一種基于潮流熵的多FACTS最優化協調控制方法技術

本發明專利技術公開了一種基于潮流熵的多FACTS最優化協調控制方法,將潮流熵作為系統潮流分布的優化指標，通過FACTS裝置的控制參數來協調控制潮流變化，在優化目標函數潮流熵值的同時避免造成線路利用率過小或者過負荷。首先通過潮流計算獲得潮流熵值判斷潮流分布狀況，由此得到影響系統潮流分布的線路信息，然后對FACTS裝置進行協調控制，考慮FACTS裝置數量、發電機組出力、線路水平、節點電壓幅值、FACTS位置等的約束，對系統的潮流進行優化，從而使優化指標潮流墑值得到調節，保證線路的有效利用率，從整體上反映系統的潮流分布均勻。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術屬于電力系統中輸配電系統的控制
，特別涉及一種基于潮流熵的多FACTS最優化協調控制方法。
技術介紹
隨著電力系統網絡規模的不斷擴大，高電壓、大容量、遠距離輸電和大電網的互聯已經成為現代電力系統的主要發展趨勢之一。然而，在其迅猛發展的同時，也暴露了輸電網絡脆弱的一面，一系列新的矛盾和問題日益凸顯。近年來，在國內以至世界范圍內，輸電網絡的嚴重事故時有發生。例如印度7. 30大面積停電影響逾3億人，7. 31的又一輪更大規模停電，6. 7億人受到影響，波及幾乎半個印度。在輸電網絡迫切需要新的調控手段來提高電壓質量和系統穩定性之際，一種改變傳統輸電能力的新技術——柔性交流輸電系統(FACTS)技術應運而生。所謂“柔性交流輸電系統”技術又稱“靈活交流輸電系統”技術，簡稱FACTS，是一種將微機處理技術、控制技術、電力電子技術等高新技術應用于高壓輸電系統，以提高系統可靠性、可控性、運行效率和電能質量，并可獲取大量節電效益的新型綜合技術，是通過改變電力系統的主要參數來控制潮流分布，使輸電過程更加可靠，具有更大的可控性和更好的效率。FACTS的使用突破了過去單一控制器的局部作用及影響，從整體上提高交流輸電線和輸電網運行控制能力和水平。FACTS具有控制輸電網絡潮流流向和輸送能力的效果，為電力市場創造電力定向輸送條件，有助于提高現有輸電網的穩定性，可靠性和供電質量等。FACTS最重要的應用方面之一是潮流控制，因此開展FACTS潮流控制的研究具有重要的理論價值和實際意義，且是非常緊要和迫切的，以滿足新形勢下電力系統的運行需要。潮流熵是近些年基于熱力學定律中熵理論而提出的，熵是對系統混亂和無序狀態的一種量度，系統的有序程度越低，則其熵越大；反之，系統的有序程度越高，其熵就越小。熵的性質有可加性、非負性、極值性、與狀態編號無關性。把熵植入到電力系統中可以與線路的潮流分布進行匹配，熵值的意義和性質在電力系統中賦予新的含義。
技術實現思路
本專利技術鑒于以往的研究大多側重于FACTS裝置對線路負載率的提高，沒有從整個系統全面衡量FACTS裝置增加以后帶來的潮流分布優化效果，提出了一種基于潮流熵的多FACTS最優化協調控制方法，該方法能夠快速調節相應電網中因負荷變化而引起的功率分布變化問題，FACTS裝置的投入調節控制可抑制震蕩以及提高系統的暫態穩定性，FACTS的投運調節控制可以提高系統的電壓穩定性，增大負荷裕度，改善控制線路的潮流分布，同時還提高了電力系統的輸電能力。該專利技術能夠合理的選擇FACTS裝置的位置，避免導致電壓穩定性和輸電能力的降低，而且可以適合的選擇容量，避免成本的浪費。本專利技術基于潮流熵的概念，從系統的全局進行分析，利用FACTS裝置對電力系統中的潮流進行優化控制，達到系統線路等的最優使用狀況。本專利技術將潮流熵作為系統潮流分布的優化指標，潮流熵值越趨向于零表明系統中的潮流分布越均勻、系統的穩定程度越高。優化過程中利用多FACTS裝置的協調控制，避免造成線路利用率過小或過負荷，因此，潮流熵值的求取要滿足一定的線路約束條件，最終目標是通過FACTS裝置的協調控制使得系統的潮流熵值最優，同時線路的負載狀況也達到理想狀態。本專利技術在電力系統中引入FACTS裝置，通過FACTS裝置的協調控制來優化系統潮流使得潮流熵值的最優化，FACTS裝置有連續可調和分組投切等多種形式的模型，目前為止具有潮流控制的FACTS元件主要有ASVG、TCPS, TCSC、UPFC, SPFC等，雖然其控制變量各不相同，但其模型可以用串聯和并聯的導納形式表示成通用的FACTS模型(如附圖說明圖1)，由此可以簡化計算、設計過程，方便協調控制。I設定目標函數min H(Xn, Yn)(I)其中Χη=T，Yn= τ 表示 FACTS 裝置控制變量；η表示安裝的FACTS裝置個數；以下是分析影響潮流熵值的因素，主要因子是線路的有功功率，最終可歸結到由FACTS裝置來進行協調控制。線路負荷率權利要求1.一種基于潮流熵的多FACTS最優化協調控制方法，其特征是，建立了一個以潮流墑最小為目標的函數，通過多FACTS裝置進行協調控制的控制方法。考慮到目前FACTS裝置的多樣化，對其進行了標準化處理，簡化了對潮流熵的控制分析，同時減少了不必要的狀態變量。2.根據權利要求1所述的一種基于潮流熵的多FACTS最優化協調控制方法，其特征是，所述的潮流熵值H作為潮流分布均勻度的判斷指標，應用到FACTS裝置的協調控制過程中使得系統的潮流最優化。對系統分析潮流分布時，建立了潮流熵minH(Xn，Yn)的數學模型，其中Xn=D^X2, - ,Xn]T, Yn=LY1, Y2,…，YJt表示FACTS裝置控制變量；n表示安裝的FACTS裝置個數。約束條件包含等式約束和不等式約束； (1)等式約束3.根據權利要求2所述的一種基于潮流熵的多FACTS最優化協調控制方法，其特征是，在獲得具體的潮流熵的過程，關于對各線路負荷率a i劃區間歸類，給定常數序列U= {U1，U2,…,Uk, .",Unh即可得(Uk, Uk+1) ,U取值1. 5,然后對屬于同一區間、不同負荷率的線路進行概率化，轉換成概率問題，形成潮流熵關鍵判斷的基礎。全文摘要本專利技術公開了一種基于潮流熵的多FACTS最優化協調控制方法,將潮流熵作為系統潮流分布的優化指標，通過FACTS裝置的控制參數來協調控制潮流變化，在優化目標函數潮流熵值的同時避免造成線路利用率過小或者過負荷。首先通過潮流計算獲得潮流熵值判斷潮流分布狀況，由此得到影響系統潮流分布的線路信息，然后對FACTS裝置進行協調控制，考慮FACTS裝置數量、發電機組出力、線路水平、節點電壓幅值、FACTS位置等的約束，對系統的潮流進行優化，從而使優化指標潮流墑值得到調節，保證線路的有效利用率，從整體上反映系統的潮流分布均勻。文檔編號H02J3/00GK103001219SQ20121050406公開日2013年3月27日 申請日期2012年11月30日 優先權日2012年11月30日專利技術者黎燦兵, 肖利武, 曹一家, 朱前龍, 鐘躍 申請人:湖南大學本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種基于潮流熵的多FACTS最優化協調控制方法，其特征是，建立了一個以潮流墑最小為目標的函數，通過多FACTS裝置進行協調控制的控制方法?？紤]到目前FACTS裝置的多樣化，對其進行了標準化處理，簡化了對潮流熵的控制分析，同時減少了不必要的狀態變量。

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：黎燦兵，肖利武，曹一家，朱前龍，鐘躍，
申請(專利權)人：湖南大學，
類型：發明
國別省市：