CN115189424A - 一种面向交流网架与同步调相机的协调优化配置方法 - Google Patents

一种面向交流网架与同步调相机的协调优化配置方法 Download PDF

Info

Publication number
CN115189424A
CN115189424A CN202210934334.0A CN202210934334A CN115189424A CN 115189424 A CN115189424 A CN 115189424A CN 202210934334 A CN202210934334 A CN 202210934334A CN 115189424 A CN115189424 A CN 115189424A
Authority
CN
China
Prior art keywords
representing
direct current
line
synchronous phase
extra
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN202210934334.0A
Other languages
English (en)
Other versions
CN115189424B (zh
Inventor
文云峰
邓步青
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hunan University
Original Assignee
Hunan University
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hunan University filed Critical Hunan University
Priority to CN202210934334.0A priority Critical patent/CN115189424B/zh
Publication of CN115189424A publication Critical patent/CN115189424A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN115189424B publication Critical patent/CN115189424B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J3/00—Circuit arrangements for ac mains or ac distribution networks
    • H02J3/38—Arrangements for parallely feeding a single network by two or more generators, converters or transformers
    • H02J3/46—Controlling of the sharing of output between the generators, converters, or transformers
    • H02J3/48—Controlling the sharing of the in-phase component
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06Q—INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGY [ICT] SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES; SYSTEMS OR METHODS SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G06Q10/00—Administration; Management
    • G06Q10/04—Forecasting or optimisation specially adapted for administrative or management purposes, e.g. linear programming or "cutting stock problem"
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06Q—INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGY [ICT] SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES; SYSTEMS OR METHODS SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G06Q50/00—Information and communication technology [ICT] specially adapted for implementation of business processes of specific business sectors, e.g. utilities or tourism
    • G06Q50/06—Energy or water supply
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J3/00—Circuit arrangements for ac mains or ac distribution networks
    • H02J3/004—Generation forecast, e.g. methods or systems for forecasting future energy generation
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J3/00—Circuit arrangements for ac mains or ac distribution networks
    • H02J3/38—Arrangements for parallely feeding a single network by two or more generators, converters or transformers
    • H02J3/46—Controlling of the sharing of output between the generators, converters, or transformers
    • H02J3/50—Controlling the sharing of the out-of-phase component
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J2203/00—Indexing scheme relating to details of circuit arrangements for AC mains or AC distribution networks
    • H02J2203/20—Simulating, e g planning, reliability check, modelling or computer assisted design [CAD]
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J2300/00—Systems for supplying or distributing electric power characterised by decentralized, dispersed, or local generation
    • H02J2300/20—The dispersed energy generation being of renewable origin
    • H02J2300/22—The renewable source being solar energy
    • H02J2300/24—The renewable source being solar energy of photovoltaic origin
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J2300/00—Systems for supplying or distributing electric power characterised by decentralized, dispersed, or local generation
    • H02J2300/20—The dispersed energy generation being of renewable origin
    • H02J2300/28—The renewable source being wind energy

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Business, Economics & Management (AREA)
