電網潮流阻塞調度方法和電網潮流裕度評估方法
2023-09-23 07:31:30 5
電網潮流阻塞調度方法和電網潮流裕度評估方法
【專利摘要】本發明提供了一種電網潮流阻塞調度方法，包括：根據所有時刻實時交易量標定值、線路潮流標定值和斷面潮流標定值之和獲得目標函數；根據機組出力上下限約束和爬坡約束獲得機組側約束；根據各省負荷平衡約束、各省間實時交易約束、系統備用約束、線路傳輸極限約束和斷面傳輸極限約束獲得電網側約束；以所述機組側約束和電網側約束為約束條件，根據所述約束條件和目標函數獲得電網潮流阻塞模型；在約束條件限制下，求解所述電網潮流阻塞模型以獲得目標函數的最小值。本發明給出了電網潮流阻塞調度方法，確定了大功率失卻時的備用支援輔助決策，本發明還提出了電網潮流裕度評估方法，完善了電網備用智能調用控制技術手段。
【專利說明】電網潮流阻塞調度方法和電網潮流裕度評估方法
【技術領域】
[0001] 本發明電網安全領域，尤其是一種電網潮流阻塞調度方法和電網潮流評估方法。
【背景技術】
[0002] 華東為典型的大受端電網。預計到2015年，華東電網區外直流總額定容量達到 31800MW，考慮網損後落地電力最大可達29892MW，其中±800kV特高壓直流佔比近70%。區 外直流滿送時，來電量將達到華東電網預計最高負荷的14. 5%，其中特高壓直流來電佔最 高負荷負荷的10%。
[0003] 隨著華東電網的快速發展，電網負荷增長迅猛，雖然電網建設逐漸受到重視，發展 迅速仍落後於電源建設，使得在部分時段或電網特殊方式下阻塞情況時有發生。消除電網 阻塞的根本措施應該為合理的電網、電源統一規劃和精細化的電網運行方式安排。
[0004] 目前，對於我國當前調度模式，電網發生阻塞時調度員依據優先消除阻塞的原則， 直接調節相應機組出力來解決電網阻塞問題，這與國外電力市場進行阻塞管理有著很大的 不同。電力市場下阻塞管理往往通過分區電價或節點電價指導機組重新報價、出清，以系統 最低購電成本為目標。
[0005] 在我國"三公"調度下，當發生電網阻塞時，首要目標為確保電網安全、穩定運行， 應立即控制各斷面、線路潮流在限額範圍內，對於省內潮流越限，優先調用本省機組消除阻 塞，對於省內機組消除阻塞有困難的，則網調應組織各省進行跨省交易、備用支援。為此，本 章立足於國情、以我國當前統一調度為背景、建立以消除電網阻塞為目標的省間備用支援 輔助決策。
【發明內容】
[0006] 本發明的目的在於針對目前傳統消除電網阻塞的措施，以最優化理論為基礎，建 立電網各省市潮流阻塞模型，構造目標函數，確定約束條件，給出電網阻塞發生時的調度方 法，並提出一種電網潮流裕度評估方法，以衡量省市間實時交易、電能置換對潮流產生的影 響以及選取有利於減輕潮流的機組出力安排方式，完善電網備用智能調用控制技術手段。
[0007] 為了達到上述目的，本發明提供了一種電網潮流阻塞調度方法，包括以下步驟：
[0008] 根據至少一省在當前時刻向其他省份額外購電交易量和其他省份在當前時刻向 該省額外購電交易量之和再乘以第一標定係數獲得實時交易量標定值，根據線路在當前時 刻的正向越限量和反向越限量之和再乘以第二標定係數獲得線路潮流標定值，根據斷面在 當前時刻的正向越限量和反向越限量之和再乘以第三標定係數獲得斷面潮流標定值，根據 所有時刻所述實時交易量標定值、線路潮流標定值和斷面潮流標定值之和獲得目標函數；
[0009] 根據機組出力上下限約束和爬坡約束獲得機組側約束，根據機組有功出力的上 限、下限及機組在當前時刻的有功出力獲得所述機組出力上下限約束，根據機組一時間間 隔內所能升降的最大出力的上限和下限獲得所述機組爬坡約束；
[0010] 根據各省負荷平衡約束、各省間實時交易約束、系統備用約束、線路傳輸極限約束 和斷面傳輸極限約束獲得電網側約束，根據機組在當前時刻的有功出力、該省在當前時刻 向其他省份額外購電交易量、其他省份在當前時刻向該省額外購電交易量和該省在當前時 刻的等效負荷預測值獲得所述各省負荷平衡約束，根據所有省份在當前時刻向其他省份額 外購電交易量之和以及其他省份在當前時刻向該省額外購電交易量之和獲得所述各省間 實時交易約束，根據該省要留取的正備用量、負備用量、機組有功出力的上限、下限及機組 在當前時刻的有功出力獲得所述系統備用約束，根據該線路在當前時刻潮流、機組對該線 路的功率轉移分布因子、機組在當前時刻的有功出力、電網中節點對該線路的功率轉移分 布因子、電網中節點在當前時刻的節點負荷預測值、該線路的正向最大越限量和該線路的 反向最大越限量獲得所述線路傳輸極限約束，根據斷面在當前時刻的潮流、機組對斷面的 功率轉移分布因子、機組在當前時刻的有功出力、電網中節點對斷面的功率轉移分布因子、 所述電網中節點在當前時刻的節點負荷預測值、該斷面的正向最大越限量和該斷面的反向 最大越限量獲得所述斷面傳輸極限約束；
