CN108565862B - 一种用于确定电网的统一潮流控制器选址的方法及系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种用于确定电网的统一潮流控制器选址的方法，包括：根据交流电网的结构搭建交流电网的潮流数据和稳定数据模型；确定发生故障后超过自身热稳限额的回路，并将UPFC布入发生故障后超过自身热稳限额的回路中；增加发送端区域的发电机的开机数量，并减少接受端区域的发电机的开机数量，保证各个输电断面的输电功率提升值相同；确定UPFC不作用时导致各个输电断面中的回路超过热稳限额的故障集；分别计算每个输电断面对应的故障集中每个故障场景下调节输电断面潮流所需要的UPFC容量并确定最优布点；对最优布点所在的输电断面的接收端区域进行热稳校核，并根据最优布点所在的输电断面的接收端区域是否存在无功需求确定电网的UPFC的选址。

Description

一种用于确定电网的统一潮流控制器选址的方法及系统
技术领域
本发明涉及电力系统技术领域，并且更具体地，涉及一种用于确定电网的统一潮流控制器选址的方法及系统。
背景技术
目前，我国仍处于特高压电网建设的过渡时期，超高压交流电网仍是电力输送的主要网架之一。受省内电源与负荷中心分布的制约，我国部分省级电网内部存在输电断面功率交换较大的情况，主要为地区间交流输电断面。由于电源和负荷自然分布不均匀、不同通道线路参数不协调等原因，重要的省内断面存在潮流分布不均衡，进而制约输电能力的问题。由于建设用土地资源日渐稀缺，电网建设项目遇到的阻力越来越大，传统方案如新建线路和线路增容等措施适用性减弱，亟需采用新型技术手段予以破解。在省内断面通道上加装统一潮流控制器(Unified Power Flow Controller，UPFC)，可以起到均衡通道潮流的作用，进而提高断面的功率交换能力，综合利用效益显著。
从电力建设的角度出发，希望一定容量的UPFC元件在能够有效改善潮流分布的同时，使断面提升的输送容量最大，或者提升相同输电量时所需UPFC容量最小。由于各个布点对UPFC控制效果的灵敏度不同，需要一种方法在技术层面有效评估UPFC的备选安装地点，从而通过优先级排序，快速有效选取有较好调节能力优势的布点。目前，针对超高压省级电网的UPFC选址问题，还没有相关评估方法可供参考。
发明内容
本发明提出了一种用于确定电网的统一潮流控制器选址的方法及系统，以解决如何确定确定电网的统一潮流控制器选址的问题。
为了解决上述问题，根据本发明的一个方面，提供了一种用于确定电网的统一潮流控制器选址的方法，其特征在于，所述方法包括：
利用电力系统仿真软件根据交流电网的结构搭建交流电网的潮流数据和稳定数据模型；
对交流电网中的各个输电断面进行故障扫描，确定发生故障后超过自身热稳限额的回路，并将统一潮流控制器UPFC布入发生故障后超过自身热稳限额的回路中；
增加发送端区域的发电机的开机数量，并减少接受端区域的发电机的开机数量，保证各个输电断面的输电功率提升值相同；
结合发电机的开机数量的变化，对交流电网中的各个输电断面进行故障扫描，分别确定UPFC不作用时导致各个输电断面中的回路超过热稳限额的故障集；
分别计算每个输电断面对应的故障集中每个故障场景下调节输电断面潮流所需要的UPFC容量，并根据所述每个输电断面对应的故障集中每个故障场景下调节输电断面潮流所需要的UPFC容量，确定最优布点；
对最优布点所在的输电断面的接收端区域进行热稳校核，并根据所述最优布点所在的输电断面的接收端区域是否存在无功需求确定电网的UPFC的选址。
优选地，其中利用如下公式确定发生故障后是否超过自身热稳限额，
Figure BDA0001601173550000021
其中，断面中LABi发生三永N-1故障，
Figure BDA0001601173550000022
为故障前线路LABj的有功功率，Pjmax为其热稳限额，
Figure BDA0001601173550000023
为LABi对LABj的有功潮流分布系数。
优选地，其中利用如下公式增加发送端区域的发电机的开机数量，并减少接受端区域的发电机的开机数量，保证各个输电断面的输电功率提升值相同，
