一種基於參數線性規劃的電網運行協調評估方法和系統的製作方法
2023-08-13 00:05:41
一種基於參數線性規劃的電網運行協調評估方法和系統的製作方法
【專利摘要】本發明提供一種基於參數線性規劃的電網運行協調評估方法，首先，本方法在直流潮流模型下將線路負荷率和電網購電成本分別作為電網運行的安全指標和經濟指標；然後，本方法建立了以選取電網購電成本最小作為主優化目標，將輸電線路的過載程度以參數進行約束的單目標規劃模型，計算出參數不同的安全運行邊界；最後，通過求解參數線性規劃問題定位最優運行點，得到量化描述安全指標與經濟指標協調關係的二維曲線SECC，並進一步通過二維曲線SECC來評估當前電網實際運行點可優化的空間。實施本發明實施例，能夠量化描述安全指標與經濟指標協調關係，為電網的優化運行提供有益的激勵與指導。
【專利說明】一種基於參數線性規劃的電網運行協調評估方法和系統
【技術領域】
[0001] 本發明涉及電力系統【技術領域】，尤其涉及一種基於參數線性規劃的電網運行協調 評估方法和系統。
【背景技術】
[0002] 在市場化環境中，電網運行最重要的目標之一就是實現經濟和安全相協調的社會 效益最大化。然而，電網運行的經濟性與安全性是一對矛盾統一體：一方面，提升安全邊界 往往會降低電網運行的經濟性；另一方面，經濟性必須在確保安全性的前提下才能有效實 現。近年來國內外所發生的幾起嚴重停電事故表明，確保系統運行的安全性和可靠性就是 對社會經濟效益的重大貢獻。因此，協調電網運行的安全性與經濟性是極有必要的，而協調 安全與經濟的一個主要挑戰就在於定量描述這兩個目標之間的替代效應。
[0003] 目前，已經有許多針對電網安全約束下經濟運行的研究。然而，這些研究的重點主 要集中在系統運行的經濟效益上，沒有對安全效益與經濟效益的協調和替代效應作進一步 的分析。
【發明內容】
[0004] 本發明實施例所要解決的技術問題在於，提供一種基於參數線性規劃的電網運行 協調評估方法和系統，能夠量化描述安全指標與經濟指標協調關係，為電網的優化運行提 供有益的激勵與指導。
[0005] 為了解決上述技術問題，本發明實施例提供了一種基於參數線性規劃的電網運行 協調評估方法，所述方法包括： (1) 將電網運行的安全指標L定義為輸電線路過載程度的集合，根據公式mmi來確 定電網運行的安全目標； (2) 將電網運行的經濟指標C定義為電網購電成本的集合，根據公式mmC來確定電網 運行的經濟目標； (3) 根據所述安全目標公式mmi和經濟指標公式mmC，得到以選取所述電網購電成 本作為主優化目標，將所述輸電線路的過載程度以參數f進行約束的單目標規劃模型； (4) 使用單純形法求解所述單目標規劃模型，得到所述參數f的有效上界及其對應的 全局最小購電成本t7Mbl和全局最大負載率; (5) 將所述參數F設定為e= 後，逐步減小所述參數e值，並同時採用帶有單個約束 右端參數的線性規劃靈敏度分析法求解所述單目標規劃模型，計算出最優基和最優解發生 變化時所述參數S的每一個臨界值； (6) 根據所述參數r的每一個臨界值，分別確定對應的最優運行點(4C),並根據所述 每一個參數f臨界值確定對應的最優運行點$C),繪製出所述安全指標L與所述經濟指標C相關聯的二維曲線SECC; (7)獲取當前電網運行點Pk的安全指標Lk和經濟指標Ck，並根據所述繪製出的二維曲 線SECC評估所述當前電網運行點Pk的安全效益和經濟效益。
[0006]其中，所述獲取當前電網運行點Pk的安全指標Lk和經濟指標Ck，並根據所述繪製 出的二維曲線SECC評估所述當前電網運行點Pk的安全目標和經濟目標的步驟進一步包 括： 在經濟指標Ck相同的前提下，根據所述二維曲線SECC確定所述當前電網運行點Pk的 安全指標Lk與最優運行點Ps的第一差值M= ^ ，並將所述第一差值M作為所述當前電 網運行點Pk可提高的安全效益； 在安全指標Lk相同的前提下，根據所述二維曲線SECC確定所述當前電網運行點Pk的 經濟指標Ck與最優運行點Pe的第二差值AC=Cjt -Cs,並將所述第二差值AC作為所述當前 電網運行點Pk可節省的經濟效益。
