考虑风电不确定性的VSC-MTDC互联系统两阶段交直流最优潮流
发布时间：2021-02-18 15:29
考虑不确定性风电通过多端柔性直流（VSC-MTDC）并网对交流系统运行的影响,提出了计及风电不确定性的VSC-MTDC互联系统的两阶段交直流最优潮流模型。围绕多端柔直参与实时调度的优化展开,基于"多级协调、逐级细化"的调度思路,在日内滚动阶段根据风电短期预测数据优化发电机的运行成本。在实时调度阶段根据风电超短期预测数据不断调整优化VSC换流站的控制指令和缓冲机组出力,及时修正风电短期预测误差对交流系统网损与电压水平带来的影响。将所提出模型应用于IEEE30和IEEE118节点算例中,验证了所提模型的有效性和可行性。
【文章来源】：电力系统保护与控制. 2020,48(14)北大核心
【文章页数】：10 页
【部分图文】：
15:00—16:00时段方案
fQ。模型采用原-对偶内点法求解，最后通过IEEE30和IEEE118节点算例验证了所提方法的有效性。1应对风电接入的两阶段有功调度传统的调度方式主要采用日前调度计划和自动发电控制(AGC)，但是这一调度模式已经不再适应于风电并网。所以本文在交直流最优潮流的基础上引入了一种多级协调并逐级细化的模型，利用交直流最优潮流的计算结果指导电网调度。如图1所示，该模型由两个阶段组成。日内滚动调度阶段：日内滚动调度以风电场出力的短期预测为基础，这一阶段的启动周期为60min，图1应对风电接入的两阶段有功调度模型Fig.1Two-stageactivepowerdispatchingmodelforwindpowerintegration调度中心根据日前风电预测出力值，滚动更新修正调度计划，制定出各台发电机的出力以保证经济性调度[17]。由于时间尺度相较实时调度阶段长，短期风电预测误差也较大，所以依靠下一阶段的缓冲机组和VSC换流站来修正风电预测误差。最优潮流模型以发电成本最小为目标，计算得到常规机组出力与VSC换流站的预调控制指令值。日内调度阶段所得到的常规机组优化结果作为实时调度阶段的常规机组运行约束。实时调度阶段：实时调度以风电场提前15min的超短期预测数据为基础修正上一阶段的短期预测误差，启动周期为15min，充分利用性能良好的缓冲机组调整有功不平衡，并且降低下一阶段AGC机组的调节压力。由于时间尺度很短，所以这一阶段的优化目标更应该考虑系统的可靠性，最优潮流的优化目标为节点电压偏差最小与系统网损最校该阶段主要优化响应更快的缓冲机组出力，并且实时修正VSC换流站的控制指令值。本文设置日内滚动调度阶段优化启动周期为60min，依据日前短期风电预测数据制
模型2.1VSC换流站的功率注入模型稳态情况下，柔性直流输电系统如图2所示，稳态模型由换流站和直流电网两个部分组成[21-22]。图中，i表示接入直流电网的第i个VSC换流站，交流网络通过公共连接点(PCC)与换流站相连，sisiU为PCC点的电压，滤波器的节点电压为fifiU。VSC换流站模型交流侧等效为受控电压源ciciU，直流侧等效为受控电流源cdciI，直流侧电压为dciU。tfiZ为换流变压器阻抗；fiB为滤波器电纳；ciZ为电抗器阻抗。图2VSC-HVDC功率注入模型Fig.2PowerinjectionmodelofVSC-HVDC交流网络注入PCC点的功率为sssjiiiSPQ；由滤波器节点流向PCC点的功率为sfsfsfjiiiSPQ；忽略滤波器的有功损耗，滤波器吸收的无功功率为fiQ；由换流站流向滤波器节点的功率为cfcfcfjiiiSPQ；由换流站流向交流侧的功率为cccjiiiSPQ。换流站的内部的有功功率平衡方程为ccdcloss0iiiPPP(1)式中：ciP和cdciP分别为换流站注入交流侧和直流侧的有功功率；lossiP为换流站的有功损耗。为了计及换流器内部的精确损耗，本文采用电磁暂态仿真结果进行曲线拟合，具体的损耗模型为换流站交流侧电流的二次函数[23-24]，如式(2)所示。2losscc22cccciiiiiiiiiiPabIcIPQIU(2)式中：ia、ib和ic为换流器的损耗参数；ciI为换流站交流侧电流标幺值。假设直流电网中有dcn个直流节点，其中dcijG为节点i和j之间的直流线路电导，dcjU为第j