Figure BDA0001601173550000024
其中，Pup为输电断面的输电功率提高值，ΔPGi为发电机Gi的出力增量，GA表示发送端区域发电机。
优选地，其中所述结合发电机的开机数量的变化，对交流电网中的各个输电断面进行故障扫描，分别确定UPFC不作用时导致各个输电断面中的回路超过热稳限额的故障集，包括：
结合发电机的开机数量的变化，对交流电网中的各个输电断面进行N-1/N-2故障扫描，对构成各个输电断面中的回路进行热稳校核，判断各个输电断面中的回路在发生故障后，是否会超过自身热稳限额，若超过自身热稳限额，则将对应的故障划分到UPFC不作用时导致各个输电断面中的回路超过热稳限额的故障集中。
优选地，其中利用如下公式计算每个输电断面对应的故障集中每个故障场景下调节输电断面潮流所需要的UPFC容量，
Figure BDA0001601173550000031
其中，S为装置的额定容量，I为串联侧的额定电流，UB为最大串入电压。
优选地，其中所述根据所述每个输电断面对应的故障集中每个故障场景下调节输电断面潮流所需要的UPFC容量，确定最优布点，包括：
分别确定每个输电断面所需的UPFC最大容量；
在输电断面的输电功率提升值相等的情况下，从所述每个输电断面所需的UPFC最大容量中选取UPFC最小容量对应的输电断面作为最优布点。
优选地，其中所述对最优布点所在的输电断面的接收端区域进行热稳校核，并根据所述最优布点所在的输电断面的接收端区域是否存在无功需求确定电网的UPFC的选址，包括：
对最优布点所在的输电断面的接收端区域进行N-1/N-2故障校核，若故障后相邻母线电压均满足要求，则确定UPFC的选址为线路首段；若故障后输电断面因故障断开，邻近母线电压发生显著跌落，则确定UPFC的选址为线路末端。
根据本发明的另一个方面，提供了一种用于确定电网的统一潮流控制器选址的系统，其特征在于，所述系统包括：
数据模型建立单元，用于利用电力系统仿真软件根据交流电网的结构搭建交流电网的潮流数据和稳定数据模型；
UPFC布入单元，用于对交流电网中的各个输电断面进行故障扫描，确定发生故障后超过自身热稳限额的回路，并将统一潮流控制器UPFC布入发生故障后超过自身热稳限额的回路中；
开机数量改变单元，用于增加发送端区域的发电机的开机数量，并减少接受端区域的发电机的开机数量，保证各个输电断面的输电功率提升值相同；
故障集确定单元，用于结合发电机的开机数量的变化，对交流电网中的各个输电断面进行故障扫描，分别确定UPFC不作用时导致各个输电断面中的回路超过热稳限额的故障集；
最优布点确定单元，用于分别计算每个输电断面对应的故障集中每个故障场景下调节输电断面潮流所需要的UPFC容量，并根据所述每个输电断面对应的故障集中每个故障场景下调节输电断面潮流所需要的UPFC容量，确定最优布点；
UPFC选址确定单元，用于对最优布点所在的输电断面的接收端区域进行热稳校核，并根据所述最优布点所在的输电断面的接收端区域是否存在无功需求确定电网的UPFC的选址。
优选地，其中在UPFC布入单元，利用如下公式确定发生故障后是否超过自身热稳限额，
Figure BDA0001601173550000041
其中，断面中LABi发生三永N-1故障，
Figure BDA0001601173550000042
为故障前线路LABj的有功功率，Pjmax为其热稳限额，
Figure BDA0001601173550000043
为LABi对LABj的有功潮流分布系数。
优选地，其中在开机数量改变单元，利用如下公式增加发送端区域的发电机的开机数量，并减少接受端区域的发电机的开机数量，保证各个输电断面的输电功率提升值相同，
Figure BDA0001601173550000051
其中，Pup为输电断面的输电功率提高值，ΔPGi为发电机Gi的出力增量，GA表示发送端区域发电机。
优选地，其中所述故障集确定单元，结合发电机的开机数量的变化，对交流电网中的各个输电断面进行故障扫描，分别确定UPFC不作用时导致各个输电断面中的回路超过热稳限额的故障集，包括：