  • Economics (AREA)
  • Strategic Management (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Human Resources & Organizations (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • General Business, Economics & Management (AREA)
  • Marketing (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Tourism & Hospitality (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Game Theory and Decision Science (AREA)
  • Quality & Reliability (AREA)
  • Entrepreneurship & Innovation (AREA)
  • Operations Research (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Water Supply & Treatment (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Primary Health Care (AREA)
  • Development Economics (AREA)
  • Supply And Distribution Of Alternating Current (AREA)

Abstract

本发明提出了一种面向交流网架与同步调相机的协调优化配置方法，用于解决特高压直流双极闭锁故障带来的暂态过电压问题和特高压直流换相失败问题；其步骤为：首先，收集电网数据，并分别构建包括交流网架和同步调相机规划的投资和维护的网架规划主模型和包括火电机组运行成本，备用成本和切负荷惩罚成本的运行子模型；其次，基于综合范数理论构建负荷和新能源出力不确定性模型；最后，基于负荷和新能源出力不确定性模型，将网架规划主模型和运行子模型整合简化为双层鲁棒优化模型，并利用C&CG算法对双层鲁棒优化模型进行求解，输出交流网架与同步调相机的最优配置。本发明实现了交流网架和同步调相机的协调扩展以提升受端电网直流承载能力。

Description

一种面向交流网架与同步调相机的协调优化配置方法
技术领域
本发明涉及电力***规划技术领域，特别是指一种面向交流网架与同步调相机的协调优化配置方法，目的是实现交流网架和同步调相机的协调扩展以提升受端电网直流承载能力。
背景技术
近年来，随着新能源装机规模和特高压直流输电馈入规模的增大，受端电网的供电格局、运行形态及稳定特性发生深刻变化，“强直弱交”矛盾突出，交直流混联电网结构的复杂程度和脆弱性都在不断增加，特高压直流故障对受端电网的冲击越来愈大。现有的特高压直流运行实践表明，1)交流网架强度必须达到一定水平，其规模必须与直流容量相匹配，才能承受大容量直流故障扰动带来的巨大功率冲击；2)受端电网运行中必须具备足够的动态无功资源，以应对特高压直流双极闭锁故障带来的暂态过电压问题和预防特高压直流换相失败。然而，目前的研究中鲜有涉及交流网架与同步调相机协调配置的相关研究。
发明内容
针对上述背景技术中存在的不足，本发明提出了一种面向交流网架与同步调相机的协调优化配置方法，解决了特高压直流双极闭锁故障带来的暂态过电压问题和特高压直流换相失败问题。
本发明的技术方案是这样实现的：
一种面向交流网架与同步调相机的协调优化配置方法，其步骤如下：
S1：收集电网数据，包括年负荷及负荷增长率、火电机组和新能源的安装位置及安装容量、直流馈入落点及馈入容量、拟退役的火电机组、拟新增装的新能源、新增直流、拟投建的候选交流线路和同步调相机；
S2：根据电网数据构建网架规划主模型，包括主目标函数及其约束条件；
S3：根据电网数据构建运行子模型，包括子目标函数及其约束条件；
S4：基于综合范数理论构建负荷和新能源出力不确定性模型；
S5：基于负荷和新能源出力不确定性模型，将网架规划主模型和运行子模型整合简化为双层鲁棒优化模型，并利用C&CG算法对双层鲁棒优化模型进行求解，输出交流网架与同步调相机的最优配置。
优选地，所述主目标函数是指交流网架和同步调相机规划的投资和维护最小化目标函数，主目标函数的约束条件包括线路投建约束、同步调相机安装约束和***强度约束；
主目标函数的表达式为：
Figure BDA0003782864290000021
Figure BDA0003782864290000022
Figure BDA0003782864290000023
其中，
Figure BDA0003782864290000024
表示规划的总成本，
Figure BDA0003782864290000025
表示规划的投资成本，
Figure BDA0003782864290000026
表示规划的维护成本，
Figure BDA0003782864290000027
表示候选线路rs的集合，
Figure BDA0003782864290000028
表示同步调相机e的集合；Ωy表示规划阶段的集合，下标y表示规划阶段；
Figure BDA0003782864290000029
和
Figure BDA00037828642900000210
为0-1变量，
Figure BDA00037828642900000211
表示相应的候选线路在规划阶段是否投建和配置，
Figure BDA00037828642900000212
表示相应的同步调相机在规划阶段是否投建和配置；
Figure BDA00037828642900000213
表示候选线路的投建成本，
Figure BDA00037828642900000214
表示同步调相机的投建成本；lrs表示候选线路的长度；
Figure BDA00037828642900000215
表示候选线路的维护成本，
Figure BDA00037828642900000216
表示同步调相机的维护成本；
Figure BDA00037828642900000217
表示现有线路的维护成本；τl、τsc均为线路资金回收系数；μyu表示现值率；
主目标函数的约束条件的表达式为：
Figure BDA00037828642900000218
Figure BDA00037828642900000219
Figure BDA00037828642900000220
Figure BDA00037828642900000221
Figure BDA00037828642900000222
Figure BDA00037828642900000223
Figure BDA00037828642900000224
Figure BDA00037828642900000225
Figure BDA00037828642900000226
Figure BDA0003782864290000031
其中，Ky,rs表示已投运的线路集合，Ey,e表示已投运的同步调相机集合；Ωh表示特高压直流线路集合；
Figure BDA0003782864290000032
表示在第y个规划阶段所允许投建的同步调相机数目的最大值，
Figure BDA0003782864290000033
分别表示在节点b所允许投建的同步调相机数目的最大值；
Figure BDA0003782864290000034
为第y阶段线路总投资的上限值；
Figure BDA0003782864290000035
表示第y阶段中(i,j)走廊通道所允许建设线路的最小值，
Figure BDA0003782864290000036
表示第y阶段中(i,j)走廊通道所允许建设线路的最大值；Z为交流***的阻抗矩阵；MISCRy,i表示特高压直流线i在第y个规划阶段的多馈入短路比值；MISCRmin表示特高压直流线路所需要满足的最小多馈入短路比值；UiN表示换流母线电压，PHy,m表示特高压直流线路的额定运行有功功率，Zy,mi表示节点m与特高压直流线i之间的互阻抗，Zy,ie表示特高压直流线i与同步调相机e节点之间的互阻抗，Zy,ee表示同步调相机e节点的自阻抗，ze0表示同步调相机e节点的接地支路的阻抗，Zy,me表示节点m与同步调相机e节点的互阻抗，Zy,ir表示特高压直流线i与新增线路r端的互阻抗，Zy,is表示特高压直流线i与新增线路s端的互阻抗，Zy,kk表示新节点阻抗矩阵的增量阻抗，Zy,mr表示节点m与新增线路r端的互阻抗，Zy,ms表示节点m与新增线路s端的互阻抗。
优选地，所述子目标函数是指火电机组运行成本、备用成本和切负荷惩罚成本最小化目标函数，子目标函数的约束条件包括电网基态运行约束、直流故障约束；
子目标函数的表达式为：
Figure BDA0003782864290000037
其中：f(x,ξ)为火电机组运行成本、备用成本和切负荷惩罚成本的总和，Ωu为典型日的场景集合，下标u表示场景；Ωt为典型日的时间集合，下标t表示时间；Ωy表示规划阶段集合，下标y表示规划阶段；Ωg为火电机组的集合；Ωd为负荷节点的集合；
