[發(fā)明專利]基于多參數(shù)線性規(guī)劃的電力系統(tǒng)風險評估加速方法

有效

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• 申請日: 2018-06-29
• 公開（公告）號: CN109102146B
• 公開（公告）日: 2021-10-29
• 發(fā)明（設計）人: 雍培;張寧;王毅;康重慶;夏清
• 申請（專利權）人: 清華大學
• 主分類號: G06Q10/06
• 分類號: G06Q10/06;G06Q50/06
• 代理公司: 北京眾合誠成知識產(chǎn)權代理有限公司 11246
• 代理人: 張文寶

本發(fā)明公開了一種基于多參數(shù)線性規(guī)劃電力系統(tǒng)風險評估加速方法，該方法建立電力系統(tǒng)運行狀態(tài)對應的切負荷量最小優(yōu)化模型以及其對應的多參數(shù)線性規(guī)劃模型；建立線路狀態(tài)字典集；針對某一采樣得到的電力系統(tǒng)運行狀態(tài)，檢索并匹配其對應線路狀態(tài)字典集元素中的關鍵判斷區(qū)域集；若匹配不成功，則采用優(yōu)化軟件求解該運行狀態(tài)對應的以切負荷損失最小的優(yōu)化模型，并運用求解結(jié)果建立新的關鍵判斷區(qū)域；若匹配成功，則利用對應的關鍵判別區(qū)域的特征信息直接計算該運行狀態(tài)對應的各節(jié)點失負荷量。利用本方法改進電力系統(tǒng)風險評估效率，提高電網(wǎng)的風險評估速度，為電網(wǎng)規(guī)劃和運行人員提供決策參考和支持。

技術領域

本發(fā)明涉及電力系統(tǒng)分析技術領域，特別是涉及基于多參數(shù)線性規(guī)劃的電力系統(tǒng)風險評估加速方法。

背景技術

現(xiàn)今電力系統(tǒng)中存在大量的不確定性。這些不確定性的累加和相互作用，使得電力系統(tǒng)實時運行在風險之中。例如，發(fā)電廠中發(fā)電機存在停運的概率，可能導致全系統(tǒng)的發(fā)電能力不足，從而導致被迫停電；傳輸線路存在退出運行的概率，使得全系統(tǒng)發(fā)生潮流轉(zhuǎn)移，影響功率的傳輸分布，可能導致無法滿足負荷需求；多種不確定性的相互作用，更可能導致重大事故的產(chǎn)生。

因此需要對電力系統(tǒng)進行風險評估，即通過概率方法，對電力系統(tǒng)中相關不確定性進行建模，根據(jù)不確定性建模結(jié)果，對全系統(tǒng)的停電風險進行評估。根據(jù)時間尺度，風險評估可以分為長期和中短期評估。長期風險評估結(jié)果對于電力系統(tǒng)的規(guī)劃具有指導性作用，而中短期的風險評估則可以輔助電力系統(tǒng)調(diào)度運行人員決策，提高電力系統(tǒng)的運行安全性。

由于在電力系統(tǒng)風險評估過程中，需要生成大量的樣本用于模擬未來電力系統(tǒng)的隨機性，并應用最優(yōu)潮流方法對每個樣本的切負荷情況進行判斷，因此其計算量大，分析速度慢制約了風險評估方法在實際電網(wǎng)中的應用。為了克服這一困難，大量提高評估效率的方法被提出。在采樣技術上，包括截斷抽樣、分層抽樣、狀態(tài)空間剪枝、智能搜索、重要性采樣、基于交叉熵方法等各類高效的采樣技術被提出，用于提高采樣效率，用更少的樣本來模擬電力系統(tǒng)隨機性，獲得較好的收斂性。通過減少需要的樣本數(shù)量，來加快風險評估過程。在樣本的評估技術上，現(xiàn)有的方法和技術較為缺乏。一部分基于人工神經(jīng)網(wǎng)絡、支持向量機等機器學習技術的方法被提出，但他們都基于系統(tǒng)支路(輸電線路、電纜、變壓器以及連接兩個母線的輸電設備均被定義為“支路”)不會退出運行的假設，這與實際不符。

因此希望有一種電力系統(tǒng)風險評估加速方法，以解決現(xiàn)有技術中電力系統(tǒng)風險評估方法計算效率低下的問題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種基于多參數(shù)線性規(guī)劃的電力系統(tǒng)風險評估加速方法，該方法利用多參數(shù)線性規(guī)劃方法，根據(jù)關鍵判斷區(qū)域理論，采用動態(tài)學習方法，加速過程中的樣本評估速度，從而提高計算效率，推進電力系統(tǒng)風險的實時評估。

本發(fā)明基于多參數(shù)線性規(guī)劃的電力系統(tǒng)風險評估加速方法，定義輸電線路、電纜、變壓器以及連接兩個母線的輸電設備為支路；定義系統(tǒng)中的各類發(fā)電設備為機組；將電力系統(tǒng)發(fā)電機組與支路統(tǒng)稱為元件；定義電力系統(tǒng)中的所有母線為節(jié)點；定義同一多參數(shù)規(guī)劃問題的關鍵判別區(qū)域集合為關鍵判別區(qū)域集，關鍵判別區(qū)域集中的每一個關鍵判別區(qū)域為它的一個元素；定義存儲多個線路狀態(tài)以及各線路狀態(tài)相應的電力系統(tǒng)參數(shù)和關鍵判別區(qū)域集的集合為線路狀態(tài)字典集，線路狀態(tài)字典集中的每一個線路狀態(tài)以及其對應的電力系統(tǒng)參數(shù)和關鍵判別區(qū)域集為它的一個元素。

基于多參數(shù)線性規(guī)劃的電力系統(tǒng)風險評估加速方法，其特征在于，所述電力系統(tǒng)風險評估加速方法包括以下步驟：

步驟1：在需要進行風險評估的時段內(nèi)，采用蒙特卡洛方法隨機采樣電力系統(tǒng)的運行狀態(tài)，其中電力系統(tǒng)的運行狀態(tài)包括：各支路的正常或停運狀態(tài)、發(fā)電機組的正常或停運狀態(tài)以及電力系統(tǒng)各節(jié)點負荷大小，并對電力系統(tǒng)的運行狀態(tài)建立以切負荷損失最小的優(yōu)化模型以及切負荷損失最小的優(yōu)化模型對應的多參數(shù)規(guī)劃模型；