一种STATCOM的优化配置方法、装置、终端设备及存储介质与流程

本发明涉及电力系统，尤其涉及一种statcom的优化配置方法、装置、终端设备及存储介质。

背景技术：

1、随着受端电网逐渐呈现多回直流集中馈入、强直弱交的特性，而且多数直流的落点都位于负荷密集区域，直流落点较密集、电气距离较近，单一交流故障通常会引起多回直流的同时换相失败。当发生直流闭锁、换相失败等故障时，换流站与电网间交换无功的大幅波动会引发换流站及其近区电网电压的剧烈变化，受端电网呈现暂态低电压特性。由于受端电网的无功支撑能力不足以及目标网架的建设改变，电压失稳现象也容易发生。出于对建设成本和环境等因素的考虑，对于大容量火电机组的建设比较难，区域用电的需求还在上升，暂态电压低电压问题更加突出，因此对于多直流馈入受端电网，亟需对故障后以低电压为特征的暂态电压进行稳定性评估并进行statcom的优化配置。

技术实现思路

1、本发明实施例提供一种statcom的优化配置方法、装置、终端设备及存储介质，能提高电网运行稳定性，

2、本发明一实施例提供一种statcom的优化配置方法，包括：

3、构建电网不同运行方式下的运行场景集及各运行场景所对应的预想故障集；

4、根据运行场景集及各运行场景所对应的故障集进行仿真计算，得到候选配置节点集；

5、获取电网运行的基础数据及statcom的购买成本；其中，所述基础数据包括：发电机有功功率、发电机无功功率、statcom无功功率、直流系统等效有功功率、直流系统等效无功功率、负荷有功功率、负荷无功功率、节点电压幅值、支路电导、支路电纳、支路首末电压相位差、节点电压上限、节点电压下限、发电机无功功率上限、发电机无功功率下限、statcom出力上限和statcom出力下限；

6、根据所述基础数据及statcom的购买成本，以statcom购置成本最小为目标，构建statcom容量优化模型；并基于所述基础数据及statcom的购买成本构建所述statcom容量优化模型的稳态约束以及暂态约束；

7、在所述稳态约束以及暂态约束下，对所述statcom容量优化模型进行求解，生成statcom购置成本最小时，电网各候选配置节点配置statcom的数量；

8、根据电网各候选配置节点配置statcom的数量对电网进行优化配置。

9、进一步地，所述运行方式包括：夏大运行方式、冬大运行方式以及检修运行方式；

10、所述构建电网不同运行方式下的运行场景集及各运行场景所对应的预想故障集，包括：

11、根据电网在夏大运行方式、冬大运行方式以及检修运行方式下运行情况构建若干运行场景，根据若干运行场景生成运行场景集；

12、构建各运行场景在交流线路三相短路、直流系统单极闭锁和直流系统双极闭锁下的若干个预想故障，根据各运行场景下的若干预想故障生成各运行场景下的预想故障集。

13、进一步地，所述根据运行场景集及各运行场景所对应的故障集进行仿真计算，得到候选配置节点集，包括：

14、构建初始配置节点集；

15、逐一在运行场景集中选取一运行场景作为选定运行场景，对于每一选定运行场景，重复执行预想故障仿真操作，直至运行场景集中所有运行场景均被选取，根据初始配置节点集中各节点的暂态电压严重性指标计算初始配置节点集中各节点的系统综合性能灵敏度指标；

16、根据初始配置节点集及初始配置节点集中各节点的系统综合性能灵敏度指标确定候选配置节点集；

17、其中，所述预想故障仿真操作包括：

18、逐一在选定运行场景所对应的预想故障集中选取一预想故障作为选定预想故障，执行暂态电压严重性指标计算操作，直至预想故障集中所有预想故障均被选取；

19、所述暂态电压严重性指标计算操作包括：

20、根据所述选定运行场景和选定预想故障进行时域仿真，得到在选定运行场景下发生选定预想故障时所有母线的受扰电压轨迹；

21、根据所有母线的受扰电压轨迹确定节点的电压跌落轨迹曲线；

22、根据节点的电压跌落轨迹曲线计算各节点的暂态电压严重性指标；

23、将暂态电压严重性指标大于预设阈值的节点加入初始配置节点集。

24、进一步地，所述根据初始配置节点集中各节点的暂态电压严重性指标计算初始配置节点集中各节点的系统综合性能灵敏度指标，包括：

25、通过以下公式计算任意一节点的系统综合性能灵敏度指标：

26、

27、

28、λm,j,l＝max{λi,j,l|i＝1,2,…ns}；

29、

30、其中，sci为节点i的系统综合性能灵敏度指标；λs为在节点i处配置qst容量的statcom前系统综合暂态电压严重性指标；λs(qst,i)为在节点i处配置qst容量的statcom后系统综合暂态电压严重性指标；nfr为指标个数，nfr＝nf×nr；λi,j,l为场景l、故障j下节点i二元表的暂态电压严重性指标；λm,j,l为场景l、故障j下的代表性暂态电压严重性指标；un为电压额定值；tcr为预设时间；ns为系统的节点个数；ui(t)为节点i在t时刻的电压。