Figure BDA0003782864290000038
为火电机组i'出力的单位成本；
Figure BDA0003782864290000039
为火电机组i'备用的单位成本；
Figure BDA00037828642900000310
为负荷节点i”切负荷的单位惩罚成本；PGy,u,t,i'为火电机组i'的有功出力；RGDy,u,t,i'为火电机组i'的向下爬坡备用，RGUy,u,t,i'为火电机组i'的向上爬坡备用；ΔPDy,u,t,i”为负荷节点i”的切负荷功率；
电网基态运行约束为：
Figure BDA00037828642900000311
Figure BDA0003782864290000041
Figure BDA0003782864290000042
Figure BDA0003782864290000043
Figure BDA0003782864290000044
Figure BDA0003782864290000045
Figure BDA0003782864290000046
Figure BDA0003782864290000047
Figure BDA0003782864290000048
Figure BDA0003782864290000049
Figure BDA00037828642900000410
Figure BDA00037828642900000411
Figure BDA00037828642900000412
Figure BDA00037828642900000413
Figure BDA00037828642900000414
Figure BDA00037828642900000415
Figure BDA00037828642900000416
其中，QGy,u,t,i'表示火电机组i'的无功出力，QGy,u,t,e表示同步调相机e的无功出力；
Figure BDA00037828642900000417
表示火电机组有功出力的下限限值，
Figure BDA00037828642900000418
表示火电机组有功出力的上限限值；
Figure BDA00037828642900000419
表示火电机组无功出力的下限限值，
Figure BDA00037828642900000420
表示火电机组无功出力的上限限值；
Figure BDA00037828642900000421
表示火电机组视在功率的上限限值；
Figure BDA00037828642900000422
表示火电机组的上调备用，
Figure BDA00037828642900000423
表示火电机组的下调备用；
Figure BDA0003782864290000051
表示同步调相机无功出力的上限，
Figure BDA0003782864290000052
表示同步调相机无功出力的下限；PHy,u,t,i表示特高压直流线i运行的有功功率，QHy,u,t,i表示特高压直流线i运行无功功率；
Figure BDA0003782864290000053
表示特高压直流线路运行的有功功率的下限，
Figure BDA0003782864290000054
表示特高压直流线路运行的有功功率的下限；
Figure BDA0003782864290000055
表示特高压直流线路的上调有功功率，
Figure BDA0003782864290000056
表示特高压直流线路的下调有功功率；φi表示特高压直流线路运行功率的耦合系数；PLy,u,t,rs表示流过交流线路rs的有功功率，QLy,u,t,rs表示流过交流线路rs的无功功率，iy,u,t,rs表示流过交流线路rs的电流幅值；
Figure BDA0003782864290000057
表示功率因素；vy,u,t,r为交流节点的电压幅值；Vmin表示节点电压点的下限值，Vmax表示节点电压点的上限值；xrs为交流线路rs单位长度的电抗，rrs为交流线路rs单位长度的电阻；
Figure BDA0003782864290000058
表示风电机组出力的预测值，
Figure BDA0003782864290000059
表示光伏出力的预测值，
Figure BDA00037828642900000510
表示节点负荷的预测值；
Figure BDA00037828642900000511
表示交流线路的视在功率；
直流故障约束为：
Figure BDA00037828642900000512
Figure BDA00037828642900000513
Figure BDA00037828642900000514
Figure BDA00037828642900000515
Figure BDA00037828642900000516
Figure BDA00037828642900000517
Figure BDA00037828642900000518
Figure BDA00037828642900000519
Figure BDA00037828642900000520
Figure BDA0003782864290000061
Figure BDA0003782864290000062
Figure BDA0003782864290000063
其中，下标y表示第y个规划阶段；下标u表示第u个典型场景；下标t表示第t个时段；QH′y,u,t,i表示特高压直流线i发生双极闭锁故障后换流站过剩的无功功率；
Figure BDA0003782864290000064
表示换流站交流母线所允许的电压上限；Ue表示交流***在直流接入处做戴维南等值的电势幅值，Nd直流实际运行传输功率占额定运行的比例；PHy,u,t,i为特高压直流线i的实际运行功率；MISCRy,i表示特高压直流线i的多馈入短路比；
Figure BDA0003782864290000065
表示特高压直流线i发生双极闭锁故障后***不平衡功率；QHy,u,t,i表示直流***中滤波器的电容组补偿的无功功率；
Figure BDA0003782864290000066
表示特高压直流线i发生双极闭锁故障后需要由交流***中的动态无功设备吸收的无功功率；MTF表示直流落点与有效无功源节点间的无功转移因子矩阵；QGy,u,t,i表示有效无功源的实际无功出力，
Figure BDA0003782864290000067
表示有效无功源所允许的最小无功出力；
Figure BDA0003782864290000068
为直流k发生双极闭锁故障后的切负荷功率；
Figure BDA0003782864290000069
表示交流***负荷节点的视在功率；β表示切负荷系数；
Figure BDA00037828642900000610
表示直流k发生双极闭锁故障后非故障直流的有功功率支援，
Figure BDA00037828642900000611
表示直流k发生双极闭锁故障后非故障直流所允许的最大支援功率；ρ表示直流有功功率的过载系数；
Figure BDA00037828642900000612
表示直流线路所允许的最大有功功率；Ps,max表示故障后关键断面s所允许的最大传输功率；
Figure BDA00037828642900000613
表示直流k发生双极闭锁故障后交流线路传输的有功功率，Drs表示直流k发生双极闭锁故障后交流线路传输的有功功率的方向系数；
Figure BDA00037828642900000614
表示直流k发生双极闭锁故障后交流***在t时刻的频率变化率；
Figure BDA00037828642900000615
表示交流***在t时刻的转动惯量；RoCoFmax表示***所能容忍的最大频率变化率；
Figure BDA00037828642900000616
表示直流k发生双极闭锁故障时交流***的准稳态频率偏差；Δfss,max***所能容忍的最大频率偏差；D表示负荷下垂系数；RGUy,u,t,i表示火电机组的上调有功备用；f0分别表示额定频率，fUFLS表示最小频率，fdb表示频率死区。
优选地，所述流过交流线路rs的电流幅值iy,u,t,rs的计算方法为：
Figure BDA0003782864290000071
由于上式是一个非凸的二次等式约束，将上式松弛成如下形式：
Figure BDA0003782864290000072
优选地，所述负荷和新能源出力不确定性模型为：
Figure BDA0003782864290000073
其中：Ωp表示场景概率的置信集合；{pu}表示场景概率的集合；Nu表示有限的离散场景；p表示场景概率pu的向量形式，p0表示场景概率pu的初始概率值向量；θ1为1-范数的置信度，θ∞为∞-范数的置信度；{pu}所满足的置信度为：
Figure BDA0003782864290000074
令上述不等式的右边的置信度分别为α1和α∞，则：
Figure BDA0003782864290000075
优选地，所述双层鲁棒优化模型的表达式为：
Figure BDA0003782864290000076
s.t.Az+b≤0,z∈{0,1}；
Cyu≤f；
Eyu＝h；
Gz+Hyu≤g；
Kz+Myu＝l；
||Qyu+P||2≤qTyu+p；
