[發(fā)明專利]考慮人工調(diào)度知識的電網(wǎng)關(guān)鍵斷面極限傳輸容量計(jì)算方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310226294.5
• 申請日: 2013-06-07
• 公開（公告）號: CN103326356A
• 公開（公告）日: 2013-09-25
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 郭文鑫;孫宏斌;郭慶來;余志文;張伯明;溫柏堅(jiān);吳文傳;向德軍;譚嫣;趙峰
• 申請（專利權(quán)）人: 廣東電網(wǎng)公司電力調(diào)度控制中心;清華大學(xué)
• 主分類號: H02J3/00
• 分類號: H02J3/00;G06F19/00
• 代理公司: 廣州知友專利商標(biāo)代理有限公司 44104
• 代理人: 周克佑

1.一種考慮人工調(diào)度知識的電網(wǎng)關(guān)鍵斷面極限傳輸容量計(jì)算方法，其特征是包括以下步驟：

S1）發(fā)電區(qū)和負(fù)荷區(qū)的界定

S1-1計(jì)算任意一個發(fā)電廠或負(fù)荷i到關(guān)鍵斷面中線路兩端任意一個廠站j的電氣距離，如下式（1）所示：

Dij=Zij,ij=MijTZMij=Zii+Zjj-2Zij---(1);]]>

其中Z為以廠站為節(jié)點(diǎn)，以輸電線路為線路形成的網(wǎng)絡(luò)阻抗矩陣，Z_ii、Z_jj、Z_ij是阻抗矩陣Z中對應(yīng)的元素，設(shè)阻抗矩陣Z的階數(shù)為n，n為電網(wǎng)中廠站的個數(shù)，則M_ij是一個n×1的列向量，在第i、j行分別取1和-1，其余位置取0；

S1-2計(jì)算任意一個發(fā)電廠i到關(guān)鍵斷面中線路的首端廠站的平均電氣距離D_io，如下式（2）所示：

Dio=1nbΣj∈bDij---(2);]]>

式中b是關(guān)鍵斷面中線路的首端廠站的集合，n_b是集合b中廠站的數(shù)量，D_ij是廠站i、j之間的電氣距離；

S1-3計(jì)算任意一個負(fù)荷i到關(guān)鍵斷面中線路的末端廠站的平均電氣距離D_ii，如下式（3）所示：

Dii=1ncΣj∈cDij---(3);]]>

式中c是關(guān)鍵斷面中線路的末端廠站的集合，n_c是集合c中廠站的數(shù)量，D_ij是廠站i、j之間的電氣距離；

S1-4設(shè)定平均電氣距離閾值D_min，對于到關(guān)鍵斷面中線路的首端廠站的平均電氣距離大于該閾值的發(fā)電廠，選為發(fā)電區(qū)；到關(guān)鍵斷面中線路的末端廠站的平均電氣距離大于該閾值的負(fù)荷，選為負(fù)荷區(qū)；

S2發(fā)電負(fù)荷增長模式的界定

S2-1計(jì)算發(fā)電區(qū)中任意一個發(fā)電廠i到關(guān)鍵斷面中線路兩端任意一個廠站j的電氣距離，如下式（4）所示：

Dij=Zij,ij=MijTZMij=Zii+Zjj-2Zij---(4);]]>

其中Z為以廠站為節(jié)點(diǎn)，以輸電線路為線路形成的網(wǎng)絡(luò)阻抗矩陣，Z_ii、Z_jj、Z_ij是阻抗矩陣Z中對應(yīng)的元素，設(shè)阻抗矩陣Z的階數(shù)為n（n為電網(wǎng)中廠站的個數(shù)），則M_ij是一個n×1的列向量，在第i、j行分別取1和-1，其余位置取0；

S2-2計(jì)算發(fā)電區(qū)中任意一個發(fā)電廠i到關(guān)鍵斷面中線路的首端（功率發(fā)出側(cè)）廠站的平均電氣距離D_io，如下式（5）所示：

Dio=1nbΣj∈bDij---(5);]]>

式中b是關(guān)鍵斷面中線路的首端廠站的集合，n_b是集合b中廠站的數(shù)量，D_ij是廠站i、j之間的電氣距離；

S2-3定平均電氣距離閾值D_ming，對于到關(guān)鍵斷面中線路的首端廠站的平均電氣距離大于該閾值的發(fā)電區(qū)中發(fā)電廠，選為重點(diǎn)考慮的發(fā)電廠；

