFC功率设定值消除监视元件l过载。
较优地，步骤4)中计算消除元件过载所需的UPFC的控制目标值Pi l,set，具体包括以下步骤：
4-1)由对应Pl (k)和Pl (k-1)的监视元件l上的电流
Figure GDA0002977957810000043
和
Figure GDA0002977957810000044
以及电流限制值
Figure GDA0002977957810000045
对已过载元件
Figure GDA0002977957810000046
按式(9)估算UPFC功率设定值Pi l,set(k)：
Figure GDA0002977957810000047
4-2)依据估算的UPFC功率设定值Pi l,set(k)，确定UPFC功率设定值；
当确定增加UPFC功率设定值控制对过载监视元件l有效时，取UPFC功率设定值为
Figure GDA0002977957810000048
当确定降低UPFC功率设定值控制对过载监视元件l有效时，取UPFC功率设定值为
Figure GDA0002977957810000049
若在被控过载元件集中，既存在需增加UPFC功率设定值控制有效的被控过载元件m，又存在降低UPFC功率设定值控制有效的被控过载元件n时，UPFC对被控过载元件m和n控制效果互斥，则选择一个调整方向，解决部分元件过载问题，并设UPFC功率控制值调整次数计算器T＝1，进入步骤4-3)；
4-3)基于估算的UPFC功率设定值，进行UPFC模块和网络方程交替迭代求解，直至满足潮流收敛。
较优地，步骤4-3)具体包括以下步骤：
4-3-1)将估算的UPFC功率设定值Pi l,set(k)并考虑控制精度裕量作为UPFC的有功功率控制目标Pi set，Pi set＝Pi l,set(k)+εp，若降低UPFC功率设定值控制对过载监视元件l有效时，则取Pi set＝Pi l,set(k)-εp，其中εp为过载控制精度；
4-3-2)令k＝k+1，继续UPFC模块和网络方程交替迭代求解过程；
若第k+1次迭代估算的
Figure GDA0002977957810000051
值与Pi l，set(k)之间满足|Pi l，set(k)-Pi l，set(k+1)|≤εp，则维持有功功率控制目标值不变，转4-3-2)直至迭代潮流收敛；
否则，T＝T+1将Pi l,set(k)更新为Pi l,set(k+1)，若T小于最大调整次数Tmax，则转4-3-1)，如果达到最大调整次数仍无法消除过载，维持控制目标值不变，令KTYPE＝2不进行消除过载的UPFC辅助决策潮流计算，继续步骤2)中的UPFC模块和网络方程交替迭代求解，直至迭代潮流收敛。
较优地，
εp设定为10MW。
较优地，潮流收敛条件为：UPFC串联端的有功功率Pi (k)和无功功率
Figure GDA0002977957810000052
与控制功率目标Pi set和
Figure GDA0002977957810000053
满足控制收敛精度
Figure GDA0002977957810000054
UPFC并联端的电压
Figure GDA0002977957810000055
与控制目标
Figure GDA0002977957810000056
满足控制收敛精度
Figure GDA0002977957810000057
ε为UPFC控制精度，是设定值。
本发明与现有技术相比，具有以下优点：
本申请公开一种消除统一潮流控制器(UPFC)近区设备过载的辅助决策计算方法。本申请使用节点功率注入法进行UPFC模块和网络方程交替迭代求解系统潮流，依据迭代中串联端有功潮流的控制调整与被控元件过载量的相对关系，实现了UPFC串联端有功潮流设定值的自动调整，达到消除UPFC近区设备过载的目的，相比较传统静态安全辅助决策计算所采用的注入量摄动法，本申请方法无需多次潮流计算，减少了计算量，更为主要的是计及了UPFC自身的约束，使得计算结果更为准确。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明；
图1为本发明除统一潮流控制器近区设备过载的辅助决策计算方法的流程图。
具体实施方式
下面结合附图并通过具体实施例对本发明作进一步详述，以下实施例只是描述性的，不是限定性的，不能以此限定本发明的保护范围。
为了使本发明的技术手段、创作特征、工作流程、使用方法达成目的与功效，且为了使该评价方法易于明白了解，下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。