结合发电机的开机数量的变化，对交流电网中的各个输电断面进行N-1/N-2故障扫描，对构成各个输电断面中的回路进行热稳校核，判断各个输电断面中的回路在发生故障后，是否会超过自身热稳限额，若超过自身热稳限额，则将对应的故障划分到UPFC不作用时导致各个输电断面中的回路超过热稳限额的故障集中。
优选地，其中在最优布点确定单元，利用如下公式计算每个输电断面对应的故障集中每个故障场景下调节输电断面潮流所需要的UPFC容量，
Figure BDA0001601173550000052
其中，S为装置的额定容量，I为串联侧的额定电流，UB为最大串入电压。
优选地，其中在最优布点确定单元，根据所述每个输电断面对应的故障集中每个故障场景下调节输电断面潮流所需要的UPFC容量，确定最优布点，包括：
分别确定每个输电断面所需的UPFC最大容量；
在输电断面的输电功率提升值相等的情况下，从所述每个输电断面所需的UPFC最大容量中选取UPFC最小容量对应的输电断面作为最优布点。
优选地，其中所述UPFC选址确定单元，对最优布点所在的输电断面的接收端区域进行热稳校核，并根据所述最优布点所在的输电断面的接收端区域是否存在无功需求确定电网的UPFC的选址，包括：
对最优布点所在的输电断面的接收端区域进行N-1/N-2故障校核，若故障后相邻母线电压均满足要求，则确定UPFC的选址为线路首段；若故障后输电断面因故障断开，邻近母线电压发生显著跌落，则确定UPFC的选址为线路末端。
本发明提供了一种用于确定电网的统一潮流控制器选址的方法及系统，对UPFC应用于省内输电断面的场景，提出了能够实现有效快速选取布点的方法，本发明的方法能够量化描述UPFC安装地点的调节能力，适用于省间多UPFC布点的横向比较，可为UPFC工程接入的电网规划、运行等方面提供参考。
附图说明
通过参考下面的附图，可以更为完整地理解本发明的示例性实施方式：
图1为根据本发明实施方式的用于确定电网的统一潮流控制器选址的方法100的流程图；
图2为根据本发明实施方式的青海-河南特高压直流半压运行网架结构图；
图3为根据本发明实施方式的豫北-豫中断面输电极限约束故障塔铺-祥符线路N-1故障时的有功功率；
图4为根据本发明实施方式的豫中-豫南断面输电极限约束故障花都-祥符线路N-1故障时的有功功率；
图5为根据本发明实施方式的豫西外送断面输电极限约束故障嘉和-广成线路N-2故障时马寺-嵩山线路有功功率；
图6为根据本发明实施方式的惠济-嵩山双回线三永N-2故障前后节点电压变化曲线；以及
图7为根据本发明实施方式的用于确定电网的统一潮流控制器选址的系统700的结构示意图。
具体实施方式
现在参考附图介绍本发明的示例性实施方式，然而，本发明可以用许多不同的形式来实施，并且不局限于此处描述的实施例，提供这些实施例是为了详尽地且完全地公开本发明，并且向所属技术领域的技术人员充分传达本发明的范围。对于表示在附图中的示例性实施方式中的术语并不是对本发明的限定。在附图中，相同的单元/元件使用相同的附图标记。
除非另有说明，此处使用的术语(包括科技术语)对所属技术领域的技术人员具有通常的理解含义。另外，可以理解的是，以通常使用的词典限定的术语，应当被理解为与其相关领域的语境具有一致的含义，而不应该被理解为理想化的或过于正式的意义。
图1为根据本发明实施方式的用于确定电网的统一潮流控制器选址的方法100的流程图。如图1所示，本发明的实施方式提供的用于确定电网的统一潮流控制器选址的方法，对UPFC应用于省内输电断面的场景，提出了能够实现有效快速选取布点的方法，本发明的方法能够量化描述UPFC安装地点的调节能力，适用于省间多UPFC布点的横向比较，可为UPFC工程接入的电网规划、运行等方面提供参考。本发明的实施方式提供的用于确定电网的统一潮流控制器选址的方法100从步骤101处开始，在步骤101利用电力系统仿真软件根据交流电网的结构搭建交流电网的潮流数据和稳定数据模型。
优选地，在步骤102对交流电网中的各个输电断面进行故障扫描，确定发生故障后超过自身热稳限额的回路，并将统一潮流控制器UPFC布入发生故障后超过自身热稳限额的回路中。