其中，z表示第一阶段中的0-1决策变量；yu表示第二阶段中场景相关联的连续型决策变量；A,b,C,f,E,h,G,H,g,K,M,l,Q,P,q,p为变量相应的矩阵或向量形式；u表示新能源和负荷的不确定预测值；c和d表示系数的向量形式；
主模型MP在已知的有限概率分布下获得满足条件的最优解，并为双层鲁棒优化模型提供下界：
MP:
Figure BDA0003782864290000081
Figure BDA0003782864290000082
其中，m表示迭代次数；子模型SP是在给定的第一阶段变量
Figure BDA0003782864290000083
的情况下，寻找到最恶劣的场景概率分布，为双层鲁棒优化模型提供上界值：
SP:
Figure BDA0003782864290000084
由于场景概率的置信集合和各场景下第二阶段变量的约束范围集合无关联，因此可先求解SP的内层min问题，再根据内层结果hu求解外层最优概率分布max问题的外层结果L：
Figure BDA0003782864290000085
Figure BDA0003782864290000086
优选地，所述利用C&CG算法对双层鲁棒优化模型进行求解的方法为：
步骤S51：选定模拟运行的场景，选取典型日的运行场景进行研究；
步骤S52：计算参数初始化，置迭代次数m＝1，给定初始上限UB＝-∞和下限LB＝∞，应用初始场景概率分布p0；
步骤S53：求解主模型MP，得到最优解
Figure BDA0003782864290000087
即线路的投建决策以及同步调相机配置决策，并更新下界值
Figure BDA0003782864290000088
步骤S54：将得到的线路的投建决策以及同步调相机配置决策分别代入子模型，求解C&CG子模型，得到最恶劣场景概率分布
Figure BDA0003782864290000091
以及最优目标函数值
Figure BDA0003782864290000092
并更新上界值
Figure BDA0003782864290000093
如果|UB(m)-LB(m)|≤ε，则停止迭代，返回最优解
Figure BDA0003782864290000094
否则更新主模型中的恶劣场景的场景概率分布
Figure BDA0003782864290000095
并在主模型中重新定义新的变量yu,m+1并添加和新的变量相关的约束Yu,m+1；
步骤S55：更新m＝m+1，并返回步骤S52。
与现有技术相比，本发明产生的有益效果为：
1)充分考虑了新能源高渗透率下，其出力不确定性对交流网架与同步调相机的协调优化配置的影响。
2)规划结果使得***可以有效应对严重的直流双极闭锁故障带来的冲击，同时避免***在运行过程中发生直流换相失败故障，增强了***运行的稳定性。
3)协调规划结果可以进一步提高受端电网***的直流接纳能力，提高供电可靠性。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明的流程图。
图2为IEEE-39节点规划结果示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有付出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
如图1所示，本发明实施例提供了一种面向交流网架与同步调相机的协调优化配置方法，具体步骤如下：
S1：收集电网现有及未来的源网荷数据，包括年负荷及负荷增长率、火电机组和新能源的安装位置及安装容量、直流馈入落点及馈入容量、拟退役的火电机组、拟新增装的新能源、新增直流、拟投建的候选交流线路和同步调相机；收集风电和光伏出力历史预测数据和历史出力数据。
S2：根据电网数据构建网架规划主模型，包括主目标函数及其约束条件；所述主目标函数是指交流网架和同步调相机规划的投资和维护最小化目标函数，主目标函数的约束条件包括线路投建约束、同步调相机安装约束和***强度约束。
主目标函数的表达式为：
Figure BDA0003782864290000101
Figure BDA0003782864290000102
Figure BDA0003782864290000103
其中，
Figure BDA0003782864290000104
表示规划的总成本，
Figure BDA0003782864290000105
表示规划的投资成本，
Figure BDA0003782864290000106
表示规划的维护成本，
Figure BDA0003782864290000107
表示候选线路rs的集合，
Figure BDA0003782864290000108
表示同步调相机e的集合；Ωy表示规划阶段的集合，下标y表示规划阶段；
Figure BDA0003782864290000109
和
Figure BDA00037828642900001010
为0-1变量，
Figure BDA00037828642900001011
表示相应的候选线路在规划阶段是否投建和配置，
Figure BDA00037828642900001012
表示相应的同步调相机在规划阶段是否投建和配置；
Figure BDA00037828642900001013
表示候选线路的投建成本，
Figure BDA00037828642900001014
表示同步调相机的投建成本；lrs表示候选线路的长度；
Figure BDA00037828642900001015
表示候选线路的维护成本，
Figure BDA00037828642900001016
表示同步调相机的维护成本；
Figure BDA00037828642900001017
表示现有线路的维护成本；τl、τsc均为线路资金回收系数；μyu表示现值率。
主目标函数的约束条件的表达式为：
Figure BDA00037828642900001018
Figure BDA00037828642900001019
Figure BDA00037828642900001020
Figure BDA00037828642900001021
Figure BDA00037828642900001022
Figure BDA00037828642900001023
Figure BDA00037828642900001024
Figure BDA00037828642900001025
Figure BDA0003782864290000111
Figure BDA0003782864290000112
其中，Ky,rs表示已投运的线路集合，Ey,e表示已投运的同步调相机集合；Ωh表示特高压直流线路集合；
Figure BDA0003782864290000113
表示在第y个规划阶段所允许投建的同步调相机数目的最大值，
Figure BDA0003782864290000114
分别表示在节点b所允许投建的同步调相机数目的最大值；
Figure BDA0003782864290000115
为第y阶段线路总投资的上限值；
Figure BDA0003782864290000116
表示第y阶段中(i,j)走廊通道所允许建设线路的最小值，
Figure BDA0003782864290000117
表示第y阶段中(i,j)走廊通道所允许建设线路的最大值；Z为交流***的阻抗矩阵；MISCRy,i表示特高压直流线i在第y个规划阶段的多馈入短路比值；MISCRmin表示特高压直流线路所需要满足的最小多馈入短路比值；UiN表示换流母线电压，PHy,m表示特高压直流线路的额定运行有功功率，Zy,mi表示节点m与特高压直流换流母线i之间的互阻抗，Zy,ie表示特高压直流换流母线i与同步调相机e节点之间的互阻抗，Zy,ee表示同步调相机e节点的自阻抗，ze0表示同步调相机e节点的接地支路的阻抗，Zy,me表示节点m与同步调相机e节点的互阻抗，Zy,ir表示特高压直流换流母线i与新增线路r端的互阻抗，Zy,is表示特高压直流换流母线i与新增线路s端的互阻抗，Zy,kk表示新节点阻抗矩阵的增量阻抗，Zy,mr表示节点m与新增线路r端的互阻抗，Zy,ms表示节点m与新增线路s端的互阻抗。
S3：根据电网数据构建考虑直流线路双极闭锁故障下的安全稳定约束，动态无功裕度约束以及考虑风光出力不确定性的电网运行子模型，包括子目标函数及其约束条件；所述子目标函数是指火电机组运行成本、备用成本和切负荷惩罚成本最小化目标函数，子目标函数的约束条件包括电网基态运行约束、直流故障约束。
子目标函数的表达式为：
Figure BDA0003782864290000118
其中：f(x,ξ)为火电机组运行成本、备用成本和切负荷惩罚成本的总和，Ωu为典型日的场景集合，下标u表示场景；Ωt为典型日的时间集合，下标t表示时间；Ωy表示规划阶段集合，下标y表示规划阶段；Ωg为火电机组的集合；Ωd为负荷节点的集合；
Figure BDA0003782864290000119
为火电机组i'出力的单位成本；
Figure BDA00037828642900001110
为火电机组i'备用的单位成本；
Figure BDA00037828642900001111
为负荷节点i”切负荷的单位惩罚成本；PGy,u,t,i'为火电机组i'的有功出力；RGDy,u,t,i'为火电机组i'的向下爬坡备用，RGUy,u,t,i'为火电机组i'的向上爬坡备用；ΔPDy,u,t,i”为负荷节点i”的切负荷功率。