下面参照附图并结合实例对本发明作进一步详细描述。
如图1所示，一种消除统一潮流控制器(UPFC)近区设备过载的辅助决策计算方法，包括以下步骤：
步骤1)令UPFC模块与网络方程交替迭代次数k＝1，标识KTYPE为是否进行考虑消除过载的UPFC辅助决策潮流计算，初始为是，置标识KTYPE＝1，给定UPFC模块的初值。
步骤2)使用节点功率注入法进行第k次UPFC模块和网络方程交替迭代求解系统潮流；
步骤2)具体包括以下步骤：
2-1)按基态设定的UPFC串联端的有功功率控制目标Pi set制无功功率目标
Figure GDA0002977957810000061
和并联端的目标控制电压
Figure GDA0002977957810000062
将UPFC等效为节点功率注入，对网络方程和UPFC模块分开进行求解；
2-2)第k次交替迭代由网络方程得到的UPFC串联线路两端节点i、j电压分别为
Figure GDA0002977957810000063
Figure GDA0002977957810000064
并联端节点s电压为
Figure GDA0002977957810000065
其中V为对应电压幅值，θ为对应电压相角，第k-1次迭代后UPFC模块中串联端的受控电压源电压为
Figure GDA0002977957810000066
k＝1时设
Figure GDA0002977957810000067
初值为0；
Figure GDA0002977957810000068
为受控电压源电压幅值，
Figure GDA0002977957810000069
为受控电压源电压相角，第k-1次迭代后UPFC模块中并联端的受控电流源电流为
Figure GDA00029779578100000610
(k＝1时设
Figure GDA00029779578100000611
初值为0)，
Figure GDA00029779578100000612
为受控电流源电流幅值，
Figure GDA00029779578100000613
为受控电流源电流相角，对第k次UPFC模块求解；
2-3)对第k次UPFC模块求解，具体包括以下步骤，
由网络方程迭代计算得到串联端电压求得UPFC的串联控制侧i端功率值为：
Figure GDA00029779578100000614
其中：Zij为计及UPFC串联端换流变压器等值阻抗在内的线路阻抗值；
由串联端功率值与设定值的偏差，确定受控电压源电压值的偏差为：
Figure GDA00029779578100000615
更新串联端的受控电压源电压为：
Figure GDA00029779578100000616
则：经UPFC模块求解后串联线路两端节点i和j的注入电流修正为：
Figure GDA00029779578100000617
Figure GDA00029779578100000618
为串联控制侧第i端的注入修电流，
Figure GDA00029779578100000619
为串联控制侧第j端的注入修电流；
由网络方程迭代计算得到并联端节点s的并联端电压求得UPFC的并联端节点s的并联端功率值为：
Figure GDA0002977957810000071
UPFC模块连接串并联端两侧有功功率满足相等，即
Figure GDA0002977957810000072
其中：
Figure GDA0002977957810000073
由网络方程迭代计算得到并联端无功功率值与设定值的偏差
Figure GDA0002977957810000074
求得
Figure GDA0002977957810000075
2-4)基于UPFC模块求得的串联线路两端节点i和j的注入电流和并联端节点s的注入电流，更新节点注入电流向量I(k)中对应节点i、j和s所在行的值，重新求解网络方程式(8)，Y为电力网络的导纳阵，得到节点电压向量U(k)：
YI(k)＝U(k)(8)
完成一次UPFC模块和网络方程的交替迭代求解；
2-5)若受控电压源电压幅值越限，则维持电压幅值为最大值Vse,max，角度不变；即在第k+1次交替迭代时，取该受控电压源电压为
Figure GDA0002977957810000076
对于UPFC并联端的潮流计算，若采取定电压控制，潮流计算中可简化为PV型节点处理，即给定节点电压值为电压控制目标值，无功功率可调节范围不受限，仅对并联注入电流有功部分迭代更新。
