CN112909951A - 分布式潮流控制器最大潮流转移能力计算方法及系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种分布式潮流控制器最大潮流转移能力计算方法及系统。目前，仅能通过试凑法简单评估分布式潮流控制器最大潮流转移能力，没有一种有效的计算方法。本发明先计算安装DPFC后的线路前后两次潮流偏差，利用两次潮流偏差与偏差允许值的大小判断得到DPFC最大潮流转移能力。本发明可以有效计算分布式潮流控制器的最大潮流转移能力，便于开展后续调控命令下达。

Description

分布式潮流控制器最大潮流转移能力计算方法及系统
技术领域
本发明属于分布式潮流控制器领域，尤其涉及一种分布式潮流控制器最大潮流转移能力计算方法及系统。
背景技术
DPFC:分布式潮流控制器，一种通过改变串入线路的阻抗来达到改变线路潮流的电力电子设备，其拓扑结构如图1所示。
快速旁路开关（BPS）：由高速机械旁路开关（K）和反并联的晶闸管（TBS）并联组成，在线路无需开展潮流控制（潮流较小）或模块故障时闭合，实现模块的旁路，在线路需开展潮流控制时打开，将换流器串联入线路。
电压源型换流器（VSC）：功能选通开关选通VSC模块，分布式静止串联补偿器DSSC装置接入系统，电压源换流器VSC工作于无功输出状态，使其呈现电感/电容特性而改变线路的阻抗，从而实现对线路输送有功的调节。当补偿呈容性时可提高线路潮流，当补偿呈感性时可降低线路潮流。
控制取能单元：通过线路电流取能和模块电容电压自取能实现控制和通讯系统的取能。
DPFC主控制器通过监测线路电流，当线路电流（功率）达到一定值后，打开旁路开关，投入DPFC单元；然后根据EMS的潮流控制任务控制子单元控制调节IGBT开关，使得DPFC单元向线路注入一个与线路电流垂直的电压，使其呈现电感/电容特性而改变线路的阻抗，从而实现对线路输送的有功的调节，如图2所示。当补偿呈容性时可提高线路潮流，当补偿呈感性时可降低线路潮流。
交流电网的潮流一般是根据线路阻抗自然分配的，由于网架设计的原因，往往会造成部分线路潮流较重，另外部分线路潮流较轻的情况，需要通过技术手段将潮流重载线路的潮流转移至其他线路，DPFC即为实现该功能的一种装置，但由于DPFC只能安装于局部线路，且安装容量有限，无法无限制的调节线路电流，在已知容量的DPFC后，需要开展相应分析获得其最大潮流调节能力，以便开展后续调控命令下达。
目前，仅能通过试凑法简单评估DPFC最大潮流转移能力，没有一种有效的计算方法。
发明内容
为解决上述现有技术存在的问题，本发明提供一种分布式潮流控制器最大潮流转移能力计算方法及系统，其用于有效计算最大潮流转移能力，以便开展后续调控命令下达。
本发明采用的一种技术方案如下：分布式潮流控制器最大潮流转移能力计算方法，其包括步骤：
1)根据电网参数，通过机电暂态分析软件计算获得不含DPFC的线路潮流P和线路电流I；
2)获取线路中可投入运行的DPFC模块数量N和每个模块最大运行电压U；
3)计算线路中可投入的第一最大阻抗Z，Z=N*U/I；
4)设迭代次数n=1；
5)在所述的线路中串入第一最大阻抗Z，其他电网参数不变，通过机电暂态分析软件计算获得此时的线路潮流Pn和线路电流In；
6)计算线路中可投入的第二最大阻抗Zn，Zn=N*U/In；
7)在所述的线路中串入第二最大阻抗Zn，其他电网参数不变，通过机电暂态分析软件计算获得此时的线路潮流Pn+1和线路电流In+1；
8)计算两次潮流偏差比dPn，dPn=(Pn-Pn+1)/Pn+1；
9)判断dPn与偏差允许值δ之间的大小，如果dPn<δ，则计算结束，DPFC的最大潮流转移能力Pmax为P-Pn+1，如果dPn≥δ，则迭代次数n+1，返回6)继续执行。
进一步地，步骤9)中，所述的偏差允许值δ根据潮流容许最大偏差设定。
更进一步地，所述的偏差允许值δ取0.5-1.5%，最优选为1%。
