基于TCSC的优化阻塞模型设计与应用研究

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1、研究与分析YANdlUYUFENX基于TCSC的优化阻塞模型设计与应用研究李飞，汪建波，田雨。(1．三峡大学电气与新能源学院，湖北宜昌443002；2．深圳供电局，广东深圳518000；3一．佛线雌路黼性一对针～。山j统模度一究一啪代及了市寻证饥内参一～通◇利喊塞一筑一阻达簿叽一A一电一力一设计公司，广东佛山528100)式：把FACTS的附加注入功率、控制参数同时作为独0引言立变量引入优化问题中，采用逐次二次规划算法进行求解。遗感的是文中没有给出对收敛性能的分析。在电力市场中．电力系统任意节点的发电机可很多学者注意~I]FACTS控制参数的引入会增加系统以自由地向任意节点的负荷供电，从

2、而保证市场的的非线性和非凸性．在某些情况下直接用数值方法最大自由度。然而输电系统的2个基本特性——输电求解收敛性会受到影响，甚至不收敛，例如文献『9—阻塞和网络损耗极大地限制了这种自由度。随着发10]中提glJUPFC控制参数的引入会影响数值类优化电、用电市场规模的增大，阻塞出现的机会也增大。算法的收敛性。研究合理化的输电阻塞管理⋯成为电网管理的核心内容。消除阻塞的过程牵涉到各个市场参与者的经1FACTS的阻塞模型济利益，不仅需要技术上的支持，还要兼顾公平和效益。技术上主要使用公开合理的调度手段和方法，利进行系统有功潮流调节主要有以下几种FACTS用柔性交流输电系统(FlexibleAC

3、Transmission设备：可控串联补偿装置(TCSC)、可控移相器(TCPS)Systems，FACTS)控制技术等[21：经济上主要是利用和统一潮流控制器(UPFC)。价格~JL$1Ji1。涮≯。_薯一FACTS用于潮流控制的模型主要有物理模型和文献【4]较早地提了通过潮流控制来提高联功率注入模型。根据该元件的物理特点而得出的模络线潮流输送容量．从而缓解系统输电阻塞现象。文型，可称作物理模型。另一类是功率注入模型，它把中基于直流潮流模型．把晶闸管控制的串联电容器FACTS对系统的调节作用等效为对节点的注入功(ThyristorControlledSeriesCapacitor，TC

4、SC)和晶闸率，可以很好地和潮流优化计算方法相结合。本文以管控制的移相器(ThyristorControlledPhaseShifter，TCSC为例，说明FACTS装置的功率注入模型【l1]。TCPS)的控制作用表述为节点的附加注入功率。文献在电力系统静态分析中，TCSC可以等效为1个[5】对含有多个移相器的电力系统协调优化阻塞控串联在线路中的可变电抗。电路模型如图1所示。=制问题进行了深入研究，并把内点法[6]应用到解算r+为线路阻抗，为线路电阻，为线路电抗。过程中。文献[7]把b~FACTS的注入功率为独立变量的方法引入到FACTS的全局优化控制模式下，并采用非线性规划方法。就提高

5、系统可用输电能力问题进行求解。文献[8]中~EFACTS控制用于提高系统的安全能．其中给出了求解该优化问题的一个新格图1TCSC等效电路模型收稿日期：2010-03—10作者简介：李飞(1986一)，男，湖北枝江人，硕十研究生，从事电力系统运行与分析研究。YANJIUYuFENXI研究与分析0≮流过可变电抗一的电流为：定义为TCSC的串补度，当K．>0时，TCSC的综合电抗为容性；当K<0时，TCSC的综合电抗为感Ir=(V一)／(—J)(1)性。将作为TCSC的控制参数，K的取值范围由式中：、为线路两端电压。TCSC的最大容性和感性串补度决定。在实际工程计端电压矿T为：产。，(2)算中

6、，由于高压线路的电抗远大于电阻，可以忽略应用替换定理，把可变电抗_j用其端电压替TCSC的电阻，使模型简化，便于求解。令电阻ro．=O，代(见图2)。再应用等效电源变换定理，把图2中的电压源人式f6)中得：等效变换为电流源图3，，I为电流源提供的电流)：AG=0，AB=。／Ix(1-K)]=Kc／(8)式中：c=K／(1-K、)JL=V／z(3)fIK～／(1一K⋯)【Kitsc=K⋯／(1一⋯)在简化表达式中，K代为TCSC在稳态分析中的控制参数，K代～与代表KTCSC的最大值与最图2TCSC的等效可控电压源模型小值。以下分析中，K指代简化后的TCSC的控制参数。由式(5)一(8)得：

7、△=一VV／sinO~／Krcsc／‰AQ=一KT璐c／+cos0~KTc／APj=VsinK／(9)图3TCSC的等效电流源模型图△=一KⅡsc／+vjcosOijKrc~c／进·步把图3电流源等效为图4中线路两侧AP~i=VsinK／的两个节点币的等效注入复功率△s与△S：简化表达式忽略了线路电阻。消除了表达式中的一些非线性项，有利于提高潮流求解的收敛性，然I△S=，