步骤3)第k次UPFC模块和网络方程交替迭代结束后，依据标识KTYPE的值，进行消除过载的UPFC辅助决策计算，通过采取UPFC的控制消除已过载元件过载状态；
当KTYPE＝2，不进行消除过载的UPFC辅助决策潮流计算时，循环步骤2)中的UPFC模块和网络方程交替迭代求解系统潮流，直至满足潮流收敛条件；
当KTYPE＝1，则进行消除过载的UPFC辅助决策潮流计算；根据潮流计算时UPFC逼近设定的控制功率目标过程中，根据UPFC串联端有功功率变化对过载元件有功功率变化的比例大小，确定能够通过UPFC控制有效消除过载的已过载元件；
所述步骤3)中通过采取UPFC的控制消除已过载元件过载状态，具体包括以下步骤：
3-1)第k次UPFC模块和网络方程交替迭代结束后，若进行消除过载的UPFC辅助决策计算标识位KTYPE＝1，则进入步骤3-2)；
否则KTYPE＝2不进行消除过载的UPFC辅助决策潮流计算，则令k＝k+1，循环UPFC模块和网络方程交替迭代求解系统潮流，直至满足潮流收敛条件，即UPFC串联端的有功功率Pi (k)和无功功率
Figure GDA0002977957810000081
与控制功率目标Pi set和
Figure GDA0002977957810000082
满足控制收敛精度
Figure GDA0002977957810000083
UPFC并联端的电压
Figure GDA0002977957810000084
与控制目标
Figure GDA0002977957810000085
满足控制收敛精度
Figure GDA0002977957810000086
ε为UPFC控制精度，是设定值；
3-2)第k次交替迭代计算后，当
Figure GDA0002977957810000087
UPFC串联端计算功率值与设定的控制功率目标的偏差小于设定门槛值后，则进行UPFC串联端有功功率变化与有效被控过载元件的有功功率变化关系的判别，进入步骤3-3)；其中，Sset取
Figure GDA0002977957810000088
ε为UPFC控制精度；
3-3)依据第k次监视元件迭代计算流过的电流，判断是否存在元件过载的问题，如果有则进入步骤3-4)，否则令k＝k+1；
3-4)对任意已过载元件l，设第k次和第k-1次迭代的有功功率分别为Pl (k)和Pl (k -1)，若|Pl (k)-Pl (k-1)|≥λ×|Pi (k)-Pi (k-1)|，则交替迭代第k-1次和第k次UPFC串联控制侧i端功率值的变化，能引起过载元件l有功功率不小于比例λ(可设定)的相应变化，则认为UPFC功率控制对消除元件l的过载是有效的，反之则视为无效；若(Pl (k)-Pl (k-1))×(Pi (k)-Pi (k-1))＞0，即两者同向增减，则降低UPFC功率设定值，消除监视元件l过载现象，反之则增加UPFC功率设定值消除监视元件l过载。
步骤3)根据过载元件的过载程度，计算出消除元件过载所需的UPFC的控制目标值，令k＝k+1，KTYPE＝2，继续步骤2)中的UPFC模块和网络方程交替迭代求解系统潮流，直至满足潮流收敛条件。
步骤4)根据过载元件的UPFC串联端有功功率对过载元件有功功率的变化比例，计算出消除元件过载所需的UPFC的有功功率控制目标值Pi l,set，调整UPFC的有功功率控制目标值为Pi l,set，令k＝k+1，循环步骤2)中的UPFC模块和网络方程交替迭代求解过程，直至满足潮流收敛条件。
步骤4)中计算消除元件过载所需的UPFC的控制目标值Pi l,set，具体包括以下步骤：
4-1)由对应Pl (k)和Pl (k-1)的监视元件l上的电流
Figure GDA0002977957810000089
和
Figure GDA00029779578100000810
以及电流限制值
Figure GDA00029779578100000811
对已过载元件
Figure GDA00029779578100000812
按式(9)估算UPFC功率设定值Pi l,set(k)：
Figure GDA00029779578100000813
4-2)依据估算的UPFC功率设定值Pi l,set(k)，确定UPFC功率设定值；
当确定增加UPFC功率设定值控制对过载监视元件l有效时，取UPFC功率设定值为
Figure GDA00029779578100000814
当确定降低UPFC功率设定值控制对过载监视元件l有效时，取UPFC功率设定值为
Figure GDA00029779578100000815
若在被控过载元件集中，既存在需增加UPFC功率设定值控制有效的被控过载元件m，又存在降低UPFC功率设定值控制有效的被控过载元件n时，UPFC对被控过载元件m和n控制效果互斥，则选择一个调整方向，解决部分元件过载问题，并设UPFC功率控制值调整次数计算器T＝1，进入步骤4-3)；
4-3)基于估算的UPFC功率设定值，进行UPFC模块和网络方程交替迭代求解，直至满足潮流收敛；具体包括以下步骤：
4-3-1)将估算的UPFC功率设定值Pi l,set(k)并考虑控制精度裕量作为UPFC的有功功率控制目标Pi set，Pi set＝Pi l,set(k)+εp，若降低UPFC功率设定值控制对过载监视元件l有效时，则取Pi set＝Pi l,set(k)-εp，其中εp为过载控制精度(可设置，如设定10MW)
4-3-2)令k＝k+1，继续UPFC模块和网络方程交替迭代求解过程；
若第k+1次迭代估算的
Figure GDA0002977957810000091
值与Pi l，set(k)之间满足|Pi l，set(k)-Pi l，set(k+1)|≤εp，则维持有功功率控制目标值不变，转4-3-2)直至迭代潮流收敛；
否则：T＝T+1将Pi l,set(k)更新为Pi l,set(k+1)，若T小于最大调整次数Tmax，则转4-3-1)，如果达到最大调整次数仍无法消除过载，维持控制目标值不变，令KTYPE＝2不进行消除过载的UPFC辅助决策潮流计算，继续步骤2)中的UPFC模块和网络方程交替迭代求解，直至迭代潮流收敛。
本领域内的技术人员可以对本发明进行改动或变型的设计但不脱离本发明的思想和范围。因此，如果本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同的技术范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (5)

1.一种消除统一潮流控制器近区设备过载的辅助决策计算方法，其特征在于，包括以下步骤：
1)令UPFC模块与网络方程交替迭代次数k＝1，标识KTYPE为是否进行考虑消除过载的UPFC辅助决策潮流计算，初始为是，置标识KTYPE＝1，给定UPFC模块的初值；
2)使用节点功率注入法进行第k次UPFC模块和网络方程交替迭代求解系统潮流；
3)第k次UPFC模块和网络方程交替迭代结束后，依据标识KTYPE的值，进行消除过载的UPFC辅助决策计算，通过采取UPFC的控制消除已过载元件过载状态；
当KTYPE＝2，不进行消除过载的UPFC辅助决策潮流计算时，循环步骤2)所述的UPFC模块和网络方程交替迭代求解系统潮流，直至满足潮流收敛条件；
当KTYPE＝1，则进行消除过载的UPFC辅助决策潮流计算；根据潮流计算时UPFC逼近设定的控制功率目标过程中，UPFC串联端有功功率变化对过载元件有功功率变化的比例大小，确定能够通过UPFC控制有效消除过载的已过载元件；
4)根据过载元件的UPFC串联端有功功率对过载元件有功功率的变化比例，计算出消除元件过载所需的UPFC的有功功率控制目标值Pi l,set，令k＝k+1，循环步骤2)中的UPFC模块和网络方程交替迭代求解过程，直至满足潮流收敛条件；
所述步骤2)具体包括以下步骤：
2-1)按基态设定的UPFC串联端的有功功率控制目标Pi set、无功功率控制目标
Figure FDA00029779578000000113
和并联端的目标控制电压
Figure FDA00029779578000000112
将UPFC等效为节点功率注入，对网络方程和UPFC模块分开进行求解；
2-2)第k次交替迭代，网络方程得到的UPFC串联线路两端节点i、j电压分别为
Figure FDA0002977957800000012
Figure FDA0002977957800000013
并联端节点s电压为
Figure FDA0002977957800000014
其中V为对应电压幅值，θ为对应电压相角，第k-1次迭代后UPFC模块中串联端的受控电压源电压为
Figure FDA0002977957800000015
Figure FDA0002977957800000016
为受控电压源电压幅值，
Figure FDA0002977957800000017
为受控电压源电压相角，第k-1次迭代后UPFC模块中并联端的受控电流源电流为
Figure FDA0002977957800000018
Figure FDA0002977957800000019
为受控电流源电流幅值，
Figure FDA00029779578000000110
为受控电流源电流相角，对第k次UPFC模块求解；
2-3)对第k次UPFC模块求解，具体包括以下步骤，
由网络方程迭代计算得到串联端电压求得UPFC的串联控制侧i端功率值为：
Figure FDA00029779578000000111
其中：Zij为计及UPFC串联端换流变压器等值阻抗在内的线路阻抗值；
根据UPFC串联端的有功功率Pi (k)和无功功率
Figure FDA0002977957800000021
与有功功率控制目标Pi set和无功功率控制目标
Figure FDA0002977957800000022
的偏差，确定受控电压源电压值的偏差
Figure FDA0002977957800000023
为：
Figure FDA0002977957800000024
更新串联端的受控电压源电压
Figure FDA0002977957800000025
为：
Figure FDA0002977957800000026
则：经UPFC模块求解后串联线路两端节点i和j的注入电流修正为：
Figure FDA0002977957800000027
Figure FDA0002977957800000028
为串联控制侧第i端的注入修电流，
Figure FDA0002977957800000029
为串联控制侧第j端的注入修电流；
由网络方程迭代计算得到并联端节点s的并联端电压求得UPFC的并联端节点s的并联端功率值为：
Figure FDA00029779578000000210
UPFC模块串并联端两侧有功功率满足相等，即
Figure FDA00029779578000000211
其中：
Figure FDA00029779578000000212
由网络方程迭代计算得到并联端无功功率值与设定值的偏差Ps (k)，求得
Figure FDA00029779578000000213
2-4)基于UPFC模块求得的串联线路两端节点i和j的注入电流和并联端节点s的注入电流，更新节点注入电流向量I(k)中对应节点i、j和s所在行的值，重新求解网络方程式(8)，Y为电力网络的导纳阵，得到节点电压向量U(k)：
YI(k)＝U(k) (8)
完成一次UPFC模块和网络方程的交替迭代求解；
2-5)若受控电压源电压幅值越限，则维持电压幅值为最大值Vse,max，角度不变；即在第k+1次交替迭代时，取该受控电压源电压为
Figure FDA00029779578000000214
所述步骤3)中通过采取UPFC的控制消除已过载元件过载状态，具体包括以下步骤：
3-1)第k次UPFC模块和网络方程交替迭代结束后，若进行消除过载的UPFC辅助决策计算标识位KTYPE＝1，则进入步骤3-2)；
否则KTYPE＝2不进行消除过载的UPFC辅助决策潮流计算，则令k＝k+1，循环UPFC模块和网络方程交替迭代求解系统潮流，直至满足潮流收敛条件；
3-2)第k次交替迭代计算后，当
Figure FDA0002977957800000031
UPFC串联端计算功率值与设定的控制功率目标的偏差小于设定门槛值后，则进行UPFC串联端有功功率变化与有效被控过载元件的有功功率变化关系的判别，进入步骤3-3)；其中，Sset取
Figure FDA0002977957800000032
ε为UPFC控制精度；
Pi (k)为第k次迭代UPFC串联端的有功功率，
Figure FDA0002977957800000033
为第k次迭代UPFC串联端的无功功率；
Pi set为第k次迭代UPFC串联端的有功功率控制目标，
Figure FDA0002977957800000034
为第k次迭代UPFC串联端的无功功率控制目标；
3-3)依据第k次监视元件迭代计算流过的电流，判断是否存在元件过载的问题，如果有则进入步骤3-4)，否则令k＝k+1；
3-4)对任意已过载元件l，设第k次和第k-1次迭代的有功功率分别为Pl (k)和Pl (k-1)，若|Pi (k)-Pi (k-1)≥λ×|Pi (k)-Pi (k-1)|，则交替迭代第k-1次和第k次UPFC串联控制侧i端功率值的变化，能引起过载元件l有功功率不小于比例λ的相应变化，则认为UPFC功率控制对消除元件l的过载是有效的，反之则视为无效；若(Pl (k)-Pl (k-1))×(Pi (k)-Pi (k-1))＞0，过载元件l的有功功率和UPFC串联控制侧i端有功功率同向增减，则降低UPFC功率设定值，消除监视元件l过载现象，反之则增加UPFC功率设定值消除监视元件l过载。
2.根据权利要求1所述的一种消除统一潮流控制器近区设备过载的辅助决策计算方法，其特征在于，
所述步骤4)中计算消除元件过载所需的UPFC的控制目标值Pi l,set，具体包括以下步骤：
4-1)由对应第k次和第k-1次迭代的有功功率Pl (k)和Pl (k-1)的监视元件l上的电流
Figure FDA0002977957800000035
和
Figure FDA0002977957800000036
以及电流限制值
Figure FDA0002977957800000037
对已过载元件，按式(9)估算UPFC功率设定值Pi l,set(k)：
Figure FDA0002977957800000038
Pi (k)为第k次迭代UPFC串联端的有功功率，Pi (k-1)第k-1次迭代UPFC串联端的有功功率；
4-2)依据估算的UPFC功率设定值Pi l,set(k)，确定UPFC功率设定值；
当确定增加UPFC功率设定值控制对过载监视元件l有效时，取UPFC功率设定值为
Figure FDA0002977957800000039
当确定降低UPFC功率设定值控制对过载监视元件l有效时，取UPFC功率设定值为
Figure FDA00029779578000000310
若在被控过载元件集中，既存在需增加UPFC功率设定值控制有效的被控过载元件m，又存在降低UPFC功率设定值控制有效的被控过载元件n时，UPFC对被控过载元件m和n控制效果互斥，则选择一个调整方向，解决部分元件过载问题，并设UPFC功率控制值调整次数计算器T＝1，进入步骤4-3)；
4-3)基于估算的UPFC功率设定值，进行UPFC模块和网络方程交替迭代求解，直至满足潮流收敛。
3.根据权利要求2所述的一种消除统一潮流控制器近区设备过载的辅助决策计算方法，其特征在于，
步骤4-3)具体包括以下步骤：
4-3-1)将估算的UPFC功率设定值Pi l,set(k)并考虑控制精度裕量作为UPFC的有功功率控制目标Pi set，Pi set＝Pi l,set(k)+εp，若降低UPFC功率设定值对过载监视元件l有效时，则取Pi set＝Pi l,set(k)-εp，其中εp为过载控制精度；
4-3-2)令k＝k+1，继续UPFC模块和网络方程交替迭代求解过程；
若第k+1次迭代估算的
Figure FDA0002977957800000041
值与Pi l ，set(k)之间满足
Figure FDA0002977957800000042
则维持有功功率控制目标值不变，转4-3-2)直至迭代潮流收敛；
否则，T＝T+1将Pi l,set(k)更新为Pi l,set(k+1)，若T小于最大调整次数Tmax，则转4-3-1)，如果达到最大调整次数仍无法消除过载，维持控制目标值不变，令KTYPE＝2不进行消除过载的UPFC辅助决策潮流计算，继续步骤2)中的UPFC模块和网络方程交替迭代求解，直至迭代潮流收敛。
4.根据权利要求3所述的一种消除统一潮流控制器近区设备过载的辅助决策计算方法，其特征在于，
εp设定为10MW。
5.根据权利要求1所述的一种消除统一潮流控制器近区设备过载的辅助决策计算方法，其特征在于，
所述潮流收敛条件为：UPFC串联端的有功功率Pi (k)和无功功率
Figure FDA0002977957800000043
与控制功率目标Pi set和
Figure FDA0002977957800000044
满足控制收敛精度
Figure FDA0002977957800000045
UPFC并联端的电压
Figure FDA0002977957800000046
与控制目标
Figure FDA0002977957800000047
满足控制收敛精度
Figure FDA0002977957800000048
ε为UPFC控制精度，是设定值。
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采用潮流转移分布因子的UPFC控制值整定;陈静等;《高压电器》;20170816;第53卷(第8期);全文 *

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