本发明采用的另一种技术方案为：分布式潮流控制器最大潮流转移能力计算系统，其包括：
第一线路计算单元，根据电网参数，通过机电暂态分析软件计算获得不含DPFC的线路潮流P和线路电流I；
DPFC模块数据获取单元，用于获取线路中可投入运行的DPFC模块数量N和每个模块最大运行电压U；
第一最大阻抗计算单元，用于计算线路中可投入的第一最大阻抗Z，Z=N*U/I；
迭代次数设定单元，设迭代次数n=1；
第二线路计算单元，在所述的线路中串入第一最大阻抗Z，其他电网参数不变，通过机电暂态分析软件计算获得此时的线路潮流Pn和线路电流In；
第二最大阻抗计算单元，用于计算线路中可投入的第二最大阻抗Zn，Zn=N*U/In；
第三线路计算单元，在所述的线路中串入第二最大阻抗Zn，其他电网参数不变，通过机电暂态分析软件计算获得此时的线路潮流Pn+1和线路电流In+1；
偏差计算单元，用于计算两次潮流偏差比dPn，dPn=(Pn-Pn+1)/Pn+1；
判断单元，用于判断dPn与偏差允许值δ之间的大小，如果dPn<δ，则计算结束，DPFC的最大潮流转移能力Pmax为P-Pn+1，如果dPn≥δ，则迭代次数n=n+1，返回第二最大阻抗计算单元继续执行。
进一步地，判断单元中，所述的偏差允许值δ根据潮流容许最大偏差设定。
更进一步地，所述的偏差允许值δ取0.5-1.5%，最优选为1%。
本发明具有的有益效果如下：本发明可以有效计算分布式潮流控制器的最大潮流转移能力，便于开展后续调控命令下达。
附图说明
图1为现有DPFC子单元主电路的拓扑结构图；
图2为现有DPFC装置对系统潮流控制的示意图；
图3为本发明分布式潮流控制器最大潮流转移能力计算方法的流程图；
图4为本发明分布式潮流控制器最大潮流转移能力计算系统的结构图。
具体实施方式
以下结合具体实施方式，对本发明的技术进行详细描述。应当知道的是，以下具体实施方式仅用于帮助本领域技术人员理解本发明，而非对本发明的限制。
实施例1
如图3所示的一种分布式潮流控制器最大潮流转移能力计算方法。
根据电网常规方法，电网线路、负荷及电源参数已知，本领域技术人员通过机电暂态分析软件很容易计算已知参数下的电网潮流；同时根据工程设计，安装DPFC的最大可控交流电压也是已知。
为此，本发明采用的步骤如下：
1)根据电网参数，通过机电暂态分析软件计算获得不含DPFC的线路潮流P和线路电流I；
2)获取线路中可投入运行的DPFC模块数量N和每个模块最大运行电压U；
3)计算线路中可投入的第一最大阻抗Z，Z=N*U/I；
4)设迭代次数n=1；
5)在所述的线路中串入第一最大阻抗Z，其他电网参数不变，通过机电暂态分析软件计算获得此时的线路潮流Pn和线路电流In；
6)计算线路中可投入的第二最大阻抗Zn，Zn=N*U/In；
7)在所述的线路中串入第二最大阻抗Zn，其他电网参数不变，通过机电暂态分析软件计算获得此时的线路潮流Pn+1和线路电流In+1；
8)计算两次潮流偏差比dPn，dPn=(Pn-Pn+1)/Pn+1；
9)判断dPn与偏差允许值δ之间的大小，如果dPn<δ，则计算结束，DPFC的最大潮流转移能力Pmax为P-Pn+1，如果dPn≥δ，则迭代次数n=n+1，返回6)继续执行。
步骤9)中，所述的偏差允许值δ根据潮流容许最大偏差设定，一般取1%。
实施例2
如图4所示的一种分布式潮流控制器最大潮流转移能力计算系统，其包括：
第一线路计算单元，根据电网参数，通过机电暂态分析软件计算获得不含DPFC的线路潮流P和线路电流I；
DPFC模块数据获取单元，用于获取线路中可投入运行的DPFC模块数量N和每个模块最大运行电压U；
第一最大阻抗计算单元，用于计算线路中可投入的第一最大阻抗Z，Z=N*U/I；
迭代次数设定单元，设迭代次数n=1；
第二线路计算单元，在所述的线路中串入第一最大阻抗Z，其他电网参数不变，通过机电暂态分析软件计算获得此时的线路潮流Pn和线路电流In；
第二最大阻抗计算单元，用于计算线路中可投入的第二最大阻抗Zn，Zn=N*U/In；
