基于可靠性成本/效益分析的FACTS元件优化配置模型研究

摘要

本文受国家自然科学基金项目(50977094)和输配电装备及系统安全与新技术国家重点实验室自主研究项目(2007DA-10512709103)资助。
　　为解决电网运行和发展中所面临的输电瓶颈问题，柔性交流输电(FACTS)技术孕育而生。FACTS技术作为一种新的解决方案，在控制电网潮流、提高系统可靠性以及线路传输容量等方面都展现了其独特的优势，从而得到广泛认可和迅速发展。本文在兼顾电网可靠性和经济性的基础上，提出了基于可靠性成本/效益分析的FACTS元件的优化配置模型，主要内容如下：
　　①通过对可靠性成本/效益分析理论的研究，得到了基于可靠性成本/效益的含FACTS元件的电网总费用，并以此总费用为优化目标对FACTS元件进行优化配置。对各种类型FACTS元件进行了详细介绍，并重点选取并联型FACTS元件—静止同步补偿器(STATCOM)和串联型FACTS元件—晶闸管控制串联电容补偿器(TCSC)进行研究，详细分析了这两种元件的工作原理和潮流计算模型。
　　②研究计及FACTS元件的电网可靠性评估模型。采用状态枚举法对各种系统状态进行枚举，在最优负荷削减模型中计入FACTS元件的柔性调控作用，在对每种系统状态进行状态分析的基础上，累计形成含FACTS元件的电网概率风险指标，并对安装FACTS元件前后电网概率风险指标进行了对比和深入分析。通过最优负荷削减模型中FACTS元件控制参数的不等式约束所对应的拉格朗日乘子，求得系统期望缺电量(EENS)对FACTS元件控制参数的灵敏度公式，再根据灵敏度指标的大小排序对FACTS元件的安装地点进行配置，同时提出一种期望容量的方法对FACTS容量进行优化配置。
　　③基于启发式思路提出了一种实现FACTS元件优化配置的逐次迭代算法：采用灵敏度指标对FACTS元件的安装位置进行排序，使用期望容量指标作为其优化容量，通过逐次迭代求解系统总费用最小时的FACTS元件优化配置方案。最后，采用该方法对RBTS可靠性测试系统进行了评估分析，计算结果验证了方法的可行性和正确性。

目录

封面

中文摘要

英文摘要

目录

1 绪 论

1.1 课题研究背景及意义

1.2 FACTS元件的分类和定义

1.3 可靠性成本/效益分析

1.4 国内外研究现状

1.5 本文的主要工作

2 FACTS元件的原理及模型

2.1 引言

2.2 几种FACTS元件的工作原理

2.3 FACTS元件的潮流计算模型

2.4 FACTS元件的可靠性模型

2.5 计及FACTS元件的可靠性成本/效益分析

2.6 小结

3 含FACTS元件的电网可靠性评估

3.1 引言

3.2 系统的状态选取

3.3 系统状态分析

3.4 系统可靠性指标的累计

3.5 RBTS系统上的可靠性评估

3.6 计及负荷曲线的可靠性评估

3.7 本章小结

4 FACTS元件的优化配置模型

4.1 引言

4.2 FACTS元件安装位置的配置

4.3 FACTS元件容量的配置

4.4 FACTS元件的配置算法

4.5 算例分析

4.6 本章小结

5 结论

致谢

参考文献

附 录

A. RBTS系统

B. 作者在攻读硕士学位期间发表的论文目录

C. 作者在攻读硕士学位期间参加的科研项目