电网基态运行约束为：
Figure BDA0003782864290000121
Figure BDA0003782864290000122
Figure BDA0003782864290000123
Figure BDA0003782864290000124
Figure BDA0003782864290000125
Figure BDA0003782864290000126
Figure BDA0003782864290000127
Figure BDA0003782864290000128
Figure BDA0003782864290000129
Figure BDA00037828642900001210
Figure BDA00037828642900001211
Figure BDA00037828642900001212
Figure BDA00037828642900001213
Figure BDA00037828642900001214
Figure BDA00037828642900001215
Figure BDA00037828642900001216
Figure BDA00037828642900001217
其中，QGy,u,t,i'表示火电机组i'的无功出力，QGy,u,t,e表示同步调相机e的无功出力；
Figure BDA0003782864290000131
表示火电机组有功出力的下限限值，
Figure BDA0003782864290000132
表示火电机组有功出力的上限限值；
Figure BDA0003782864290000133
表示火电机组无功出力的下限限值，
Figure BDA0003782864290000134
表示火电机组无功出力的上限限值；
Figure BDA0003782864290000135
表示火电机组视在功率的上限限值；
Figure BDA0003782864290000136
表示火电机组的上调备用，
Figure BDA0003782864290000137
表示火电机组的下调备用；
Figure BDA0003782864290000138
表示同步调相机无功出力的上限，
Figure BDA0003782864290000139
表示同步调相机无功出力的下限；PHy,u,t,i表示特高压直流线i运行的有功功率，QHy,u,t,i表示特高压直流线i运行无功功率；
Figure BDA00037828642900001310
表示特高压直流线路运行的有功功率的下限，
Figure BDA00037828642900001311
表示特高压直流线路运行的有功功率的下限；
Figure BDA00037828642900001312
表示特高压直流线路的上调有功功率，
Figure BDA00037828642900001313
表示特高压直流线路的下调有功功率；φi表示特高压直流线路运行功率的耦合系数；PLy,u,t,rs表示流过交流线路rs的有功功率，QLy,u,t,rs表示流过交流线路rs的无功功率，iy,u,t,rs表示流过交流线路rs的电流幅值；
Figure BDA00037828642900001314
表示功率因素；vy,u,t,r为交流节点的电压幅值；Vmin表示节点电压点的下限值，Vmax表示节点电压点的上限值；xrs为交流线路rs单位长度的电抗，rrs为交流线路rs单位长度的电阻；
Figure BDA00037828642900001315
表示风电机组出力的预测值，
Figure BDA00037828642900001316
表示光伏出力的预测值，
Figure BDA00037828642900001317
表示节点负荷的预测值；
Figure BDA00037828642900001318
表示交流线路的视在功率。
其中，流过交流线路rs的电流幅值iy,u,t,rs的计算方法为：
Figure BDA00037828642900001319
由于上式是一个非凸的二次等式约束，因此为将模型转化为混合整数二阶锥问题，将上式松弛成如下形式：
Figure BDA00037828642900001320
直流故障约束为：
Figure BDA00037828642900001321
Figure BDA00037828642900001322
Figure BDA00037828642900001323
Figure BDA0003782864290000141
Figure BDA0003782864290000142
Figure BDA0003782864290000143
Figure BDA0003782864290000144
Figure BDA0003782864290000145
Figure BDA0003782864290000146
Figure BDA0003782864290000147
Figure BDA0003782864290000148
Figure BDA0003782864290000149
其中，下标y表示第y个规划阶段；下标u表示第u个典型场景；下标t表示第t个时段；QH′y,u,t,i表示特高压直流线i发生双极闭锁故障后换流站过剩的无功功率；
Figure BDA00037828642900001410
表示换流站交流母线所允许的电压上限；Ue表示交流***在直流接入处做戴维南等值的电势幅值，Nd直流实际运行传输功率占额定运行的比例；PHy,u,t,i为特高压直流线i的实际运行功率；MISCRy,i表示特高压直流线i的多馈入短路比；
Figure BDA00037828642900001411
表示特高压直流线i发生双极闭锁故障后***不平衡功率；QHy,u,t,i表示直流***中滤波器的电容组补偿的无功功率；
Figure BDA00037828642900001412
表示特高压直流线i发生双极闭锁故障后需要由交流***中的动态无功设备吸收的无功功率；MTF表示直流落点与有效无功源节点间的无功转移因子矩阵；QGy,u,t,i表示有效无功源的实际无功出力，
Figure BDA00037828642900001413
表示有效无功源所允许的最小无功出力；
Figure BDA00037828642900001414
为直流k发生双极闭锁故障后的切负荷功率；
Figure BDA00037828642900001415
表示交流***负荷节点的视在功率；β表示切负荷系数；
Figure BDA00037828642900001416
表示直流k发生双极闭锁故障后非故障直流的有功功率支援，
Figure BDA00037828642900001417
表示直流k发生双极闭锁故障后非故障直流所允许的最大支援功率；ρ表示直流有功功率的过载系数；
Figure BDA0003782864290000151
表示直流线路所允许的最大有功功率；Ps,max表示故障后关键断面s所允许的最大传输功率；
Figure BDA0003782864290000152
表示直流k发生双极闭锁故障后交流线路传输的有功功率，Drs表示直流k发生双极闭锁故障后交流线路传输的有功功率的方向系数；
Figure BDA0003782864290000153
表示直流k发生双极闭锁故障后交流***在t时刻的频率变化率；
Figure BDA0003782864290000154
表示交流***在t时刻的转动惯量；RoCoFmax表示***所能容忍的最大频率变化率；
Figure BDA0003782864290000155
表示直流k发生双极闭锁故障时交流***的准稳态频率偏差；Δfss,max***所能容忍的最大频率偏差；D表示负荷下垂系数；RGUy,u,t,i表示火电机组的上调有功备用；f0分别表示额定频率，fUFLS表示最小频率，fdb表示频率死区。
S4：基于综合范数理论构建负荷和新能源出力不确定性模型；
构建基于1-范数和∞-范数的置信集合来限制各个新能源出力的场景概率分布的波动变化：
Figure BDA0003782864290000156
其中：Ωp表示场景概率的置信集合；{pu}表示场景概率的集合；Nu表示有限的离散场景；p表示场景概率pu的向量形式，p0表示场景概率pu的初始概率值向量；θ1为1-范数的置信度，θ∞为∞-范数的置信度；{pu}所满足的置信度为：
Figure BDA0003782864290000157
令上述不等式的右边的置信度分别为α1和α∞，则：
Figure BDA0003782864290000158
S5：基于负荷和新能源出力不确定性模型，将网架规划主模型和运行子模型整合简化为双层鲁棒优化模型，并利用C&CG算法对双层鲁棒优化模型进行求解，输出交流网架与同步调相机的最优配置。
所述双层鲁棒优化模型的表达式为：
Figure BDA0003782864290000161
s.t.Az+b≤0,z∈{0,1}；
Cyu≤f；
Eyu＝h；
Gz+Hyu≤g；
Kz+Myu＝l；
||Qyu+P||2≤qTyu+p；
其中，z表示第一阶段中的0-1决策变量；yu表示第二阶段中场景相关联的连续型决策变量；A,b,C,f,E,h,G,H,g,K,M,l,Q,P,q,p为变量相应的矩阵或向量形式；u表示新能源和负荷的不确定预测值；c和d表示系数的向量形式。
