CN118889426B 一种配电系统安全裕度评估方法及系统 （国网浙江省电力有限公司舟山供电公司）

CA2874168A1,2015.06.17本发明公开了一种配电系统安全裕度评估2Brym为直流配电网线路i_j的传输容量；Be,vow为直流配电网节点i的分布式电源出对容量约束条件进行线性化处理，通过将圆形约束条件近似为内接正十二边形表示，3流节点j在t时刻流出的有功功率和无功功率;PAC,i,t和QAC,i,t分别为交流节点i在t时刻流出的有功功率和无功功率；rAC,ij和xAC,ij出力和无功出力；PAC,j,VSC,t和QAC,j,VSC,t分别为换流器交流侧节点j在t时刻的等效流出有功4式中：Psks和Qskr分别为交流侧系统t时刻注入第k个VSC换流器的有功功率和无功功k个VSC换流器的最大容量；pakmax为VSC输出直流功率上限；vd,kmax和vakmin分别为采用线性化Distflow支路潮流模型替代非线性56.一种配电系统安全裕度评估系统，其特征在于：所述潮流建模模块，用于基于Distflow支路潮流方法，构建线性化处理模块，用于对所述非线性潮流模型和各项运行安安全裕度计算模块，用于基于所述线性化模型计算配电系统各潮流模型构建单元，用于基于Distflow支路潮流方括将配电网中的交流和直流潮流方程通过近似方法线性化系数计算单元，用于计算和生成线性化过程中所需的系6静态安全距离计算单元，用于计算配电系统各个有效边界的静态安全最小安全距离识别单元，用于在所有计算得到的静态安全距离边界条件分析单元，用于对配电系统的不同运行边界条件进行分析，以裕度结果显示单元，用于将计算出的安全裕度结果可视化或输出给动态调整与校正单元，用于在发现安全裕度不足或接近边7[0001]本发明涉及电力系统技术领域，尤其涉及一种配电系统安全裕度评估方法及系纯考虑功率边界所构建的安全域无法真实反映配电[0006]本发明要解决的技术问题和提出的技术任务是对现有技8功率边界和电压边界的安全域构建方法，系统运营者能够更好地掌握配电网的运行边界，从而提前识别潜在的安全风险并采取预防性措施，显著提高了配电系统的安全性和可靠9[0026]式中：PAC,ij,t和QAC,ij,t分别为交流支路ij在t时刻的首端有功功率和无功功率；为交流节点j在t时刻流出的有功功率和无功功率;PAC,i,t和QAC,i,t分别为交流节点i在t时刻节点j在t时刻的有功出力和无功出力；PAC,j,VSC,t和QAC,j,VSC,t分别为换流器交流侧节点j在t时刻的等效流出有功功率和无功功率；PDC,ij,t为直流支路ij在t时刻的首端有功功率；PDC,jk,t为直流支路jk在t时刻的首端有功功率；PDC,j,t为直流节点j在t时刻的流出功率；了模型的适用性和准确性。模型中通过引入换流器交流侧的有功功率和无功功率流出项，准确描述了换流器在交直流配电网中的作用，能够反映出换流器对系统潮流分布的影响，进而提高了对系统运行状态的精确评估。模型表达式中考虑了交流节点和直流节点的负[0030]2.,-Q,txw:ri,(12)[0035]e,+g,srm(17)[0040]式中：Psks和Qskr分别为交流侧系统t时刻注入第k个VSC换流器的有功功率和无功功率；RVSC,k和xvsck分别为第k个VSC换流器的等效电阻与电抗；vskt和vcxs分别,r为第k个换流器t时刻的直流电压利用率；vaxr为第k个VSC换流器相连的直流侧节点t时刻的电压幅值；va,kmin分别为VSC直流侧电压上下限；vskmsx和vskmin分别为VSC交流侧电压上下限。稳定性和安全性。