[發(fā)明專利]一種安全約束經(jīng)濟(jì)調(diào)度方法及系統(tǒng)

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710022424.1
• 申請(qǐng)日: 2017-01-12
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN106712006A
• 公開(kāi)（公告）日: 2017-05-24
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 朱澤磊;董煒;戴賽;丁強(qiáng);閆翠會(huì);劉芳;劉聰
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)電力科學(xué)研究院;國(guó)家電網(wǎng)公司;國(guó)網(wǎng)浙江省電力公司
• 主分類號(hào): H02J3/00
• 分類號(hào): H02J3/00;G06Q50/06
• 代理公司: 北京安博達(dá)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司11271
• 代理人: 徐國(guó)文

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及電網(wǎng)調(diào)度控制技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種安全約束經(jīng)濟(jì)調(diào)度方法及系統(tǒng)。

背景技術(shù)

安全約束經(jīng)濟(jì)調(diào)度是實(shí)現(xiàn)交直流互聯(lián)大電網(wǎng)安全、經(jīng)濟(jì)、高效運(yùn)行的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，但是隨著電網(wǎng)規(guī)模的擴(kuò)大和互聯(lián)程度的加深，數(shù)量龐大的變量及其約束條件使安全約束經(jīng)濟(jì)調(diào)度成為了一個(gè)大規(guī)模多目標(biāo)復(fù)雜約束的數(shù)學(xué)規(guī)劃問(wèn)題。其中，最突出的問(wèn)題在于：通過(guò)直接求解法對(duì)大規(guī)模電網(wǎng)進(jìn)行全網(wǎng)調(diào)度計(jì)劃時(shí)約束條件過(guò)多，即使將這些約束條件中的電網(wǎng)安全約束和實(shí)用化約束轉(zhuǎn)換為線性約束條件并對(duì)發(fā)電成本函數(shù)進(jìn)行線性化，但隨著電網(wǎng)規(guī)模的增大仍會(huì)帶來(lái)求解效率極大降低、計(jì)算量過(guò)大和收斂困難等新的問(wèn)題。

目前，在將非線性模型進(jìn)行線性化以外還可以通過(guò)分解協(xié)調(diào)或電網(wǎng)等值的方法對(duì)電網(wǎng)模型進(jìn)行合理分割、降低變量維度從而縮小計(jì)算規(guī)模，以便在合理時(shí)間范圍內(nèi)完成優(yōu)化計(jì)算的目標(biāo)求得最優(yōu)可行解。對(duì)大規(guī)模電網(wǎng)的局部電網(wǎng)進(jìn)行簡(jiǎn)化，將大規(guī)模電網(wǎng)簡(jiǎn)化為規(guī)模較小的小型電網(wǎng)，從而可以依據(jù)該小型電網(wǎng)對(duì)大規(guī)模點(diǎn)進(jìn)行發(fā)電調(diào)度優(yōu)化計(jì)算。其中，簡(jiǎn)化后的等值電網(wǎng)應(yīng)該能夠體現(xiàn)原來(lái)局部電網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)特性。發(fā)電調(diào)度優(yōu)化計(jì)算主要包括網(wǎng)絡(luò)變換、化簡(jiǎn)和等值三個(gè)步驟：網(wǎng)絡(luò)變換用于將原網(wǎng)絡(luò)變換為便于計(jì)算的形式；網(wǎng)絡(luò)化簡(jiǎn)用于將網(wǎng)絡(luò)中不需要詳細(xì)分析的部分用簡(jiǎn)化網(wǎng)絡(luò)代替，保留需要詳細(xì)分析的部分；網(wǎng)絡(luò)等值用于將待研究的網(wǎng)絡(luò)規(guī)模大大減小。

大范圍的安全約束經(jīng)濟(jì)調(diào)度用于實(shí)現(xiàn)跨省資源優(yōu)化配置，若通過(guò)直接求解法對(duì)多個(gè)區(qū)域進(jìn)行聯(lián)合計(jì)算則無(wú)法滿大范圍的安全約束經(jīng)濟(jì)調(diào)度的實(shí)際業(yè)務(wù)需求，同時(shí)過(guò)大的計(jì)算范圍會(huì)給調(diào)度計(jì)劃優(yōu)化軟件帶來(lái)較難解決的計(jì)算規(guī)模激增問(wèn)題，將顯著的降低算法優(yōu)化性能。因此，同樣采用分解協(xié)調(diào)或電網(wǎng)等值的方法求解大范圍的安全約束經(jīng)濟(jì)調(diào)度以提高計(jì)算效率，但是求解過(guò)程中還存在下述問(wèn)題：被等值網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點(diǎn)可能掛接機(jī)組，這些機(jī)組對(duì)等值網(wǎng)絡(luò)的外部重要支路及斷面呈現(xiàn)不同的潮流轉(zhuǎn)移特性，因此被等值網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部機(jī)組的功率分配將影響外部潮流分布，對(duì)電網(wǎng)安全穩(wěn)定造成未知的干擾。