主模型MP在已知的有限概率分布下(SP问题下得到的概率分布)获得满足条件的最优解，并为双层鲁棒优化模型提供下界：
MP:
Figure BDA0003782864290000162
Figure BDA0003782864290000163
其中，m表示迭代次数；子模型SP是在给定的第一阶段变量
Figure BDA0003782864290000164
的情况下，寻找到最恶劣的场景概率分布，为双层鲁棒优化模型提供上界值：
SP:
Figure BDA0003782864290000165
由于场景概率的置信集合和各场景下第二阶段变量的约束范围集合无关联，因此可先求解SP的内层min问题，再根据内层结果hu求解外层最优概率分布max问题的外层结果L：
Figure BDA0003782864290000166
Figure BDA0003782864290000167
所述利用C&CG算法对双层鲁棒优化模型进行求解的方法为：
步骤S51：选定模拟运行的场景，选取典型日的运行场景进行研究；
步骤S52：计算参数初始化，置迭代次数m＝1，给定初始上限UB＝-∞和下限LB＝∞，应用初始场景概率分布p0；
步骤S53：求解主模型MP，得到最优解
Figure BDA0003782864290000171
即线路的投建决策以及同步调相机配置决策，并更新下界值
Figure BDA0003782864290000172
步骤S54：将得到的线路的投建决策以及同步调相机配置决策分别代入子模型，求解C&CG子模型，得到最恶劣场景概率分布
Figure BDA0003782864290000173
以及最优目标函数值
Figure BDA0003782864290000174
并更新上界值
Figure BDA0003782864290000175
如果|UB(m)-LB(m)|≤ε，则停止迭代，返回最优解
Figure BDA0003782864290000176
否则更新主模型中的恶劣场景的场景概率分布
Figure BDA0003782864290000177
并在主模型中重新定义新的变量yu,m+1并添加和新的变量相关的约束Yu,m+1；
步骤S55：更新m＝m+1，并返回步骤S52。
将本发明应用IEEE-39节点***，以实现交流网架与同步调相机的合理协调优化配置，结果如图2和表1所示。
表1规划结果
Figure BDA0003782864290000178
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种面向交流网架与同步调相机的协调优化配置方法，其特征在于，其步骤如下：
S1：收集电网数据，包括年负荷及负荷增长率、火电机组和新能源的安装位置及安装容量、直流馈入落点及馈入容量、拟退役的火电机组、拟新增装的新能源、新增直流、拟投建的候选交流线路和同步调相机；
S2：根据电网数据构建网架规划主模型，包括主目标函数及其约束条件；
S3：根据电网数据构建运行子模型，包括子目标函数及其约束条件；
S4：基于综合范数理论构建负荷和新能源出力不确定性模型；
S5：基于负荷和新能源出力不确定性模型，将网架规划主模型和运行子模型整合简化为双层鲁棒优化模型，并利用C&CG算法对双层鲁棒优化模型进行求解，输出交流网架与同步调相机的最优配置。
2.根据权利要求1所述的面向交流网架与同步调相机的协调优化配置方法，其特征在于，所述主目标函数是指交流网架和同步调相机规划的投资和维护最小化目标函数，主目标函数的约束条件包括线路投建约束、同步调相机安装约束和***强度约束；
主目标函数的表达式为：
Figure FDA0003782864280000011
Figure FDA0003782864280000012
Figure FDA0003782864280000013
其中，
Figure FDA0003782864280000014
表示规划的总成本，
Figure FDA0003782864280000015
表示规划的投资成本，
Figure FDA0003782864280000016
表示规划的维护成本，
Figure FDA0003782864280000017
表示候选线路rs的集合，
Figure FDA0003782864280000018
表示同步调相机e的集合；Ωy表示规划阶段的集合，下标y表示规划阶段；
Figure FDA0003782864280000019
和
Figure FDA00037828642800000110
为0-1变量，
Figure FDA00037828642800000111
表示相应的候选线路在规划阶段是否投建和配置，
Figure FDA00037828642800000112
表示相应的同步调相机在规划阶段是否投建和配置；
Figure FDA00037828642800000113
表示候选线路的投建成本，
Figure FDA00037828642800000114
表示同步调相机的投建成本；lrs表示候选线路的长度；
Figure FDA00037828642800000115
表示候选线路的维护成本，
Figure FDA00037828642800000116
表示同步调相机的维护成本；
Figure FDA00037828642800000117
表示现有线路的维护成本；τl、τsc均为线路资金回收系数；μyu表示现值率；
主目标函数的约束条件的表达式为：
Figure FDA00037828642800000118
Figure FDA0003782864280000021
Figure FDA0003782864280000022
Figure FDA0003782864280000023
Figure FDA0003782864280000024
Figure FDA0003782864280000025
Figure FDA0003782864280000026
Figure FDA0003782864280000027
Figure FDA0003782864280000028
Figure FDA0003782864280000029
其中，Ky,rs表示已投运的线路集合，Ey,e表示已投运的同步调相机集合；Ωh表示特高压直流线路集合；
Figure FDA00037828642800000210
表示在第y个规划阶段所允许投建的同步调相机数目的最大值，
Figure FDA00037828642800000211
分别表示在节点b所允许投建的同步调相机数目的最大值；
Figure FDA00037828642800000212
为第y阶段线路总投资的上限值；
Figure FDA00037828642800000213
表示第y阶段中(i,j)走廊通道所允许建设线路的最小值，
Figure FDA00037828642800000214
表示第y阶段中(i,j)走廊通道所允许建设线路的最大值；Z为交流***的阻抗矩阵；MISCRy,i表示特高压直流线i在第y个规划阶段的多馈入短路比值；MISCRmin表示特高压直流线路所需要满足的最小多馈入短路比值；UiN表示换流母线电压，PHy,m表示特高压直流线路的额定运行有功功率，Zy,mi表示节点m与特高压直流线i之间的互阻抗，Zy,ie表示特高压直流线i与同步调相机e节点之间的互阻抗，Zy,ee表示同步调相机e节点的自阻抗，ze0表示同步调相机e节点的接地支路的阻抗，Zy,me表示节点m与同步调相机e节点的互阻抗，Zy,ir表示特高压直流线i与新增线路r端的互阻抗，Zy,is表示特高压直流线i与新增线路s端的互阻抗，Zy,kk表示新节点阻抗矩阵的增量阻抗，Zy,mr表示节点m与新增线路r端的互阻抗，Zy,ms表示节点m与新增线路s端的互阻抗。
3.根据权利要求2所述的面向交流网架与同步调相机的协调优化配置方法，其特征在于，所述子目标函数是指火电机组运行成本、备用成本和切负荷惩罚成本最小化目标函数，子目标函数的约束条件包括电网基态运行约束、直流故障约束；
子目标函数的表达式为：
Figure FDA0003782864280000031
其中：f(x,ξ)为火电机组运行成本、备用成本和切负荷惩罚成本的总和，Ωu为典型日的场景集合，下标u表示场景；Ωt为典型日的时间集合，下标t表示时间；Ωy表示规划阶段集合，下标y表示规划阶段；Ωg为火电机组的集合；Ωd为负荷节点的集合；
Figure FDA0003782864280000032
为火电机组i'出力的单位成本；
Figure FDA0003782864280000033
为火电机组i'备用的单位成本；
Figure FDA0003782864280000034
为负荷节点i”切负荷的单位惩罚成本；PGy,u,t,i'为火电机组i'的有功出力；RGDy,u,t,i'为火电机组i'的向下爬坡备用，RGUy,u,t,i'为火电机组i'的向上爬坡备用；ΔPDy,u,t,i”为负荷节点i”的切负荷功率；电网基态运行约束为：
Figure FDA0003782864280000035
Figure FDA0003782864280000036
Figure FDA0003782864280000037
Figure FDA0003782864280000038
Figure FDA0003782864280000039
Figure FDA00037828642800000310
Figure FDA00037828642800000311
