一种新的含UPFC的电力系统潮流算法.pdf

维普资讯 第34卷 第2期 继 电器 Vo1．34 No．2 20 2006年 1月16日 RELAY Jan．16，2006 一 种新的含UPFC的电力系统潮流算法 童 强，彭建春 (湖南大学电气与信息工程学院，湖南 长沙410082) 摘要 ：提 出了一种新的UPFC功率注入模型。基于该模型 ，推导 了含 UPFC的电网潮流方程。提出了一种新 的算法来求解含UPFC的电网潮流问题。该算法基于快速解偶法(FDLF)。包含 了两个交替迭代过程，继承了 快速解偶法的基本特性，雅可比矩阵在迭代过程 中保持对称、定常。此外，采用该潮流计算模型可以直接方便 地得到UPFC控制变量的较佳初始条件 。有利于算法的收敛。通过实例的计算和比较，最后验证了算法的可 靠、快速和准确。 关键词：统一潮流控制器；灵活交流输电系统； 潮流计算；快速解偶法；功率注入模型 中图分类号：TM744 文献标识码：A 文章编号：1003-4897(2006)02-0020-04 适合用快速解偶法计算电网的潮流。但是如何建立 0 引言 合适的含UPFC的快速解偶形式的电网稳态潮流计 UPFC作为功能最全面的FACTS设备，能同时 算模型，迄今为止报道很少，仅见文献[8，9]，主要 对输电线路影响电力系统潮流的三个主要参数 (电 的原因是网络 中加入UPFC后 ，若采用快速解偶算 压、相角和阻抗)进行实时调节。由于 UPFC等 法计算潮流，则只能进行序列交替迭代来计及 uP— FACTS装置在输电线路中引入了串联电压源 ，改变 Fc的影响，而在UPFC的等效电路中电压源的相角 了原有电力网络无源线性的特征，在含 UPFC的潮 范围是从0到2rr，这将不可避免地引起采用电源模 流计算中，不仅要考虑由UPFC带来的新的控制变 型的含UPFC的潮流计算的振荡，并使 由牛顿一拉 量和内部稳态约束条件，还要考虑引入的支路边界 夫逊法到快速解偶法的简化条件变弱，这些都使得 条件(如支路潮流等于设定值)，进而对传统潮流计 迭代次数增加、收敛性能变差。文献 [8]列出了uP— 算的建模和算法提出了挑战。 FC的潮流控制和约束方程组 ，以及含 UPFC的电网 随着对UPFC实现前景的看好 ，最近几年，国内 潮流方程，通过由牛顿 一拉夫逊法推导出快速解偶 外对潮流计算和优化领域中UPFC的数学模型的研 法一样的简化方式，得出了含 UPFC的快速解偶形 究兴趣一直在增加 ，并取得了一些成果。已经提出 式的潮流计算模型，该算法在修正方程的系数矩阵 的UPFC的潮流计算模型主要有以下几种形式：电 中引入了可变元素，使快速解偶法的优点被削弱，且 压源(电流源)模型。’ 、功率注入模型 、阻抗型 收敛性能较差；文献 [9]列出了一种含UPFC的电网 模型 、解偶型模型 J。解偶模型 的应用只限于 节点功率平衡方程，在一定假设条件下，将修正方程 UPFC的特定运行方式，其它模型在求解时需要修 的雅可比矩阵经过两次简化，得到与常规快速解偶 改功率不平衡向量和雅可比矩阵，并降低 了收敛速 法完全相同的系数矩阵，该算法只是用于UPFC的 度。已经提出的这些UPFC的潮流计算模型绝大多 控制参数已知的情况下计算电网的潮流分布，简化 数都是结合牛顿一拉夫逊法来求解电网潮流，原因 过程中所作假设也有一定的局限性，应用