當(dāng)前可以確定電網(wǎng)的某一些局部網(wǎng)絡(luò)具有下述特殊性質(zhì)：其內(nèi)部節(jié)點(diǎn)的功率分配對(duì)邊界節(jié)點(diǎn)的潮流影響很小。同時(shí)還可以確定的電網(wǎng)中存在大量的放射狀網(wǎng)絡(luò)及相對(duì)獨(dú)立的網(wǎng)絡(luò)具有上述特殊性質(zhì)，如地區(qū)電網(wǎng)和通過(guò)少量聯(lián)絡(luò)線相連的部分省級(jí)電網(wǎng)。因此，可以利用這種特殊性質(zhì)將被等值網(wǎng)絡(luò)作為一個(gè)整體進(jìn)行發(fā)電計(jì)劃優(yōu)化，但是如何將具備這種特殊性質(zhì)的網(wǎng)絡(luò)辨識(shí)出來(lái)并準(zhǔn)確確定其網(wǎng)絡(luò)邊界仍是亟待解決的技術(shù)難題。

發(fā)明內(nèi)容

為了克服現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，本發(fā)明提供了一種安全約束經(jīng)濟(jì)調(diào)度方法及系統(tǒng)。

第一方面，本發(fā)明中一種安全約束經(jīng)濟(jì)調(diào)度方法的技術(shù)方案是：

所述方法包括：

辨識(shí)各電壓等級(jí)電網(wǎng)的各虛擬節(jié)點(diǎn)，該虛擬節(jié)點(diǎn)為所述各電壓等級(jí)電網(wǎng)的局部網(wǎng)絡(luò)；所述局部網(wǎng)絡(luò)的內(nèi)部節(jié)點(diǎn)對(duì)邊界節(jié)點(diǎn)具有相近的轉(zhuǎn)移關(guān)系，且其內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)為連通結(jié)構(gòu)；所述內(nèi)部節(jié)點(diǎn)包括發(fā)電機(jī)組、變電站和負(fù)荷，各電壓等級(jí)電網(wǎng)的邊界節(jié)點(diǎn)為相比其高一個(gè)電壓等級(jí)的電網(wǎng)的主變壓器低壓側(cè)；

獲取所述各虛擬節(jié)點(diǎn)的各等值網(wǎng)絡(luò)，將所述各等值網(wǎng)絡(luò)與所述各電壓等級(jí)電網(wǎng)的其余網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行拼接，形成降維新網(wǎng)絡(luò)；將所有降維新網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行拼接形成全局網(wǎng)絡(luò)擴(kuò)展模型；

獲取所述各等值網(wǎng)絡(luò)的可調(diào)節(jié)能力指標(biāo)和成本曲線，依據(jù)所述可調(diào)節(jié)能力指標(biāo)和成本曲線構(gòu)建等值發(fā)電機(jī)組，在所述全局網(wǎng)絡(luò)擴(kuò)展模型上對(duì)所述等值發(fā)電機(jī)組和其余各發(fā)電機(jī)組進(jìn)行經(jīng)濟(jì)調(diào)度計(jì)算，得到各等值網(wǎng)絡(luò)的發(fā)電計(jì)劃；

依據(jù)所述發(fā)電計(jì)劃對(duì)各等值網(wǎng)絡(luò)內(nèi)各發(fā)電機(jī)組進(jìn)行發(fā)電計(jì)劃分解，得到各發(fā)電機(jī)組的發(fā)電計(jì)劃。

第二方面，本發(fā)明中一種安全約束經(jīng)濟(jì)調(diào)度系統(tǒng)的技術(shù)方案是：

所述系統(tǒng)包括：

虛擬節(jié)點(diǎn)辨識(shí)模塊，用于辨識(shí)各電壓等級(jí)電網(wǎng)的各虛擬節(jié)點(diǎn)，該虛擬節(jié)點(diǎn)為所述各電壓等級(jí)電網(wǎng)的局部網(wǎng)絡(luò)；所述局部網(wǎng)絡(luò)的內(nèi)部節(jié)點(diǎn)對(duì)邊界節(jié)點(diǎn)具有相近的轉(zhuǎn)移關(guān)系，且其內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)為連通結(jié)構(gòu)；所述內(nèi)部節(jié)點(diǎn)包括發(fā)電機(jī)組、變電站和負(fù)荷，各電壓等級(jí)電網(wǎng)的邊界節(jié)點(diǎn)為相比其高一個(gè)電壓等級(jí)的電網(wǎng)的主變壓器低壓側(cè)；

全局網(wǎng)絡(luò)擴(kuò)展模型構(gòu)建模塊，用于獲取所述各虛擬節(jié)點(diǎn)的各等值網(wǎng)絡(luò)，將所述各等值網(wǎng)絡(luò)與所述各電壓等級(jí)電網(wǎng)的其余網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行拼接，形成降維新網(wǎng)絡(luò)；將所有降維新網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行拼接形成全局網(wǎng)絡(luò)擴(kuò)展模型；

經(jīng)濟(jì)調(diào)度計(jì)算模塊，用于獲取所述各等值網(wǎng)絡(luò)的可調(diào)節(jié)能力指標(biāo)和成本曲線，依據(jù)所述可調(diào)節(jié)能力指標(biāo)和成本曲線建立等值發(fā)電機(jī)組；在所述全局網(wǎng)絡(luò)擴(kuò)展模型上對(duì)所述等值發(fā)電機(jī)組和其余各發(fā)電機(jī)組進(jìn)行經(jīng)濟(jì)調(diào)度計(jì)算，得到各等值網(wǎng)絡(luò)的發(fā)電計(jì)劃；