Figure FDA00037828642800000312
Figure FDA00037828642800000313
Figure FDA00037828642800000314
Figure FDA00037828642800000315
Figure FDA00037828642800000316
Figure FDA0003782864280000041
Figure FDA0003782864280000042
Figure FDA0003782864280000043
Figure FDA0003782864280000044
Figure FDA0003782864280000045
其中，QGy,u,t,i'表示火电机组i'的无功出力，QGy,u,t,e表示同步调相机e的无功出力；
Figure FDA0003782864280000046
表示火电机组有功出力的下限限值，
Figure FDA0003782864280000047
表示火电机组有功出力的上限限值；
Figure FDA0003782864280000048
表示火电机组无功出力的下限限值，
Figure FDA0003782864280000049
表示火电机组无功出力的上限限值；
Figure FDA00037828642800000410
表示火电机组视在功率的上限限值；
Figure FDA00037828642800000411
表示火电机组的上调备用，
Figure FDA00037828642800000412
表示火电机组的下调备用；
Figure FDA00037828642800000413
表示同步调相机无功出力的上限，
Figure FDA00037828642800000414
表示同步调相机无功出力的下限；PHy,u,t,i表示特高压直流线i运行的有功功率，QHy,u,t,i表示特高压直流线i运行无功功率；
Figure FDA00037828642800000415
表示特高压直流线路运行的有功功率的下限，
Figure FDA00037828642800000416
表示特高压直流线路运行的有功功率的下限；
Figure FDA00037828642800000417
表示特高压直流线路的上调有功功率，
Figure FDA00037828642800000418
表示特高压直流线路的下调有功功率；φi表示特高压直流线路运行功率的耦合系数；PLy,u,t,rs表示流过交流线路rs的有功功率，QLy,u,t,rs表示流过交流线路rs的无功功率，iy,u,t,rs表示流过交流线路rs的电流幅值；
Figure FDA00037828642800000419
表示功率因素；vy,u,t,r为交流节点的电压幅值；Vmin表示节点电压点的下限值，Vmax表示节点电压点的上限值；xrs为交流线路rs单位长度的电抗，rrs为交流线路rs单位长度的电阻；
Figure FDA00037828642800000420
表示风电机组出力的预测值，
Figure FDA00037828642800000421
表示光伏出力的预测值，
Figure FDA00037828642800000422
表示节点负荷的预测值；
Figure FDA00037828642800000423
表示交流线路的视在功率；
直流故障约束为：
Figure FDA0003782864280000051
Figure FDA0003782864280000052
Figure FDA0003782864280000053
Figure FDA0003782864280000054
Figure FDA0003782864280000055
Figure FDA0003782864280000056
Figure FDA0003782864280000057
Figure FDA0003782864280000058
Figure FDA0003782864280000059
Figure FDA00037828642800000510
Figure FDA00037828642800000511
Figure FDA00037828642800000512
其中，下标y表示第y个规划阶段；下标u表示第u个典型场景；下标t表示第t个时段；QH′y,u,t,i表示特高压直流线i发生双极闭锁故障后换流站过剩的无功功率；
Figure FDA00037828642800000513
表示换流站交流母线所允许的电压上限；Ue表示交流***在直流接入处做戴维南等值的电势幅值，Nd直流实际运行传输功率占额定运行的比例；PHy,u,t,i为特高压直流线i的实际运行功率；MISCRy,i表示特高压直流线i的多馈入短路比；
Figure FDA0003782864280000061
表示特高压直流线i发生双极闭锁故障后***不平衡功率；QHy,u,t,i表示直流***中滤波器的电容组补偿的无功功率；
Figure FDA0003782864280000062
表示特高压直流线i发生双极闭锁故障后需要由交流***中的动态无功设备吸收的无功功率；MTF表示直流落点与有效无功源节点间的无功转移因子矩阵；QGy,u,t,i表示有效无功源的实际无功出力，
Figure FDA0003782864280000063
表示有效无功源所允许的最小无功出力；
Figure FDA0003782864280000064
为直流k发生双极闭锁故障后的切负荷功率；
Figure FDA0003782864280000065
表示交流***负荷节点的视在功率；β表示切负荷系数；
Figure FDA0003782864280000066
表示直流k发生双极闭锁故障后非故障直流的有功功率支援，
Figure FDA0003782864280000067
表示直流k发生双极闭锁故障后非故障直流所允许的最大支援功率；ρ表示直流有功功率的过载系数；
Figure FDA0003782864280000068
表示直流线路所允许的最大有功功率；Ps,max表示故障后关键断面s所允许的最大传输功率；
Figure FDA0003782864280000069
表示直流k发生双极闭锁故障后交流线路传输的有功功率，Drs表示直流k发生双极闭锁故障后交流线路传输的有功功率的方向系数；
Figure FDA00037828642800000610
表示直流k发生双极闭锁故障后交流***在t时刻的频率变化率；
Figure FDA00037828642800000611
表示交流***在t时刻的转动惯量；RoCoFmax表示***所能容忍的最大频率变化率；
Figure FDA00037828642800000612
表示直流k发生双极闭锁故障时交流***的准稳态频率偏差；Δfss,max***所能容忍的最大频率偏差；D表示负荷下垂系数；RGUy,u,t,i表示火电机组的上调有功备用；f0分别表示额定频率，fUFLS表示最小频率，fdb表示频率死区。
4.根据权利要求3所述的面向交流网架与同步调相机的协调优化配置方法，其特征在于，所述流过交流线路rs的电流幅值iy,u,t,rs的计算方法为：
Figure FDA00037828642800000613
由于上式是一个非凸的二次等式约束，将上式松弛成如下形式：
Figure FDA00037828642800000614
5.根据权利要求3所述的面向交流网架与同步调相机的协调优化配置方法，其特征在于，所述负荷和新能源出力不确定性模型为：
Figure FDA0003782864280000071
其中：Ωp表示场景概率的置信集合；{pu}表示场景概率的集合；Nu表示有限的离散场景；p表示场景概率pu的向量形式，p0表示场景概率pu的初始概率值向量；θ1为1-范数的置信度，θ∞为∞-范数的置信度；{pu}所满足的置信度为：
Figure FDA0003782864280000072
令上述不等式的右边的置信度分别为α1和α∞，则：
Figure FDA0003782864280000073
6.根据权利要求5所述的面向交流网架与同步调相机的协调优化配置方法，其特征在于，所述双层鲁棒优化模型的表达式为：
Figure FDA0003782864280000074
s.t.Az+b≤0,z∈{0,1}；
Cyu≤f；
Eyu＝h；
Gz+Hyu≤g；
Kz+Myu＝l；
||Qyu+P||2≤qTyu+p；
其中，z表示第一阶段中的0-1决策变量；yu表示第二阶段中场景相关联的连续型决策变量；A,b,C,f,E,h,G,H,g,K,M,l,Q,P,q,p为变量相应的矩阵或向量形式；u表示新能源和负荷的不确定预测值；c和d表示系数的向量形式；
主模型MP在已知的有限概率分布下获得满足条件的最优解，并为双层鲁棒优化模型提供下界：
Figure FDA0003782864280000081
Figure FDA0003782864280000082
其中，m表示迭代次数；子模型SP是在给定的第一阶段变量
Figure FDA0003782864280000083
的情况下，寻找到最恶劣的场景概率分布，为双层鲁棒优化模型提供上界值：
Figure FDA0003782864280000084
由于场景概率的置信集合和各场景下第二阶段变量的约束范围集合无关联，因此可先求解SP的内层min问题，再根据内层结果hu求解外层最优概率分布max问题的外层结果L：
