[發明專利]一種基于靈敏度分析的消除斷面越限的電力系統調度方法

有效

• 申請號: 201410018264.X
• 申請日: 2014-01-15
• 公開（公告）號: CN103779876A
• 公開（公告）日: 2014-05-07
• 發明（設計）人: 趙志剛;湯磊;王建濱;初祥祥;曹煜;王鵬;曹亞莉;郭慶來;鄭江
• 申請（專利權）人: 國家電網公司;國網山西省電力公司晉中供電公司;北京清大高科系統控制有限公司
• 主分類號: H02J3/48
• 分類號: H02J3/48
• 代理公司: 北京清亦華知識產權代理事務所(普通合伙) 11201
• 代理人: 羅文群

技術領域

本發明涉及一種基于靈敏度分析的消除斷面越限的電力系統調度方法，屬于電力系統調度自動化技術領域。

背景技術

隨著特高壓的快速發展，電網的架構日趨堅強和完善，網架結構也日趨復雜，給調度人員提出了更高的要求。中國的電網管理有一定的特殊性，主要表現在物理電網相連，管理上是分層分級進行，總調、網調、省調、地調是幾個最為常見的調度級別，各個調度單位協調控制，從而保證電網的安全可靠運行。

電網的電壓等級多種多樣，較為常見的包括1000kV、500kV、220kV、110kV、35kV、20kV、10kV、6.3kV、380V、220V等，不同電壓等級的電網連接在一起，完全的人工調度已經無法滿足實時調度的需求。

電網是一個復雜龐大的網絡，即使電網的管理按照分層分級進行，但是對于各級的調度人員而言，仍然面臨著巨大的困難。一般而言，每個調度人員所轄的電網節點個數都在上千個，如果對所有的節點狀態信息進行分析、判斷再做出調度決策，不借助計算機幾乎無法實現；即使有計算機的協助，仍然很難進行實時決策。為了解決這個問題，各級電網部門會根據運行經驗，選擇其管轄范圍內的關鍵節點和主要斷面，只要保證關鍵節點的電壓、主要斷面的有功潮流在合理的范圍內，就可以保證整個系統的電壓分布合理、斷面潮流不越限。一個斷面一般包含幾條線路，斷面的有功幾條線路的有功代數和構成，比如斷面A由L₁、L₂、L₃、L₄四條線路構成，其斷面有功可能是這樣的形式L₁+L₂+L₃-L₄，減號是由于線路的潮流與其他斷面方面不一致。

國際上主流的觀點認為，電力系統的運行狀態可以劃分為三種情況，正常運行、不正常運行、故障狀態。正常運行狀態下，電力系統的所有狀態量均在特定的范圍內，這時候通常以降低網損（經濟性）作為主要的控制目標，這種狀態下由電力系統自動有功控制系統（簡稱AGC）調度所轄的發電機調整期出力，不需要過多的人工參與；當部分狀態量出現越限時，系統進入不正常運行狀態，此時不再以經濟性作為主要的控制目標，而是采取措施快速消除越限（安全性），在最短的時間內、用最有效的手段消除越限，這種情況處理失誤往往容易引發越限的連鎖反應，影響系統的安全運行，因此當系統進入不正常運行的狀態時，需要給予采集的系統狀態量進行決策，這時候其實是一種需要人工決策的半人工控制。

斷面越限而導致電力系統進入不正常運行狀態是最為常見的一種情況，當發生斷面越限時，調度人員根據EMS系統計算的靈敏度，選擇對越限斷面靈敏度最為明顯的幾臺機組作為控制對象，通過調度這些機組來消除越限；根據靈敏度的正負決定增加、減少機組出力，如果斷面越上限，控制機組對于斷面的靈敏度為正，則減少該機組的出力；反之，則增加機組的出力。雖然電力調度分層、分級，但電力系統是互聯的系統，調整發電機的出力會對其他斷面產生影響，究竟調多少會導致斷面越限一直以來困擾著調度運行人員，傳統的調度方式在電網結構日趨復雜、復雜斷面大量涌現的情形下捉襟見肘。

發明內容

本發明的目的提出一種基于靈敏度分析的消除斷面越限的電力系統調度方法，旨在解決現有技術的不足，解決中國電力調度定性難定量、僅僅根據靈敏度結合人工經驗盲調的難題，同時考慮靈敏度和機組出力調節對其他斷面的影響，保證在消除越限斷面時不會導致其他斷面越限。

本發明提出的基于靈敏度分析的消除斷面越限的電力系統調度方法，包括以下步驟：

（1）從電力系統的能量管理系統數據庫中獲取電力系統中的監控斷面，得到一個監控斷面集S，斷面集S中有N個監控斷面；

（2）設定一個靈敏度閾值，分別計算電力系統中所有發電機對監控斷面集S中的第i個監控斷面S_i的靈敏度，將計算得到的靈敏度分別與設定的靈敏度閾值進行比較，將與大于設定靈敏度閾值的靈敏度相對應的發電機，作為監控斷面S_i的控制發電機；

（3）分別設定斷面集S中的N個監控斷面的最大輸送有功功率和最小輸送有功功率，并將該最大輸送有功功率和最小輸送有功功率作為報警閾值的上限和下限，遍歷斷面集S中的N個監控斷面，若N個監控斷面中任意一個監控斷面的有功功率大于設定報警閾值的上限或小于報警閾值的下限，則發生報警，并進行步驟（4），若N個監控斷面中無監控斷面的有功功率到達設定報警閾值，則返回步驟（2）；