换流器模型的表达式能够很好地适应交直流混合配电系统的复杂特性，[0051]式中：SAC,ij,max为交流支路ij的传输容量；SAC,i,VSC,max为节点i换流器容量；PAC,i,DG,t，max为节点i分布式电源出力上限；为分布式电源的功率因数角；VAC,i,max和VAC,i,min分别为节点i的电压上下限；式(22)为线路容量约束，式(23)为VSC容量约束，式别为直流配电网节点i的电压下限和电压上限；式(27)为直流配电网的线路容量约束，式VDC,N为直流配电网额定电压。线性约束条件可以更好地与现有的优化算法和求解器兼容，特别是在大规模配电网络中，线性化后的模型能够更有效地与商业优化软件和算法相结合，支持更大规模的系统分析。[0065]作为优选技术手段：所述配电系统的静态安全裕度通过静态安全距离（Steady_为以节点负荷表示的当前运行点；Fi为静态安全域（Steady_StateSecurityRegion，风险，从而为制定相应的改进措施或优化策略提供依据。SSD考虑了系统的各个安全域边于制定有效的改进措施和应对策略。通过综合考虑功率和电压约束条件并进行线性化处[0079]非线性潮流模型线性化单元，用于对配电网中的非线性潮流模型进行线性化处[0096]裕度结果显示单元能够将计算出的安全裕度结果以图形或表格形式直观地展示[0112]S1:基于Distflow支路潮流方法，构建交直流配电网的非线性潮流模型及电压源[0113]S2:对构建的非线性潮流模型和各项运行安全约束条件进行线性化处理，生成线[0126]式中：PAC,ij,t和QAC,ij,t分别为交流支路ij在t时刻的首端有功功率和无功功率；为交流节点j在t时刻流出的有功功率和无功功率;PAC,i,t和QAC,i,t分别为交流节点i在t时刻节点j在t时刻的有功出力和无功出力；PAC,j,VSC,t和QAC,j,VSC,t分别为换流器交流侧节点j在t时刻的等效流出有功功率和无功功率；PDC,ij,t为直流支路ij在t时刻的首端有功功率；PDC,jk,t为直流支路jk在t时刻的首端有功功率；PDC,j,t为直流节点j在t时刻的流出功率；PDC,j,DG,t为直流节点j分布式电源的有功出力。[0136]式中：SAC,ij,max为交流支路ij的传输容量；SAC,i,VSC,max为节点i换流器容量；PAC,i,DG,t，max为节点i分布式电源出力上限；为分布式电源的功率因数角；VAC,i,max和VAC,i,min分别为节点i的电压上下限。[0137]在柔性交直流配电系统中，直流配电网与交流配电网常以VSC作为直流侧与交流侧的能量转换接口，一方面可实现交直流配网有功功率的双向流[0145]R,+g,ssir（17）[0150]式中：Psks和Qskr分别为交流侧系统t时刻注入第k个VSC换流器的有功功率和无功功率；RVSC,k和xvsck分别为第k个VSC换流器的等效电阻与电抗；vskt和vcxs分别为第k个换流器t时刻的调制度，即调制波与载波幅值之比；,e为第k个换流器t时刻的直流电压利用率；vaxr为第k个VSC换流器相连的直流侧节点t时刻的电压幅值；va,kmin分别为VSC直流侧电压上下限；vskmsx和vskmin分别为VSC交流侧电压上下限。[0151]配电系统静态安全域是指满足配电系统运行等式约束和不等式约束条件的负荷VDC,N为直流配电网额定电压。行点到SSR各个边界的最短欧式距离。以ω0表示系统某个安全运行[0168]为了验证提出的方法的有效性，以改造IEEE33节点算例为例展开配电系统安全Gurobi求解器，测试系统硬件环境为AMDRyzen75800H3.20GHz处理器，内存容量为[0169]交流配电网额定电压为12.66kV，直边界。系统稳态运行点取系统标准数据并利用交直流潮流算法计算各支路潮流及节点电性化模型计算各有效边界的静态安全距离，并通过最小静态安全距离评估系统的安全裕于制定有效的改进措施和应对策略。通过综合考虑功率和电压约束条件并进行线性化处[