發(fā)電增長模式確定如下：首先增加重點(diǎn)考慮的發(fā)電廠的功率增長，按照發(fā)電廠的功率增長能力進(jìn)行增長功率大小的分配；在重點(diǎn)考慮的發(fā)電廠無功率增長能力后，考慮發(fā)電區(qū)中其余發(fā)電廠的功率增長，按照發(fā)電廠的功率增長能力進(jìn)行增長功率大小的分配；

S2-4確定負(fù)荷的增長模式

采用基于歷史數(shù)據(jù)的負(fù)荷增長模式選擇方法，按照歷史上同時刻負(fù)荷區(qū)內(nèi)各個負(fù)荷增長速率的大小分配各個負(fù)荷增長功率的大小，進(jìn)行負(fù)荷區(qū)負(fù)荷的功率增長；

S3關(guān)鍵斷面極限傳輸容量（TTC）的計(jì)算

采用連續(xù)潮流的方法計(jì)算關(guān)鍵斷面的極限傳輸容量：

故障集選取對應(yīng)關(guān)鍵斷面的最嚴(yán)重故障，即關(guān)鍵斷面中任意一條線路在首末端分別發(fā)生三相接地故障，0.1s后斷開線路；

電網(wǎng)約束包含兩部分：靜態(tài)安全約束與動態(tài)穩(wěn)定約束：

靜態(tài)安全約束如（6）式所示：

Pgimin≤Pgi≤Pgimax,i∈GPgimin≤Pk,gi≤Pgimax,i∈G,k∈CQgimin≤Qgi≤Qgimax,i∈GQgimax≤Qk,gi≤Qgimax,i∈G,k∈CVjmin≤Vj≤Vjmax,j∈NVjmin≤Vk,j≤Vjmax,j∈N,k∈C|Il|≤Ilmax,l∈B|Ik,l|≤Ilmax,l∈B,k∈C---(6)]]>

其中，C為故障集，G、N、B分別為發(fā)電機(jī)集合、節(jié)點(diǎn)集合、線路集合，P_gi^min、P_gi^max、Q_gi^min、Q_gi^max分別為發(fā)電機(jī)i的有功、無功出力上下限，為節(jié)點(diǎn)j的電壓上下限，I_l^max為線路l的電流上下限，P_gi、Q_gi、V_j、I_l分別為正常情況下發(fā)電機(jī)i的有功、無功出力、節(jié)點(diǎn)j的電壓、線路l的電流，P_k,gi、Q_k,gi、V_k,j、I_k,l分別為故障k情況下發(fā)電機(jī)i的有功、無功出力、節(jié)點(diǎn)j的電壓、線路l的電流；

動態(tài)穩(wěn)定約束包括功角約束和電壓約束兩部分：

功角約束如（7）式所示：

|δ_k,i(t)-δ_k,j(t)|≤δ_max,i,j∈G,i≠j,k∈C(7)

其中t∈[0,T]，T為所研究的動態(tài)過程時間段（取5s），δ_max為動態(tài)穩(wěn)定允許的功角差上限（取180°），δ_k,i(t)、δ_k,j(t)為t時刻故障k情況下任意兩個發(fā)電機(jī)i、j的功角；

電壓約束如（8）式所示：

V_k,i(t)≤V_crit,t∈[t₁,t₂],t₂-t₁<T_crit,k∈C(8)

其中V_k,i(t)為t時刻故障k情況下任意一個節(jié)點(diǎn)i的電壓值，V_crit為節(jié)點(diǎn)電壓閾值，取0.75p.u.，T_crit為持續(xù)時間閾值，取1s；

斷面TTC的計(jì)算包括以下子步驟：

S3-1獲取關(guān)鍵端面和故障集信息，設(shè)置每一步發(fā)電負(fù)荷增長步長；

S3-2增加發(fā)電負(fù)荷并計(jì)算潮流；

S3-3驗(yàn)算滿足靜態(tài)安全約束否，滿足則進(jìn)入下一步，否則跳至恢復(fù)上次潮流狀態(tài)步驟S3-5；

S3-4驗(yàn)算滿足動態(tài)穩(wěn)定約束否，滿足則回到步驟S3-1，否則進(jìn)入下一步；

S3-5恢復(fù)上次潮流狀態(tài)；

S3-6驗(yàn)算系統(tǒng)發(fā)電負(fù)荷增長步長小于ξ否，小于則得到該短面的TTC，否則取系統(tǒng)發(fā)電負(fù)荷增長步長為原來步長的一半，返回步驟S3-2；

ξ為系統(tǒng)發(fā)電負(fù)荷增長步長的閾值，當(dāng)系統(tǒng)發(fā)電負(fù)荷增加步長小于ξ時停止連續(xù)潮流的計(jì)算，該時刻關(guān)鍵斷面的傳輸功率即為斷面的極限傳輸容量。