[發明專利]一種基于兩階段混合整數規劃的電力系統運行模擬方法

有效

• 申請號: 201711059925.3
• 申請日: 2017-11-01
• 公開（公告）號: CN107834543B
• 公開（公告）日: 2021-06-29
• 發明（設計）人: 田春箏;王建學;王圓圓;陳欣琰;毛玉賓;譚暢舒;劉永民;元一平
• 申請（專利權）人: 國家電網公司;國網河南省電力公司經濟技術研究院;西安交通大學
• 主分類號: H02J3/00
• 分類號: H02J3/00
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 王艾華

本發明公開了一種基于兩階段混合整數規劃的電力系統運行模擬方法，通過基于二階段混合整數規劃的運行模擬方法、采用中長期尺度的逐小時精細化模擬，克服了傳統基于典型日或典型周的運行模擬方法涉及時段有限、計算結果偏保守、不夠全面的問題；可以計入風電光伏出力波動性和抽水蓄能機組的小時級調度行為；同時，將全年精細化運行模擬計算的時間縮短到規劃人員可以接受的范圍內，更符合電力系統可靠性評估對計算效率和時間成本的要求。

技術領域

本發明針對電力系統規劃方案評估問題，提出一種全面的系統運行指標計算方法。該方法基于中長期尺度機組組合和經濟調度方法，能為新形勢下計算電力系統規劃方案評估提供有力參照。

背景技術

隨著我國電網建設的發展，網架規劃的重要性顯得愈發重要。為了從理論上支持規劃方案的評估和基于指標的選優，針對確定網架規劃方案下的電力系統運行模擬方法成為當前迫切需要解決的問題。

從規劃評估的角度來看，國內關于發電和輸電系統規劃的評估方法大都基于電力系統的生產模擬。目前國內一些高校和研究機構陸續開始進行了一些將隨機生產模擬應用于電網規劃方案評估的研究，但是這些隨機生產模擬評估方法不能全面地考慮開機方式的影響，得到的系統經濟性和可靠性指標參考價值具有一定的局限。相比之下，運行模擬克服了這類隨機生產模擬方法的固有缺陷，更加貼近電力系統運行實際。

在運行模擬領域中，目前國內多采用典型日模擬的分析方法。但典型日分析方法不能體現一段時間內的新能源出力特性、負荷特性以及全網開機方式的差異性，計算結果往往過于保守，難以指導電網方案評估和方案中年度運行方式的優化。由此，將運行模擬時間尺度擴展到年時間尺度勢在必行。

發明內容

本發明的目的在于提供一種中長期尺度的、全面而精細化的電力系統運行模擬方法。

為實現上述目的，本發明提供一種基于二階段混合整數規劃的電力系統運行模擬方法，包括以下步驟：

包括以下步驟：

步驟1：從電力系統規劃部門獲得系統基本技術數據、系統運行約束條件數據、系統可靠性數據；

系統基本技術數據：節點數據；傳輸線數據；變壓器數據；負荷數據；發電機數據；

系統運行約束條件：各發電機組出力上下限值；支路潮流上下限值；

系統運行數據：發電機的出力上下限曲線、新能源機組的資源功率曲線、負荷功率曲線；

步驟2：生成網架的基礎模型；根據系統的導納矩陣，形成阻抗矩陣，并由此計算推得每對節點之間的發電轉移分布因子(GSDF)；

步驟3：進行長期機組組合計算，根據步驟1中收集到的網架規劃數據，考慮逐日的電量平衡和日典型負荷下的功率平衡約束，計入機組狀態在月之間的平穩過渡，逐月生成機組組合以日為粒度的機組組合模型并分別求解，以確定各個機組的開機方式；

步驟4：進行精細化短期經濟調度計算，根據步驟1中收集到的網架規劃數據和步驟3中確定的機組開機方式，逐周生成以小時為粒度的經濟調度模型并求解；

步驟5：根據步驟3和步驟4的計算結果，可以確定給定網架規劃方案和發電/負荷曲線的前提下，系統逐小時的運行狀態，根據運行狀態可得到系統的運行統計指標。

步驟2中，得到發電轉移分布因子的步驟如下：

建立導納矩陣Y，對電納部分求逆，即可得到電抗矩陣

根據電抗矩陣求得各個節點對之間的廣義發電分布因子(GSDF)