【参考文献】：
期刊论文
[1]含直流潮流控制器的交直流混合系统多目标最优潮流研究[J]. 李国庆,王浩翔,王振浩,王鹤,房尧熠. 电力系统保护与控制. 2019(15)
[2]适应大规模清洁能源并网和传输的未来新型直流电网研究[J]. 焦瑞浩,丁剑,任建文,陈兴沛,吕丹洋,吉平,张鑫. 智慧电力. 2019(06)
[3]含多端VSC-HVDC的交直流混合网络潮流计算方法研究[J]. 任明辉,霍超,李武龙,武玉才,潘国伟. 智慧电力. 2019(04)
[4]基于PSO-GSA算法的含DFIG互联系统AGC优化控制研究[J]. 张俊武,王德林,陈斌,刘柳,潘志豪,康积涛. 电力系统保护与控制. 2018(13)
[5]基于内陆分散式风电场有功无功协调调度的最优潮流模型研究[J]. 沈阳武,梁利清,柳永妍,张斌,廖思阳,肖峥,易枫. 智慧电力. 2018(06)
[6]适用于海上风电并网的多端柔性直流系统自适应下垂控制研究[J]. 徐进,金逸,胡从川,张广洲,刘飞,王龙,陈霞. 电力系统保护与控制. 2018(04)
[7]计及换流器损耗与电压下垂控制的交直流系统最优潮流算法[J]. 和敬涵,李智诚,王小君,韩悦. 电力系统自动化. 2017(22)
[8]风电集群短期及超短期功率预测精度改进方法综述[J]. 彭小圣,熊磊,文劲宇,程时杰,邓迪元,冯双磊,王勃. 中国电机工程学报. 2016(23)
[9]大规模海上风电输电与并网关键技术研究综述[J]. 迟永宁,梁伟,张占奎,李琰,靳双龙,蔡旭,胡君慧,赵生校,田炜. 中国电机工程学报. 2016(14)
[10]含VSC-HVDC并网风电场的电力系统最优潮流计算[J]. 杨智豪,牟龙华,刘仲. 电力系统保护与控制. 2016(12)
博士论文
[1]交直流柔性互联电网最优潮流与自愈重构研究[D]. 李智诚.北京交通大学 2017
本文编号：3039745
【文章来源】：电力系统保护与控制. 2020,48(14)北大核心
【文章页数】：10 页
【部分图文】：
15:00—16:00时段方案
fQ。模型采用原-对偶内点法求解，最后通过IEEE30和IEEE118节点算例验证了所提方法的有效性。1应对风电接入的两阶段有功调度传统的调度方式主要采用日前调度计划和自动发电控制(AGC)，但是这一调度模式已经不再适应于风电并网。所以本文在交直流最优潮流的基础上引入了一种多级协调并逐级细化的模型，利用交直流最优潮流的计算结果指导电网调度。如图1所示，该模型由两个阶段组成。日内滚动调度阶段：日内滚动调度以风电场出力的短期预测为基础，这一阶段的启动周期为60min，图1应对风电接入的两阶段有功调度模型Fig.1Two-stageactivepowerdispatchingmodelforwindpowerintegration调度中心根据日前风电预测出力值，滚动更新修正调度计划，制定出各台发电机的出力以保证经济性调度[17]。由于时间尺度相较实时调度阶段长，短期风电预测误差也较大，所以依靠下一阶段的缓冲机组和VSC换流站来修正风电预测误差。最优潮流模型以发电成本最小为目标，计算得到常规机组出力与VSC换流站的预调控制指令值。日内调度阶段所得到的常规机组优化结果作为实时调度阶段的常规机组运行约束。实时调度阶段：实时调度以风电场提前15min的超短期预测数据为基础修正上一阶段的短期预测误差，启动周期为15min，充分利用性能良好的缓冲机组调整有功不平衡，并且降低下一阶段AGC机组的调节压力。由于时间尺度很短，所以这一阶段的优化目标更应该考虑系统的可靠性，最优潮流的优化目标为节点电压偏差最小与系统网损最校该阶段主要优化响应更快的缓冲机组出力，并且实时修正VSC换流站的控制指令值。本文设置日内滚动调度阶段优化启动周期为60min，依据日前短期风电预测数据制