[0011] 以所述機組側約束和電網側約束為約束條件，根據所述約束條件和目標函數獲得 電網潮流阻塞模型；
[0012] 在約束條件限制下，求解所述電網潮流阻塞模型以使所述實時交易量標定值、線 路潮流標定值和斷面潮流標定值均為零，從而獲得目標函數的最小值。
[0013] 進一步地，所述目標函數為：
【權利要求】
1. 一種電網潮流阻塞調度方法，其特徵在於，包括以下步驟： 根據至少一省在當前時刻向其他省份額外購電交易量和其他省份在當前時刻向該省 額外購電交易量之和再乘以第一標定係數獲得實時交易量標定值，根據線路在當前時刻的 正向越限量和反向越限量之和再乘以第二標定係數獲得線路潮流標定值，根據斷面在當前 時刻的正向越限量和反向越限量之和再乘以第三標定係數獲得斷面潮流標定值，根據所有 時刻所述實時交易量標定值、線路潮流標定值和斷面潮流標定值之和獲得目標函數； 根據機組出力上下限約束和爬坡約束獲得機組側約束，根據機組有功出力的上限、下 限及機組在當前時刻的有功出力獲得所述機組出力上下限約束，根據機組一時間間隔內所 能升降的最大出力的上限和下限獲得所述機組爬坡約束； 根據各省負荷平衡約束、各省間實時交易約束、系統備用約束、線路傳輸極限約束和斷 面傳輸極限約束獲得電網側約束，根據機組在當前時刻的有功出力、該省在當前時刻向其 他省份額外購電交易量、其他省份在當前時刻向該省額外購電交易量和該省在當前時刻的 等效負荷預測值獲得所述各省負荷平衡約束，根據所有省份在當前時刻向其他省份額外購 電交易量之和以及其他省份在當前時刻向該省額外購電交易量之和獲得所述各省間實時 交易約束，根據該省要留取的正備用量、負備用量、機組有功出力的上限、下限及機組在當 前時刻的有功出力獲得所述系統備用約束，根據該線路在當前時刻潮流、機組對該線路的 功率轉移分布因子、機組在當前時刻的有功出力、電網中節點對該線路的功率轉移分布因 子、電網中節點在當前時刻的節點負荷預測值、該線路的正向最大越限量和該線路的反向 最大越限量獲得所述線路傳輸極限約束，根據斷面在當前時刻的潮流、機組對斷面的功率 轉移分布因子、機組在當前時刻的有功出力、電網中節點對斷面的功率轉移分布因子、所述 電網中節點在當前時刻的節點負荷預測值、該斷面的正向最大越限量和該斷面的反向最大 越限量獲得所述斷面傳輸極限約束； 以所述機組側約束和電網側約束為約束條件，根據所述約束條件和目標函數獲得電網 潮流阻塞模型； 在約束條件限制下，求解所述電網潮流阻塞模型以使所述實時交易量標定值、線路潮 流標定值和斷面潮流標定值均為零，從而獲得目標函數的最小值。
2. 如權利要求1所述的電網潮流阻塞調度方法，其特徵在於，所述目標函數為：
其中，當前時刻為t時刻，為a省在t時刻向其他省份額外購電交易量，< 為其他 省份在t時刻向a省額外購電交易量，△/〔和分別代表線路1在t時刻的正向和反向 越限量，和分別代表斷面8在t時刻的正向和反向越限量，t = . . .，T，T為決策 周期內的總時段數，A為省份的集合，S為所有斷面集合，L為所有線路集合，Mp Me、Ms分別 為第一標定係數、第二標定係數和第三標定係數。
3. 如權利要求2所述的電網潮流阻塞調度方法，其特徵在於，所述第一標定係數、第二 標定係數和第三標定係數均為正數，且： M1 = Ms > Me。
4. 如權利要求3所述的電網潮流阻塞調度方法，其特徵在於，所述機組出力上下限約 束為： Pi，min ^ Pi，t ^ Pi，max' 所述機組爬坡約束為： A 萬M.,-CA 互， 其中，i = 1，2,. . .，N，Pi;t和Pi^1分別為機組i在t時刻及t-1時刻的有功出力；P^ in和分別為機組i的出力下限和上限，A佔和表示機組i在t時刻和t-1時刻這一 個時間間隔內所能升降的最大出力範圍。