Figure FDA0003782864280000085
Figure FDA0003782864280000086
7.根据权利要求6所述的面向交流网架与同步调相机的协调优化配置方法，其特征在于，所述利用C&CG算法对双层鲁棒优化模型进行求解的方法为：
步骤S51：选定模拟运行的场景，选取典型日的运行场景进行研究；
步骤S52：计算参数初始化，置迭代次数m＝1，给定初始上限UB＝-∞和下限LB＝∞，应用初始场景概率分布p0；
步骤S53：求解主模型MP，得到最优解
Figure FDA0003782864280000087
即线路的投建决策以及同步调相机配置决策，并更新下界值
Figure FDA0003782864280000088
步骤S54：将得到的线路的投建决策以及同步调相机配置决策分别代入子模型，求解C&CG子模型，得到最恶劣场景概率分布
Figure FDA0003782864280000089
以及最优目标函数值
Figure FDA00037828642800000810
并更新上界值
Figure FDA00037828642800000811
如果|UB(m)-LB(m)|≤ε，则停止迭代，返回最优解
Figure FDA00037828642800000812
否则更新主模型中的恶劣场景的场景概率分布
Figure FDA00037828642800000813
并在主模型中重新定义新的变量yu,m+1并添加和新的变量相关的约束Yu,m+1；
步骤S55：更新m＝m+1，并返回步骤S52。
CN202210934334.0A 2022-08-04 2022-08-04 一种面向交流网架与同步调相机的协调优化配置方法 Active CN115189424B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202210934334.0A CN115189424B (zh) 2022-08-04 2022-08-04 一种面向交流网架与同步调相机的协调优化配置方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202210934334.0A CN115189424B (zh) 2022-08-04 2022-08-04 一种面向交流网架与同步调相机的协调优化配置方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN115189424A true CN115189424A (zh) 2022-10-14
CN115189424B CN115189424B (zh) 2023-07-18

Family

ID=83522152

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202210934334.0A Active CN115189424B (zh) 2022-08-04 2022-08-04 一种面向交流网架与同步调相机的协调优化配置方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN115189424B (zh)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN116131366A (zh) * 2023-02-01 2023-05-16 中国电力科学研究院有限公司 构网型vsc***暂态稳定和安全支撑能力的协调控制方法
CN117955178A (zh) * 2024-03-26 2024-04-30 四川大学 适应大规模风电直流送端***的火电开机及出力配置方法

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN116131366A (zh) * 2023-02-01 2023-05-16 中国电力科学研究院有限公司 构网型vsc***暂态稳定和安全支撑能力的协调控制方法
CN117955178A (zh) * 2024-03-26 2024-04-30 四川大学 适应大规模风电直流送端***的火电开机及出力配置方法
CN117955178B (zh) * 2024-03-26 2024-06-04 四川大学 适应大规模风电直流送端***的火电开机及出力配置方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN115189424B (zh) 2023-07-18

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Hossain et al. Design of robust distributed control for interconnected microgrids
Khazaei et al. Review of HVDC control in weak AC grids
CN115189424B (zh) 一种面向交流网架与同步调相机的协调优化配置方法
CN109586269A (zh) 考虑参数自寻优的直流微电网虚拟惯性控制方法及***
CN108599274A (zh) 特高压直流受端电网旋转备用容量计算及数据交互方法
CN109888791A (zh) 一种基于混合式配电变压器的主动配电网及其控制方法
Zhang et al. Successive MISOCP algorithm for islanded distribution networks with soft open points
CN112686772B (zh) 一种确定多馈入受端电网柔直化改造时序性的方法
Jarzyna et al. The comparison of Polish grid codes to certain European standards and resultant differences for WPP requirements
CN113346484A (zh) 一种考虑暂态不确定性的配电网弹性提升方法及***
CN116632918A (zh) 一种通过闭环重构和电压无功控制增加光伏承载力的方法
CN115034682A (zh) 考虑多预想故障的受端电网直流落点与馈入容量评估方法
Zhang et al. Fast online distributed voltage support in distribution grids using consensus algorithm
Kim et al. Economic analysis on multi-terminal VSC HVDC systems with wind farms based on hierarchical optimal power flow with stability constraint
CN112600239A (zh) 一种风电并网控制方法
Dias et al. Power electronics in the context of renewables, power quality and smart grids
Chang et al. Optimal multiobjective planning of dynamic series compensation devices for power quality improvement
CN112886573B (zh) 一种计及运行性能的电力***恢复方法及装置
CN113162060B (zh) 一种基于机会约束优化的主动配电网两阶段无功调节方法
Torsvik Optimum power control of a battery energy storage system
Ge et al. Flexible distribution network reconfiguration based on unified power flow controller
Feng et al. Dynamic reactive power optimization strategy for AC/DC hybrid power grid considering different wind power penetration levels
Deng et al. Coordinated expansion planning of AC network and synchronous condenser for receiving-end grids with multi-infeed UHVDC links
Babazadeh et al. Distributed ancillary service support for independent AC-areas through HVDC grid
Liu et al. Frequency emergency control strategy in power systems considering the participation of energy storage clusters

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant