[發(fā)明專利]基于兩層規(guī)劃的電力系統(tǒng)N-K故障分析方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710556302.0
• 申請(qǐng)日: 2017-08-17
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN107317328B
• 公開(kāi)（公告）日: 2019-10-11
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉新山;劉國(guó)靜;李娟;尹兵;曹明;尹永昌;周遙;王榮
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 國(guó)網(wǎng)江蘇省電力公司宿遷供電公司;國(guó)網(wǎng)江蘇省電力公司;國(guó)家電網(wǎng)公司
• 主分類號(hào): H02J3/00
• 分類號(hào): H02J3/00
• 代理公司: 南京品智知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 32310
• 代理人: 奚曉寧;楊陳慶

1.基于兩層規(guī)劃的電力系統(tǒng)N-K故障分析方法，其特征在于，包括如下步驟：

1）上層問(wèn)題；

建立直流潮流條件下的數(shù)學(xué)模型，確定上層問(wèn)題目標(biāo)函數(shù)；

（1）

式（1）中，為線路l運(yùn)行狀態(tài)，0表示故障停運(yùn)，l表示正常運(yùn)行；D為負(fù)荷節(jié)點(diǎn)集合；為負(fù)荷節(jié)點(diǎn)d對(duì)應(yīng)的切負(fù)荷量；

（2）

式（2）中，L為線路集合；K為所分析的故障重?cái)?shù)；

在故障重?cái)?shù)K給定條件下，獲得能夠引起電網(wǎng)切負(fù)荷量最大的故障組合；

2）下層問(wèn)題；

針對(duì)步驟1）上層問(wèn)題決策的故障組合，模擬電網(wǎng)事故后的運(yùn)行情況，在滿足電網(wǎng)各類運(yùn)行約束的條件下，通過(guò)調(diào)整發(fā)電機(jī)組輸出功率最小化電網(wǎng)切負(fù)荷量；

當(dāng)上層問(wèn)題目標(biāo)函數(shù)值等于各故障組合所引起電網(wǎng)最小切負(fù)荷量中的最大值時(shí)，即得出引起電網(wǎng)切負(fù)荷最大的故障組合；

步驟2）中下層問(wèn)題的目標(biāo)函數(shù)；

（3）

式（3）中，為線路l流過(guò)的有功功率；為發(fā)電機(jī)組g在事故后的有功功率再調(diào)整量；為節(jié)點(diǎn)n對(duì)應(yīng)的電壓相角；

步驟2）所述的約束條件主要包括，

2-1）線路傳輸容量約束

（4）

（5）

（6）

式（4）~式（6）中，為線路l電抗值；為節(jié)點(diǎn)支路關(guān)聯(lián)矩陣中n行l列的元素值；M為大于10萬(wàn)的常數(shù)；為線路l輸電容量；

當(dāng)線路l正常運(yùn)行時(shí)，，由式（4）、式（5）可知，線路l上的有功功率應(yīng)滿足，

（7）

由式（6）可知，此時(shí)，有，

（8）

式（7）、式（8）構(gòu)成傳統(tǒng)的線路傳輸容量約束；而當(dāng)線路l故障停運(yùn)時(shí)，；由于M為大于10萬(wàn)的常數(shù)，顯然式（4）、式（5）為松弛約束；

而由式（6）可知，此時(shí)線路l流過(guò)的有功功率為0，與線路故障停運(yùn)的狀態(tài)相符；式（4）~式（6）能夠同時(shí)表示線路正常運(yùn)行和故障停運(yùn)的功率約束；

2-2）節(jié)點(diǎn)功率平衡約束；

對(duì)于節(jié)點(diǎn)n，應(yīng)滿足注入功率與流出功率相等，即，

（9）

式（9）中，、、分別表示發(fā)電機(jī)組g、線路l、負(fù)荷d與節(jié)點(diǎn)n相連；線路l功率以流出為正，流入為負(fù)，在式中通過(guò)的正負(fù)表示線路l功率的方向；為初始狀態(tài)下發(fā)電機(jī)組g對(duì)應(yīng)的輸出功率，在模型中為給定常數(shù)；為發(fā)電機(jī)組g在事故后的有功功率再調(diào)整量；為負(fù)荷d的對(duì)應(yīng)的負(fù)荷功率；

2-3）發(fā)電機(jī)組最大調(diào)整量約束；

發(fā)電機(jī)組g在事故后的再調(diào)整量應(yīng)滿足如下約束，

（10）

式（10）中，為發(fā)電機(jī)組g最大調(diào)節(jié)速率; 為發(fā)電機(jī)組g最小調(diào)節(jié)速率；為允許的調(diào)整時(shí)間，為5—10min；

2-4）機(jī)組輸出功率范圍約束；

（11）

式（11）中，、分別為機(jī)組g最大、最小允許輸出功率。