5. 如權利要求3所述的電網潮流阻塞調度方法，其特徵在於，所述各省負荷平衡約束 為： Y^Piyt+e+a,t ~ea,t ^ D" 其中，i G Aa，Da，t為a省時段t的等效負荷預測值，Aa為a省機組集合， 所述各省間實時交易約束為： ie：,t =E a a 〇 /=1 /=1 其中，ra，p為規定a省要留取的正備用量，ra，n為規定a省要留取的負備用量， 所述線路傳輸極限約束為：
其中，I G L，k= 1，2,…，LPu為線路1在時段t潮流，P1^x和P1^in分別為線路1的 正傳輸功率極限和反傳輸功率極限，Gpi為機組i對線路1的功率轉移分布因子，Gpk為電 網中節點k對線路1的功率轉移分布因子，dtt為電網中節點k在t時刻的節點負荷預測 值，K為所有節點集合，L為所有線路集合；和A/^；^分別為允許線路1反向的最大越 限量和正向的最大越限量， 所述斷面傳輸極限約束為：
其中，sG S，k= 1，2,…，K，Gs_i為機組i對斷面s的功率轉移分布因子，Gs_k為電網 中節點k對斷面s的功率轉移分布因子，Ss^為斷面s在時段t的潮流，Afmax和A5：_分 別為允許的最大越限量。
6. 如權利要求5所述的電網潮流阻塞調度方法，其特徵在於，在省內大機組故障時，根 據所述電網側約束和優化目標求解所述電網潮流阻塞模型以獲得目標函數的最小值。
7. 如權利要求5所述的電網潮流阻塞調度方法，其特徵在於，在區外直流大功率失卻 時，即區外直流大功率為零時，所述各省負荷平衡約束為： YjPiJ +Kj ~ea,t = Da,t +AD,:.^ 其中，ADa，t為分攤到省市的口子變化量。
8. -種電網潮流裕度評估方法，其特徵在於，包括以下步驟： 根據斷面在當前時刻的潮流和斷面的正向最大越限量獲得斷面的目標係數，根據線路 在當前時刻的潮流和線路的正向最大越限量獲得線路的目標係數，根據斷面的目標係數、 機組對斷面的功率轉移分布因子、機組在當前時刻的有功出力、線路的目標係數和機組對 該線路的功率轉移分布因子獲得潮流阻塞最嚴重情況下的目標函數以及潮流阻塞最佳情 況下的目標函數； 根據機組出力上下限約束和爬坡約束獲得機組側約束，根據機組有功出力的上限、下 限及機組在當前時刻的有功出力獲得所述機組出力上下限約束，根據機組一時間間隔內所 能升降的最大出力的上限和下限獲得所述機組爬坡約束； 根據機組在當前時刻的有功出力、該省在當前時刻向其他省份額外購電交易量、其他 省份在當前時刻向該省額外購電交易量和該省在當前時刻的等效負荷預測值獲得各省負 荷平衡約束； 以所述機組側約束、各省負荷平衡約束為約束條件，根據所述約束條件和潮流阻塞最 嚴重情況下的目標函數獲得第一評估模型，根據所述約束條件和潮流阻塞最佳情況下的目 標函數獲得第二評估模型； 在約束條件限制下，求解所述第一評估模型以獲得潮流阻塞最嚴重情況下的目標函數 的最小值，求解所述第二評估模型以獲得潮流阻塞最佳情況下的目標函數的最小值。
9. 如權利要求8所述的電網潮流裕度評估方法，其特徵在於，所述潮流阻塞最嚴重情 況下的目標函數為：
其中，i = 1，2, ...，N，i G Aa，t = 1，...，T，I G L，k = 1，2, ...，K，AaS a 省機組集合， T為決策周期內的總時段數，Cs和C;分別為斷面s和線路I的目標係數，S s，t為所述斷面在 當前時刻的潮流，Ss，max為所述斷面的正向最大越限量，當前時刻為t時刻，S為所有斷面集 合，L為所有線路集合，Pi;t為機組i在t時刻的有功出力，Gw為機組i對線路1的功率轉 移分布因子，Gs_i為機組i對斷面s的功率轉移分布因子。
10.如權利要求9所述的電網潮流裕度評估方法，其特徵在於，所述機組出力上下限約 束為： Pi，min ^ Pi，t ^ Pi，max' 所述機組爬坡約束為： 辦卩丨.,-Pu'，， 所述各省負荷平衡約束為： H+eh，t =Da,t， 其中，i = 1，2,. . .，N，t = 1，. . .，T，Pi，t和分別為機組i在t時刻及t-1時刻的 有功出力；P^in和Pi,_分別為機組i的出力下限和上限，M和表示機組i在t時刻 和t-1時刻這一個時間間隔內所能升降的最大出力範圍，Da，t為a省時段t的等效負荷預測 值。
【文檔編號】H02J3/00GK104332991SQ201410593880
【公開日】2015年2月4日 申請日期:2014年10月29日 優先權日:2014年10月29日
【發明者】李維, 周毅, 滕曉畢 申請人:華東電網有限公司