31、进一步地，所述statcom容量优化模型，具体为：

32、

33、其中，nst,i为节点i所配置statcom的台数；c1为statcom的购买综合成本。

34、进一步地，所述稳态约束包括系统潮流方程约束和稳态运行约束；

35、系统潮流方程约束为：

36、

37、

38、其中，具有下标i、m的代数符号分别表示场景l下节点i和m处的物理量，ωs为系统节点集，i,m∈ωs；为发电机的有功功率；为发电机的无功功率；为statcom的无功功率；为直流系统的等效无功功率；为直流系统的等效有功功率；为负荷的无功功率；为负荷的有功功率；为场景l下节点i的电压幅值；为场景l下节点m的电压幅值；为场景l下支路i-m的电导；为场景l下支路i-m的电纳；为场景l下支路i-m的首末电压相角差；

39、稳态运行约束包括节点电压约束、发电机无功约束和statcom出力约束；

40、节点电压约束为：

41、

42、其中，为节点i电压下限；为节点i电压上限；

43、发电机无功约束为：

44、

45、其中，ωge为发电机节点集合；为发电机无功功率下限；为发电机无功功率上限；

46、statcom出力约束为：

47、

48、

49、其中，为statcom出力下限；为statcom出力上限。

50、进一步地，所述暂态约束包括微分方程约束和暂态运行约束；

51、微分方程约束为：

52、

53、其中，x包括节点电压幅值ui,j,l、发电机有功功率pge,i,j,l和发电机无功功率qge,i,j,l，以及statcom无功功率qst,i；

54、暂态运行约束为：

55、λi,j,l<1,i∈ω0,j∈ωf,l∈ωr；

56、其中，λi,j,l为场景l、故障j下节点i二元表的暂态电压严重性指标。

57、在上述方法项实施例的基础上，本发明对应提供了装置项实施例；

58、本发明一实施例对应提供了一种statcom的优化配置装置，包括：场景集与故障集构建模块、候选配置节点集生成模块、数据获取模块、模型及约束构建模块、求解模块以及优化配置模块；

59、所述场景集与故障集构建模块，用于构建电网不同运行方式下的运行场景集及各运行场景所对应的预想故障集；

60、所述候选配置节点集生成模块，用于根据运行场景集及各运行场景所对应的故障集进行仿真计算，得到候选配置节点集；

61、所述数据获取模块，用于获取电网运行的基础数据及statcom的购买成本；其中，所述基础数据包括：发电机有功功率、发电机无功功率、statcom无功功率、直流系统等效有功功率、直流系统等效无功功率、负荷有功功率、负荷无功功率、节点电压幅值、支路电导、支路电纳、支路首末电压相位差、节点电压上限、节点电压下限、发电机无功功率上限、发电机无功功率下限、statcom出力上限和statcom出力下限；

62、所述模型及约束构建模块，用于根据所述基础数据及statcom的购买成本，以statcom购置成本最小为目标，构建statcom容量优化模型；并基于所述基础数据及statcom的购买成本构建所述statcom容量优化模型的稳态约束以及暂态约束；

63、所述求解模块，用于在所述稳态约束以及暂态约束下，对所述statcom容量优化模型进行求解，生成statcom购置成本最小时，电网各候选配置节点配置statcom的数量；

64、所述优化配置模块，用于根据电网各候选配置节点配置statcom的数量对电网进行优化配置。

65、本发明另一实施例提供了一种终端设备，包括处理器、存储器以及存储在所述存储器中且被配置为由所述处理器执行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述发明实施例所述的一种statcom的优化配置方法。

66、本发明另一实施例提供了一种存储介质，所述存储介质包括存储的计算机程序，其中，在所述计算机程序运行时控制所述存储介质所在设备执行上述发明实施例所述的一种statcom的优化配置方法。

67、通过实施本发明具有如下有益效果：

68、本发明提供了一种statcom的优化配置方法、装置、终端设备及存储介质，所述优化配置方法，通过构建电网不同运行方式下的运行场景集及各运行场景所对应的预想故障集；根据运行场景集及各运行场景所对应的故障集进行仿真计算，得到候选配置节点集；获取电网运行的基础数据及statcom的购买成本，以statcom购置成本最小为目标，构建statcom容量优化模型及statcom容量优化模型所对应的稳态约束以及暂态约束，继而在上述约束条件下对模型进行求解生成statcom购置成本最小时，电网各候选配置节点配置statcom的数量，最后根据电网各候选配置节点配置statcom的数量对电网进行优化配置；通过构建不同运行方式下的运行场景集及各运行场景所对应的预想故障集，并进行仿真计算模拟各运行场景发生各种预想故障时的暂态电压稳定性，并将确定候选配置节点集，进而通过构建模型及约束条件确定候选配置节点集中各节点配置statcom的数量，以避免候选配置节点集中各节点在故障时产生不稳定现象，提高电网运行稳定性。