[0007]本發明實施例還提供了一種基於參數線性規劃的電網運行協調評估系統，其特徵 在於，所述系統包括： 第一定義單元，用於將電網運行的安全指標L定義為輸電線路過載程度的集合，根據 公式mmi來確定電網運行的安全目標； 第二定義單元，用於將電網運行的經濟指標C定義為電網購電成本的集合，根據公式mmC來確定電網運行的經濟目標； 模型構建單元，用於根據所述安全目標公式mini和經濟指標公式minC，得到以選取 所述電網購電成本作為主優化目標，將所述輸電線路的過載程度以參數E進行約束的單目 標規劃模型； 單純形法求解模型單元，用於使用單純形法求解所述單目標規劃模型，得到所述參數f的有效上界及其對應的全局最小購電成本Cinta和全局最大負載率; 靈敏度分析法求解模型單元，用於將所述參數F設定為e= 後，逐步減小所述參數 f值，並同時採用帶有單個約束右端參數的線性規劃靈敏度分析法求解所述單目標規劃模 型，計算出最優基和最優解發生變化時所述參數S的每一個臨界值； 曲線繪製單元，用於根據所述參數f的每一個臨界值，分別確定對應的最優運行點 ,並根據所述每一個參數f臨界值確定對應的最優運行點(4句，繪製出所述安全指標 L與所述經濟指標C相關聯的二維曲線SECC; 評估單元，用於獲取當前電網運行點Pk的安全指標Lk和經濟指標Ck，並根據所述繪製 出的二維曲線SECC評估所述當前電網運行點Pk的安全效益和經濟效益。
[0008]其中，所述評估單元包括： 安全效益評估模塊，用於在經濟指標Ck相同的前提下，根據所述二維曲線SECC確定所 述當前電網運行點Pk的安全指標Lk與最優運行點Ps的第一差值M= ，並將所述第一 差值M作為所述當前電網運行點Pk可提高的安全效益； 經濟效益評估模塊，用於在安全指標Lk相同的前提下，根據所述二維曲線SECC確定所 述當前電網運行點Pk的經濟指標Ck與最優運行點Pe的第二差值AC=Cjs-Cs ,並將所述第 二差值AC作為所述當前電網運行點Pr可節省的經濟效益。
[0009] 實施本發明實施例，具有如下有益效果： 在本發明實施例中，由於基於參數線性規劃方法，通過定義系統運行的安全指標和經 濟指標，對參數線性規劃模型實施靈敏度分析，可以近似繪製系統運行的二維曲線SECC，以 實現對於安全、經濟效益協調性的量化分析。並基於二維曲線SECC，可以量化分析電網運行 中安全性與經濟性的可提升空間，而基於SECC的理想運行度指標則可以對不同調度員的 工作水平或者不同時段的電網運行狀態進行客觀的比較評估，因此具有較好的適用性，尤 其在市場化環境下，將為電網的優化運行提供有益的激勵與指導。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0010] 為了更清楚地說明本發明實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現 有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本 發明的一些實施例，對於本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動性的前提下，根據 這些附圖獲得其他的附圖仍屬於本發明的範疇。
[0011] 圖1為本發明實施例提供的基於參數線性規劃的電網運行協調評估方法的流程 圖； 圖2為本發明實施例提供的電網運行安全指標與經濟指標相關聯的二維曲線圖； 圖3為本發明實施例提供的一電網運行點中安全指標與經濟指標評可估曲線圖； 圖4為本發明實施例提供的基於參數線性規劃的電網運行協調評估系統的結構示意 圖。
【具體實施方式】
[0012] 為使本發明的目的、技術方案和優點更加清楚，下面將結合附圖對本發明作進一 步地詳細描述。
[0013] 如圖1所示，為本發明實施例提供的一種基於參數線性規劃的電網運行協調評估 方法，所述方法包括： 步驟S101、將電網運行的安全指標L定義為輸電線路過載程度的集合，根據公式minL來確定電網運行的安全目標； 具體過程為，將電網運行的安全指標L定義為輸電線路的過載程度，如下：
【權利要求】
1. 一種基於參數線性規劃的電網運行協調評估方法，其特徵在於，所述方法包括： (1) 將電網運行的安全指標L定義為輸電線路過載程度的集合，根據公式 mini來確定電網運行的安全目標； (2) 將電網運行的經濟指標C定義為電網購電成本的集合，根據公式mmC來確定電網 運行的經濟目標； (3) 根據所述安全目標公式mini和經濟指標公式mmC，得到以選取所述電網購電成 本作為主優化目標，將所述輸電線路的過載程度以參數f進行約束的單目標規劃模型； (4) 使用單純形法求解所述單目標規劃模型，得到所述參數f的有效上界及其對應的 全局最小購電成本*7=!?和全局最大負載率; (5) 將所述參數e設定為e= 後，逐步減小所述參數f值，並同時採用帶有單個約束 右端參數的線性規劃靈敏度分析法求解所述單目標規劃模型，計算出最優基和最優解發生 變化時所述參數f的每一個臨界值； (6) 根據所述參數的每一個臨界值，分別確定對應的最優運行點(4C),並根據所述 每一個參數f臨界值確定對應的最優運行點(40 ,繪製出所述安全指標L與所述經濟指標C相關聯的二維曲線SECC; (7) 獲取當前電網運行點Pk的安全指標Lk和經濟指標CK，並根據所述繪製出的二維曲 線SECC評估所述當前電網運行點Pk的安全效益和經濟效益。
2. 如權利要求1所述的方法，其特徵在於，所述獲取當前電網運行點Pk的安全指標Lk 和經濟指標Ck，並根據所述繪製出的二維曲線SECC評估所述當前電網運行點Pk的安全目 標和經濟目標的步驟進一步包括： 在經濟指標Ck相同的前提下，根據所述二維曲線SECC確定所述當前電網運行點Pk的 安全指標Lk與最優運行點Ps的第一差值M=I11 - ，並將所述第一差值M作為所述當前電 網運行點Pk可提高的安全效益； 在安全指標Lk相同的前提下，根據所述二維曲線SECC確定所述當前電網運行點Pk的 經濟指標Ck與最優運行點Pe的第二差值AC=Ce -Cs ,並將所述第二差值作為所述當前 電網運行點Pk可節省的經濟效益。
3. -種基於參數線性規劃的電網運行協調評估系統，其特徵在於，所述系統包括： 第一定義單元，用於將電網運行的安全指標L定義為輸電線路過載程度的集合，根據 公式mmi來確定電網運行的安全目標； 第二定義單元，用於將電網運行的經濟指標C定義為電網購電成本的集合，根據公式mmC來確定電網運行的經濟目標； 模型構建單元，用於根據所述安全目標公式和經濟指標公式mmC，得到以選取 所述電網購電成本作為主優化目標，將所述輸電線路的過載程度以參數e進行約束的單目 標規劃模型； 單純形法求解模型單元，用於使用單純形法求解所述單目標規劃模型，得到所述參數F的有效上界及其對應的全局最小購電成本^和全局最大負載率; 靈敏度分析法求解模型單元，用於將所述參數f設定為6=後，逐步減小所述參數S值，並同時採用帶有單個約束右端參數的線性規劃靈敏度分析法求解所述單目標規劃模 型，計算出最優基和最優解發生變化時所述參數￡的每一個臨界值； 曲線繪製單元，用於根據所述參數f的每一個臨界值，分別確定對應的最優運行點 ,並根據所述每一個參數e臨界值確定對應的最優運行點(AC),繪製出所述安全指標 L與所述經濟指標C相關聯的二維曲線SECC; 評估單元，用於獲取當前電網運行點Pk的安全指標Lk和經濟指標Ck，並根據所述繪製 出的二維曲線SECC評估所述當前電網運行點Pk的安全效益和經濟效益。
4.如權利要求3所述的系統，其特徵在於，所述評估單元包括： 安全效益評估模塊，用於在經濟指標Ck相同的前提下，根據所述二維曲線SECC確定所 述當前電網運行點Pk的安全指標Lk與最優運行點Ps的第一差值M= ，並將所述第一 差值M作為所述當前電網運行點Pk可提高的安全效益； 經濟效益評估模塊，用於在安全指標Lk相同的前提下，根據所述二維曲線SECC確定所 述當前電網運行點Pk的經濟指標Ck與最優運行點Pe的第二差值AC = Cjt-Cs,並將所述第 二差值AC作為所述當前電網運行點Pr可節省的經濟效益。
【文檔編號】G06F19/00GK104318074SQ201410525278
【公開日】2015年1月28日 申請日期:2014年10月9日 優先權日:2014年10月9日
【發明者】史軍, 程韌俐, 方李兵, 匡洪輝, 郭少青, 張德亮 申請人:深圳供電局有限公司, 北京清大科越科技有限公司