第三线路计算单元，在所述的线路中串入第二最大阻抗Zn，其他电网参数不变，通过机电暂态分析软件计算获得此时的线路潮流Pn+1和线路电流In+1；
偏差计算单元，用于计算两次潮流偏差比dPn，dPn=(Pn-Pn+1)/Pn+1；
判断单元，用于判断dPn与偏差允许值δ之间的大小，如果dPn<δ，则计算结束，DPFC的最大潮流转移能力Pmax为P-Pn+1，如果dPn≥δ，则迭代次数n+1，返回第二最大阻抗计算单元继续执行。
所述的偏差允许值根据阻抗容许最大偏差设定，一般取1%。
本发明中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

Claims (8)

1.分布式潮流控制器最大潮流转移能力计算方法，其特征在于，包括步骤：
1)根据电网参数，通过机电暂态分析软件计算获得不含DPFC的线路潮流P和线路电流I；
2)获取线路中可投入运行的DPFC模块数量N和每个模块最大运行电压U；
3)计算线路中可投入的第一最大阻抗Z，Z=N*U/I；
4)设迭代次数n=1；
5)在所述的线路中串入第一最大阻抗Z，其他电网参数不变，通过机电暂态分析软件计算获得此时的线路潮流Pn和线路电流In；
6)计算线路中可投入的第二最大阻抗Zn，Zn=N*U/In；
7)在所述的线路中串入第二最大阻抗Zn，其他电网参数不变，通过机电暂态分析软件计算获得此时的线路潮流Pn+1和线路电流In+1；
8)计算两次潮流偏差比dPn，dPn=(Pn-Pn+1)/Pn+1；
9)判断dPn与偏差允许值δ之间的大小，如果dPn<δ，则计算结束，DPFC的最大潮流转移能力Pmax为P-Pn+1，如果dPn≥δ，则迭代次数n=n+1，返回6)继续执行。
2.根据权利要求1所述的分布式潮流控制器最大潮流转移能力计算方法，其特征在于，步骤9)中，所述的偏差允许值δ根据潮流容许最大偏差设定。
3.根据权利要求2所述的分布式潮流控制器最大潮流转移能力计算方法，其特征在于，所述的偏差允许值δ取0.5-1.5%。
4.根据权利要求3所述的分布式潮流控制器最大潮流转移能力计算方法，其特征在于，所述的偏差允许值δ取1%。
5.分布式潮流控制器最大潮流转移能力计算系统，其特征在于，包括：
第一线路计算单元，根据电网参数，通过机电暂态分析软件计算获得不含DPFC的线路潮流P和线路电流I；
DPFC模块数据获取单元，用于获取线路中可投入运行的DPFC模块数量N和每个模块最大运行电压U；
第一最大阻抗计算单元，用于计算线路中可投入的第一最大阻抗Z，Z=N*U/I；
迭代次数设定单元，设迭代次数n=1；
第二线路计算单元，在所述的线路中串入第一最大阻抗Z，其他电网参数不变，通过机电暂态分析软件计算获得此时的线路潮流Pn和线路电流In；
第二最大阻抗计算单元，用于计算线路中可投入的第二最大阻抗Zn，Zn=N*U/In；
第三线路计算单元，在所述的线路中串入最大阻抗Zn，其他电网参数不变，通过机电暂态分析软件计算获得此时的线路潮流Pn+1和线路电流In+1；
偏差计算单元，用于计算两次潮流偏差比dPn，dPn=(Pn-Pn+1)/Pn+1；
判断单元，用于判断dPn与偏差允许值δ之间的大小，如果dPn<δ，则计算结束，DPFC的最大潮流转移能力Pmax为P-Pn+1，如果dPn≥δ，则迭代次数n=n+1，返回第二最大阻抗计算单元继续执行。
6.根据权利要求5所述的分布式潮流控制器最大潮流转移能力计算系统，其特征在于，判断单元中，所述的偏差允许值δ根据潮流容许最大偏差设定。
7.根据权利要求6所述的分布式潮流控制器最大潮流转移能力计算系统，其特征在于，所述的偏差允许值δ取0.5-1.5%。
8.根据权利要求7所述的分布式潮流控制器最大潮流转移能力计算系统，其特征在于，所述的偏差允许值δ取1%。
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