[發明專利]用于聯絡線功率控制的發電轉移分布因子快速計算方法

有效

• 申請號: 201410697584.2
• 申請日: 2014-11-26
• 公開（公告）號: CN104410108A
• 公開（公告）日: 2015-03-11
• 發明（設計）人: 賴曉文;鐘海旺;夏清;康重慶
• 申請（專利權）人: 清華大學;國網安徽省電力公司
• 主分類號: H02J3/46
• 分類號: H02J3/46
• 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: 廖元秋

技術領域

本發明屬于電力系統自動化技術領域，特別涉及一種用于聯絡線功率控制的發電轉移分布因子快速計算方法。

背景技術

長期以來，由于我國能源資源分布和地區經濟發展不均衡，各區域電力系統的電力供給和需求存在不平衡狀況。因此，跨區跨省電力電量輸送成為保障電力系統整體安全經濟運行的必要手段。尤其是近年來隨著特高壓電網的逐步建成，跨區跨省電力電量交換能力大幅提高，較充足的能源資源優化配置能力有效促進了全國電力系統的高效、經濟運行，并由此保障各地經濟的快速穩定發展。

在我國目前“分層分區”的電力系統管理體制下，各區域和各省級電網之間的電力交換是通過高壓大容量的區域間、省間聯絡線進行的。一般而言，各級電網交易部門將根據可調發電能力和系統負荷預測，結合地區經濟發展需要和發電成本情況制定通過聯絡線進行電力電量交換的計劃，再由各級電網調度部門具體實施。在實施既定的聯絡線交換計劃過程中，調度部門需要盡可能使各聯絡線的實際輸送功率與計劃輸送功率保持一致。電力系統的潮流分布與電網結構、負荷和電源的分布緊密相關，調度部門需要通過調節發電機的輸出功率來實現對聯絡線功率的控制。

電力系統中各個發電機的有功輸出功率與線路潮流(所輸送的功率)之間的關系，可以由發電轉移分布因子來表征。發電轉移分布因子(Generation?Shift?Distribution?Factor，GSDF)定義了由于發電機有功輸出功率變化引起的線路潮流的變化量。若發電機(位于節點i)有功變化ΔP_i時引起線路k的有功功率變化為則有其中G_k-i即為發電機i對于線路k的發電轉移分布因子。

電力系統中各個發電機(共有N_G臺)對于各條線路(共有N_L條)的發電轉移分布因子可以組成一個N_L×N_G的矩陣G，其元素G_k-i代表位于節點i的發電機對于線路k的發電轉移分布因子。發電轉移分布矩陣G的計算涉及到復雜的矩陣相乘與求逆運算，其計算復雜度隨著電網規模的擴大迅速增加。對于由多個區域和省級電網所組成的大型電力系統，發電轉移分布矩陣的行列數達到上萬的規模，其計算量是巨大的，將耗費大量的計算機內存和運算時間，在網絡規模過大的情況下甚至會導致計算失敗。

綜上所述，為了解決大規模電力系統的計算困難，需要提出一種用于聯絡線功率控制的發電轉移分布因子快速計算方法，從而實現區域間、省間聯絡線功率的有效、精確控制。

發明內容

本發明的目的在于為克服已有技術的不足之處，提供一種用于聯絡線功率控制的發電轉移分布因子快速計算方法，為區域間、省間聯絡線的功率控制提供定量依據。

本發明的技術方案包括如下步驟：

1)將全局電網視為由聯絡線連接起來的各區域電網(共有N_A個區域)之和，將各區域電網所有的節點劃分為聯絡線節點集合T和內部節點集合I；

2)分別構造各區域電網不考慮聯絡線時的原始節點導納矩陣Bⁿ，n＝1,2,…,N_A，N_A為區域電網個數，并由此構造各區域電網的網絡方程；

3)通過網絡化簡消去各區域電網的內部節點集合I，僅保留其聯絡線節點集合T，分別得到各區域電網簡化后的聯絡線節點等效導納矩陣n＝1,2,…,N_A，以及內部節點注入的轉移矩陣n＝1,2,…,N_A；

4)構造全局電網只包含聯絡線和聯絡線節點的導納矩陣B^G，然后將B^G與各區域電網的聯絡線節點等效導納矩陣結合，生成全局電網的等效導納矩陣

5)構造全局電網的聯絡線節點—聯絡線關聯矩陣M_T和聯絡線電抗對角矩陣X_T；

6)對于全局電網，根據全局電網等效導納矩陣聯絡線節點—聯絡節關聯矩陣M_T、聯絡線電抗對角矩陣X_T，以及各區域電網內部節點注入的轉移矩陣計算各區域電網內部的各個發電機節點對各條聯絡線的發電轉移分布因子。

得到各區域電網內部的各個發電機節點對各條聯絡線的發電轉移分布因子后，各級調度部門即可以此為定量依據，通過調節所管轄發電機的輸出功率實現聯絡線功率的精確控制。

本發明的有益效果如下：