模型2.1VSC换流站的功率注入模型稳态情况下，柔性直流输电系统如图2所示，稳态模型由换流站和直流电网两个部分组成[21-22]。图中，i表示接入直流电网的第i个VSC换流站，交流网络通过公共连接点(PCC)与换流站相连，sisiU为PCC点的电压，滤波器的节点电压为fifiU。VSC换流站模型交流侧等效为受控电压源ciciU，直流侧等效为受控电流源cdciI，直流侧电压为dciU。tfiZ为换流变压器阻抗；fiB为滤波器电纳；ciZ为电抗器阻抗。图2VSC-HVDC功率注入模型Fig.2PowerinjectionmodelofVSC-HVDC交流网络注入PCC点的功率为sssjiiiSPQ；由滤波器节点流向PCC点的功率为sfsfsfjiiiSPQ；忽略滤波器的有功损耗，滤波器吸收的无功功率为fiQ；由换流站流向滤波器节点的功率为cfcfcfjiiiSPQ；由换流站流向交流侧的功率为cccjiiiSPQ。换流站的内部的有功功率平衡方程为ccdcloss0iiiPPP(1)式中：ciP和cdciP分别为换流站注入交流侧和直流侧的有功功率；lossiP为换流站的有功损耗。为了计及换流器内部的精确损耗，本文采用电磁暂态仿真结果进行曲线拟合，具体的损耗模型为换流站交流侧电流的二次函数[23-24]，如式(2)所示。2losscc22cccciiiiiiiiiiPabIcIPQIU(2)式中：ia、ib和ic为换流器的损耗参数；ciI为换流站交流侧电流标幺值。假设直流电网中有dcn个直流节点，其中dcijG为节点i和j之间的直流线路电导，dcjU为第j
【参考文献】：
期刊论文
[1]含直流潮流控制器的交直流混合系统多目标最优潮流研究[J]. 李国庆,王浩翔,王振浩,王鹤,房尧熠. 电力系统保护与控制. 2019(15)
[2]适应大规模清洁能源并网和传输的未来新型直流电网研究[J]. 焦瑞浩,丁剑,任建文,陈兴沛,吕丹洋,吉平,张鑫. 智慧电力. 2019(06)
[3]含多端VSC-HVDC的交直流混合网络潮流计算方法研究[J]. 任明辉,霍超,李武龙,武玉才,潘国伟. 智慧电力. 2019(04)
[4]基于PSO-GSA算法的含DFIG互联系统AGC优化控制研究[J]. 张俊武,王德林,陈斌,刘柳,潘志豪,康积涛. 电力系统保护与控制. 2018(13)
[5]基于内陆分散式风电场有功无功协调调度的最优潮流模型研究[J]. 沈阳武,梁利清,柳永妍,张斌,廖思阳,肖峥,易枫. 智慧电力. 2018(06)
[6]适用于海上风电并网的多端柔性直流系统自适应下垂控制研究[J]. 徐进,金逸,胡从川,张广洲,刘飞,王龙,陈霞. 电力系统保护与控制. 2018(04)
[7]计及换流器损耗与电压下垂控制的交直流系统最优潮流算法[J]. 和敬涵,李智诚,王小君,韩悦. 电力系统自动化. 2017(22)
[8]风电集群短期及超短期功率预测精度改进方法综述[J]. 彭小圣,熊磊,文劲宇,程时杰,邓迪元,冯双磊,王勃. 中国电机工程学报. 2016(23)
[9]大规模海上风电输电与并网关键技术研究综述[J]. 迟永宁,梁伟,张占奎,李琰,靳双龙,蔡旭,胡君慧,赵生校,田炜. 中国电机工程学报. 2016(14)
[10]含VSC-HVDC并网风电场的电力系统最优潮流计算[J]. 杨智豪,牟龙华,刘仲. 电力系统保护与控制. 2016(12)
博士论文
[1]交直流柔性互联电网最优潮流与自愈重构研究[D]. 李智诚.北京交通大学 2017
本文编号：3039745
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/dianlilw/3039745.html
教材专著