优选地，其中利用如下公式确定发生故障后是否超过自身热稳限额，
Figure BDA0001601173550000071
其中，断面中LABi发生三永N-1故障，
Figure BDA0001601173550000072
为故障前线路LABj的有功功率，Pjmax为其热稳限额，
Figure BDA0001601173550000073
为LABi对LABj的有功潮流分布系数。
优选地，在步骤103增加发送端区域的发电机的开机数量，并减少接受端区域的发电机的开机数量，保证各个输电断面的输电功率提升值相同。
优选地，其中利用如下公式增加发送端区域的发电机的开机数量，并减少接受端区域的发电机的开机数量，保证各个输电断面的输电功率提升值相同，
Figure BDA0001601173550000081
其中，Pup为输电断面的输电功率提高值，ΔPGi为发电机Gi的出力增量，GA表示发送端区域发电机。一般的输电功率提升值选取500MW。
优选地，在步骤104结合发电机的开机数量的变化，对交流电网中的各个输电断面进行故障扫描，分别确定UPFC不作用时导致各个输电断面中的回路超过热稳限额的故障集。
优选地，其中所述结合发电机的开机数量的变化，对交流电网中的各个输电断面进行故障扫描，分别确定UPFC不作用时导致各个输电断面中的回路超过热稳限额的故障集，包括：
结合发电机的开机数量的变化，对交流电网中的各个输电断面进行N-1/N-2故障扫描，对构成各个输电断面中的回路进行热稳校核，判断各个输电断面中的回路在发生故障后，是否会超过自身热稳限额，若超过自身热稳限额，则将对应的故障划分到UPFC不作用时导致各个输电断面中的回路超过热稳限额的故障集中。
优选地，在步骤105分别计算每个输电断面对应的故障集中每个故障场景下调节输电断面潮流所需要的UPFC容量，并根据所述每个输电断面对应的故障集中每个故障场景下调节输电断面潮流所需要的UPFC容量，确定最优布点。
优选地，其中利用如下公式计算每个输电断面对应的故障集中每个故障场景下调节输电断面潮流所需要的UPFC容量，
Figure BDA0001601173550000082
其中，S为装置的额定容量，I为串联侧的额定电流，UB为最大串入电压。
优选地，其中所述根据所述每个输电断面对应的故障集中每个故障场景下调节输电断面潮流所需要的UPFC容量，确定最优布点，包括：
分别确定每个输电断面所需的UPFC最大容量；
在输电断面的输电功率提升值相等的情况下，从所述每个输电断面所需的UPFC最大容量中选取UPFC最小容量对应的输电断面作为最优布点。
在本发明的实施方式中，针对每个输电断面，选取每个输电断面所需的UPFC最大容量，然后根据最大容量的大小进行优先级排序，在断面提升输电量相等的情况下，所需UPFC容量越小，则安装地点在技术层面优先级越高。
优选地，在步骤106对最优布点所在的输电断面的接收端区域进行热稳校核，并根据所述最优布点所在的输电断面的接收端区域是否存在无功需求确定电网的UPFC的选址。
优选地，其中所述对最优布点所在的输电断面的接收端区域进行热稳校核，并根据所述最优布点所在的输电断面的接收端区域是否存在无功需求确定电网的UPFC的选址，包括：
对最优布点所在的输电断面的接收端区域进行N-1/N-2故障校核，若故障后相邻母线电压均满足要求，则确定UPFC的选址为线路首段；若故障后输电断面因故障断开，邻近母线电压发生显著跌落，则确定UPFC的选址为线路末端。
以下具体举例说明本发明的实施方式
本发明的实施方式以青海-河南特高压直流半压运行网架为例。
1.搭建省级电网超高压网架的数据模型。
图2为根据本发明实施方式的青海-河南特高压直流半压运行网架结构图。如图2所示，河南电网主要有四大外来电力通道，内部豫西地区电力富裕外送，向东、向南支援。在PSD-BPA程序中，建立青海-河南特高压直流半压运行的500kV网架数据，系统基准容量取100MVA，设备参数均取以系统基准容量为参考的标幺值。
2.对省内各个输电断面进行热稳校核。
河南省内共有三个输电断面：豫北-豫中输电断面、豫中-豫南输电断面和豫西外送断面。豫北-豫中断面现由500kV获嘉-惠济双回线和塔铺-祥符双回线共四回线组成，送电极限的限制故障为，500kV塔铺-祥符一回线故障后另一回线路功率达1922.2MW，超过热稳极限(1920MW)的限制，如图3所示；豫中-豫南断面现由500kV嘉和-广成双回、武周-香山单回、武周-涂会单回、和祥符-花都双回线路共六回线路组成，豫南受电极限的制约故障为500kV祥符-花都线路一回线故障后另一回线路功率达2219.6MW，过热稳极限(2200MW)限制，如图4所示；豫西外送断面现由500kV马寺-嵩山单回、马寺-郑州单回、汉都-郑州单回和嘉和-广成双回线路共五回线路组成，送电极限的限制故障为500kV嘉和-广成双回线路N-2故障后，马寺-嵩山单回线路功率达1954.9MW，超过热稳极限(1920MW)限制，如图5所示。
3.将UPFC接入数据模型
在各个断面故障发生后超过热稳限额的线路装设UPFC，包括：豫北-豫中输电断面在塔铺-祥符双回线路装设UPFC、豫中-豫南输电断面在祥符-花都双回线路装设UPFC，豫西输电断面在马寺-嵩山单回线路装设UPFC。
4.增加输电断面发送端的发电机的开机量使各个输电断面的功率提升值相同。
分别增加每个输电断面的发送端的发电机的开机数量，同时相应减小接受端的发电机的开机数量，使每个输电断面的功率提升值均为500MW。
5.确定UPFC不作用时导致各个输电断面中的回路超过热稳限额的故障集。
当输电断面均提升500MW输送容量后，对各个断面进行故障扫描。豫北-豫中输电断面的故障集包括塔铺-祥符三永N-1故障，惠济-获嘉三永N-1故障；豫中-豫南输电断面故障集包括祥符-花都三永N-1故障，嘉和-广成三永N-2故障；豫西输电断面故障集包括嘉和-广成三永N-2故障。
6.针对不同的输电断面，分别计算不同故障下调节潮流所需的UPFC容量，确定最优布点。
UPFC通过精准的潮流控制作用使各回线路功率低于热稳限额，当过载线路为UPFC所在线路时则直接降低自身有功潮流，当非UPFC所在线路过载时则通过提升自身功率转移潮流。豫北-豫中输电断面中，塔铺-祥符发生N-1故障时UPFC容量需要122MVA，惠济-获嘉发生N-1故障时UPFC容量需要102MVA；豫中-豫南输电断面中，祥符-花都发生N-1故障时UPFC容量需要86MVA，嘉和-广成发生N-2故障时UPFC容量需要380MVA；豫西外送断面中，嘉和-广成发生N-2故障时UPFC容量需要99MVA。根据上述结果可知，在断面提升功率为500MW时，豫北-豫中输电断面所需UPFC容量为122MVA，豫中-豫南断面所需UPFC容量为380MVA，豫西外送断面所需UPFC容量为99MVA。豫西外送断面在技术层面优先级最高，为最优布点。
7.对最优布点所在断面的接受端区域进行稳定校核并确定电网的UPFC的选址。
对豫西外送断面的受端近区交流系统进行N-1、N-2故障校核，对比分析500kV变电站母线电压恢复情况，发现任一故障下相邻母线电压均满足相关导则要求。500kV惠济-嵩山双回线为受端近区载流量最大线路，双回线传输功率为2273MW，当发生三永N-2故障后，嵩山变电站电压变化情况如图6所示。由于豫西外送断面的受端近区交流电网无无功补偿需求，因此UPFC在河南省内技术层面选址的最优结果为：豫西外送断面的500kV马寺-嵩山单回线，并联端位于马寺侧。
图7为根据本发明实施方式的用于确定电网的统一潮流控制器选址的系统700的结构示意图。如图7所示，本发明的实施方式提供的用于确定电网的统一潮流控制器选址的系统700包括：数据模型建立单元701、UPFC布入单元702、开机数量改变单元703、故障集确定单元704、最优布点确定单元705和UPFC选址确定单元706。优选地，在所述数据模型建立单元701，利用电力系统仿真软件根据交流电网的结构搭建交流电网的潮流数据和稳定数据模型。
优选地，在所述UPFC布入单元702，对交流电网中的各个输电断面进行故障扫描，确定发生故障后超过自身热稳限额的回路，并将统一潮流控制器UPFC布入发生故障后超过自身热稳限额的回路中。
优选地，其中在UPFC布入单元，利用如下公式确定发生故障后是否超过自身热稳限额，
Figure BDA0001601173550000121
其中，断面中LABi发生三永N-1故障，
Figure BDA0001601173550000122
为故障前线路LABj的有功功率，Pjmax为其热稳限额，
Figure BDA0001601173550000123
为LABi对LABj的有功潮流分布系数。
优选地，在所述开机数量改变单元703，增加发送端区域的发电机的开机数量，并减少接受端区域的发电机的开机数量，保证各个输电断面的输电功率提升值相同。
优选地，其中在开机数量改变单元，利用如下公式增加发送端区域的发电机的开机数量，并减少接受端区域的发电机的开机数量，保证各个输电断面的输电功率提升值相同，
Figure BDA0001601173550000124
其中，Pup为输电断面的输电功率提高值，ΔPGi为发电机Gi的出力增量，GA表示发送端区域发电机。
优选地，在所述故障集确定单元704，结合发电机的开机数量的变化，对交流电网中的各个输电断面进行故障扫描，分别确定UPFC不作用时导致各个输电断面中的回路超过热稳限额的故障集。
优选地，其中所述故障集确定单元，结合发电机的开机数量的变化，对交流电网中的各个输电断面进行故障扫描，分别确定UPFC不作用时导致各个输电断面中的回路超过热稳限额的故障集，包括：
结合发电机的开机数量的变化，对交流电网中的各个输电断面进行N-1/N-2故障扫描，对构成各个输电断面中的回路进行热稳校核，判断各个输电断面中的回路在发生故障后，是否会超过自身热稳限额，若超过自身热稳限额，则将对应的故障划分到UPFC不作用时导致各个输电断面中的回路超过热稳限额的故障集中。
优选地，在所述最优布点确定单元705，分别计算每个输电断面对应的故障集中每个故障场景下调节输电断面潮流所需要的UPFC容量，并根据所述每个输电断面对应的故障集中每个故障场景下调节输电断面潮流所需要的UPFC容量，确定最优布点。
优选地，其中在最优布点确定单元，利用如下公式计算每个输电断面对应的故障集中每个故障场景下调节输电断面潮流所需要的UPFC容量，
Figure BDA0001601173550000131
其中，S为装置的额定容量，I为串联侧的额定电流，UB为最大串入电压。
优选地，其中在最优布点确定单元，根据所述每个输电断面对应的故障集中每个故障场景下调节输电断面潮流所需要的UPFC容量，确定最优布点，包括：分别确定每个输电断面所需的UPFC最大容量；在输电断面的输电功率提升值相等的情况下，从所述每个输电断面所需的UPFC最大容量中选取UPFC最小容量对应的输电断面作为最优布点。
优选地，在所述UPFC选址确定单元706，对最优布点所在的输电断面的接收端区域进行热稳校核，并根据所述最优布点所在的输电断面的接收端区域是否存在无功需求确定电网的UPFC的选址。
优选地，其中所述UPFC选址确定单元，对最优布点所在的输电断面的接收端区域进行热稳校核，并根据所述最优布点所在的输电断面的接收端区域是否存在无功需求确定电网的UPFC的选址，包括：对最优布点所在的输电断面的接收端区域进行N-1/N-2故障校核，若故障后相邻母线电压均满足要求，则确定UPFC的选址为线路首段；若故障后输电断面因故障断开，邻近母线电压发生显著跌落，则确定UPFC的选址为线路末端。
本发明的实施例的用于确定电网的统一潮流控制器选址的系统700与本发明的另一个实施例的用于确定电网的统一潮流控制器选址的方法100相对应，在此不再赘述。
已经通过参考少量实施方式描述了本发明。然而，本领域技术人员所公知的，正如附带的专利权利要求所限定的，除了本发明以上公开的其他的实施例等同地落在本发明的范围内。
通常地，在权利要求中使用的所有术语都根据他们在技术领域的通常含义被解释，除非在其中被另外明确地定义。所有的参考“一个/所述/该[装置、组件等]”都被开放地解释为所述装置、组件等中的至少一个实例，除非另外明确地说明。这里公开的任何方法的步骤都没必要以公开的准确的顺序运行，除非明确地说明。

Claims (10)

1.一种用于确定电网的统一潮流控制器选址的方法，其特征在于，所述方法包括：
利用电力系统仿真软件根据交流电网的结构搭建交流电网的潮流数据和稳定数据模型；
对交流电网中的各个输电断面进行故障扫描，确定发生故障后超过自身热稳限额的回路，并将统一潮流控制器UPFC布入发生故障后超过自身热稳限额的回路中；
增加发送端区域的发电机的开机数量，并减少接受端区域的发电机的开机数量，保证各个输电断面的输电功率提升值相同；
结合发电机的开机数量的变化，对交流电网中的各个输电断面进行故障扫描，分别确定UPFC不作用时导致各个输电断面中的回路超过热稳限额的故障集；
分别计算每个输电断面对应的故障集中每个故障场景下调节输电断面潮流所需要的UPFC容量，并根据所述每个输电断面对应的故障集中每个故障场景下调节输电断面潮流所需要的UPFC容量，确定最优布点；
对最优布点所在的输电断面的接收端区域进行热稳校核，并根据所述最优布点所在的输电断面的接收端区域是否存在无功需求确定电网的UPFC的选址；
其中，所述根据所述每个输电断面对应的故障集中每个故障场景下调节输电断面潮流所需要的UPFC容量，确定最优布点，包括：
分别确定每个输电断面所需的UPFC最大容量；
在输电断面的输电功率提升值相等的情况下，从所述每个输电断面所需的UPFC最大容量中选取UPFC最小容量对应的输电断面作为最优布点；
其中，所述对最优布点所在的输电断面的接收端区域进行热稳校核，并根据所述最优布点所在的输电断面的接收端区域是否存在无功需求确定电网的UPFC的选址，包括：
对最优布点所在的输电断面的接收端区域进行N-1/N-2故障校核，若故障后相邻母线电压均满足要求，则确定UPFC的选址为线路首段；若故障后输电断面因故障断开，邻近母线电压发生显著跌落，则确定UPFC的选址为线路末端。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，利用如下公式确定发生故障后是否超过自身热稳限额，
Figure FDA0002644006180000021
其中，断面中LABi发生三永N-1故障，
Figure FDA0002644006180000022
为故障前线路LABj的有功功率，Pjmax为其热稳限额，
Figure FDA0002644006180000023
为LABi对LABj的有功潮流分布系数。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，利用如下公式增加发送端区域的发电机的开机数量，并减少接受端区域的发电机的开机数量，保证各个输电断面的输电功率提升值相同，
Figure FDA0002644006180000024
其中，Pup为输电断面的输电功率提高值，ΔPGi为发电机Gi的出力增量，GA表示发送端区域发电机。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述结合发电机的开机数量的变化，对交流电网中的各个输电断面进行故障扫描，分别确定UPFC不作用时导致各个输电断面中的回路超过热稳限额的故障集，包括：
结合发电机的开机数量的变化，对交流电网中的各个输电断面进行N-1/N-2故障扫描，对构成各个输电断面中的回路进行热稳校核，判断各个输电断面中的回路在发生故障后，是否会超过自身热稳限额，若超过自身热稳限额，则将对应的故障划分到UPFC不作用时导致各个输电断面中的回路超过热稳限额的故障集中。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，利用如下公式计算每个输电断面对应的故障集中每个故障场景下调节输电断面潮流所需要的UPFC容量，
Figure FDA0002644006180000025
其中，S为装置的额定容量，I为串联侧的额定电流，UB为最大串入电压。
6.一种用于确定电网的统一潮流控制器选址的系统，其特征在于，所述系统包括：
数据模型建立单元，用于利用电力系统仿真软件根据交流电网的结构搭建交流电网的潮流数据和稳定数据模型；
UPFC布入单元，用于对交流电网中的各个输电断面进行故障扫描，确定发生故障后超过自身热稳限额的回路，并将统一潮流控制器UPFC布入发生故障后超过自身热稳限额的回路中；
开机数量改变单元，用于增加发送端区域的发电机的开机数量，并减少接受端区域的发电机的开机数量，保证各个输电断面的输电功率提升值相同；
故障集确定单元，用于结合发电机的开机数量的变化，对交流电网中的各个输电断面进行故障扫描，分别确定UPFC不作用时导致各个输电断面中的回路超过热稳限额的故障集；
最优布点确定单元，用于分别计算每个输电断面对应的故障集中每个故障场景下调节输电断面潮流所需要的UPFC容量，并根据所述每个输电断面对应的故障集中每个故障场景下调节输电断面潮流所需要的UPFC容量，确定最优布点；
UPFC选址确定单元，用于对最优布点所在的输电断面的接收端区域进行热稳校核，并根据所述最优布点所在的输电断面的接收端区域是否存在无功需求确定电网的UPFC的选址；
其中，在最优布点确定单元，根据所述每个输电断面对应的故障集中每个故障场景下调节输电断面潮流所需要的UPFC容量，确定最优布点，包括：
分别确定每个输电断面所需的UPFC最大容量；
在输电断面的输电功率提升值相等的情况下，从所述每个输电断面所需的UPFC最大容量中选取UPFC最小容量对应的输电断面作为最优布点；
其中，所述UPFC选址确定单元，对最优布点所在的输电断面的接收端区域进行热稳校核，并根据所述最优布点所在的输电断面的接收端区域是否存在无功需求确定电网的UPFC的选址，包括：
对最优布点所在的输电断面的接收端区域进行N-1/N-2故障校核，若故障后相邻母线电压均满足要求，则确定UPFC的选址为线路首段；若故障后输电断面因故障断开，邻近母线电压发生显著跌落，则确定UPFC的选址为线路末端。
7.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，在UPFC布入单元，利用如下公式确定发生故障后是否超过自身热稳限额，
Figure FDA0002644006180000041
其中，断面中LABi发生三永N-1故障，
Figure FDA0002644006180000042
为故障前线路LABj的有功功率，Pjmax为其热稳限额，
Figure FDA0002644006180000043
为LABi对LABj的有功潮流分布系数。
8.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，在开机数量改变单元，利用如下公式增加发送端区域的发电机的开机数量，并减少接受端区域的发电机的开机数量，保证各个输电断面的输电功率提升值相同，
Figure FDA0002644006180000044
其中，Pup为输电断面的输电功率提高值，ΔPGi为发电机Gi的出力增量，GA表示发送端区域发电机。
9.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，所述故障集确定单元，结合发电机的开机数量的变化，对交流电网中的各个输电断面进行故障扫描，分别确定UPFC不作用时导致各个输电断面中的回路超过热稳限额的故障集，包括：
结合发电机的开机数量的变化，对交流电网中的各个输电断面进行N-1/N-2故障扫描，对构成各个输电断面中的回路进行热稳校核，判断各个输电断面中的回路在发生故障后，是否会超过自身热稳限额，若超过自身热稳限额，则将对应的故障划分到UPFC不作用时导致各个输电断面中的回路超过热稳限额的故障集中。
10.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，在最优布点确定单元，利用如下公式计算每个输电断面对应的故障集中每个故障场景下调节输电断面潮流所需要的UPFC容量，
Figure FDA0002644006180000051
其中，S为装置的额定容量，I为串联侧的额定电流，UB为最大串入电压。
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