[發明專利]一種電力系統預防調度與恢復調度協調優化策略構建方法

有效

• 申請號: 201810981856.X
• 申請日: 2018-08-27
• 公開（公告）號: CN108964051B
• 公開（公告）日: 2021-10-12
• 發明（設計）人: 覃智君;陳心維
• 申請（專利權）人: 廣西大學
• 主分類號: H02J3/00
• 分類號: H02J3/00;H02J3/06;H02J3/24;H02J3/46
• 代理公司: 廣西南寧公平知識產權代理有限公司 45104
• 代理人: 楊立華

1.一種電力系統預防調度與恢復調度協調優化策略構建方法，其特征在于，包括如下步驟：

步驟一、建立預防調度模型，將FCB機組出力、HVDC系統線路容量和可調度負荷作為不確定集建模；

步驟二、建立恢復調度模型，恢復調度是一個多階段決策過程，建立多階段魯棒自適應模型，任一階段的決策受上一階段不確定集線性函數的約束；

步驟三、將預防調度和恢復調度作為防御者，極端天氣作為電力系統攻擊者，將步驟一和步驟二所建模型與極端天氣的沖擊結合在防御者-攻擊者-防御者多層安全博弈模型中，構建預防調度與恢復調度協調優化策略；所述防御者-攻擊者-防御者多層安全博弈模型的目標函數為最小化整個過程中的負荷損失，包括預防調度中的主動切負荷、極端天氣展開過程中的被動切負荷以及恢復調度中的停電負荷；

步驟四、采用嵌套列-約束生成算法對步驟三中防御者-攻擊者-防御者多層安全博弈模型進行求解；

步驟五、設計高效算法提升算法效率，采用Benders分解對整數變量和連續變量進行解耦，采用最優性條件解耦或拉格朗日松弛解耦進行時段間解耦；

步驟一所述預防調度模型的目標函數定義為最小化給定時段內所有發電機的總發電費用，每臺發電機的費用表達式為：

式中e＝(1,1,...,1)^T為元素全為1的相應尺寸的列向量，a,b,c為所有發電機的發電費用系數向量，P_gt為發電機在第t時段發出的有功功率向量；

所述預防調度模型的靜態約束為在每個時段內與變量相關的電力系統運行約束，具體如下：

1)潮流平衡約束為：

式中Q_gt為發電機在第t時段發出的無功功率向量，P_1t,Q_1t為在第t時段負荷的有功需求向量和無功需求向量，V_t,為所有母線在第t時段的母線電壓及其共軛向量，為節點導納矩陣的共軛；

2)支路視在功率約束為：

S_b,為支路視在功率的上下限向量；

3)節點電壓約束為：

V,為節點電壓的上下限向量；

4)發電機出力約束為：

P_g,為發電機有功出力的上下限，Q_g,為發電機無功出力的上下限；

所述預防調度模型的動態約束為在不同時段內與變量相關的不等式約束，具體如下：

a)爬坡率約束為：

R,為發電機爬坡率的上下限向量；

b)其他發電約束為：

C,為發電機發電上下限向量；

步驟二所述恢復調度模型的目標函數定義為最小化最壞情況下電力系統的總負荷損失，表達式為：

式中，NB表示母線數，NT表示時段數，NC表示場景數；p_c表示輸電故障場景c的發生概率，I_i,t,c表示在時段t內母線i發生場景c的狀態，表示在時段t內母線i發生場景c時的發電功率減少量，表示在時段t內母線i發生場景c時的切負荷量；

所述恢復調度模型的運行約束為：

①功率平衡約束為：

I_i,t,c∈{0,1}

式中，表示在時段t內母線i發生場景c時的可調度發電機的輸出功率，表示母線i與母線j間支路在場景c時的節點導納矩陣元素，θ_j,t,c表示在時段t內母線j發生場景c時的相角，表示在時段t內母線i上的凈負荷，和分別表示在t時段內母線i上凈負荷的最小值和最大值；

②發電機出力限制為：

P_i^g,min和P_i^g,max分別表示母線i上可調度發電機最小輸出和最大輸出；

③輸電線功率限制為：

式中，表示母線i與母線j間支路的最大功率傳輸限制，表示母線i與母線j間支路在場景c時的支路導納矩陣元素；

④熱備用約束：

0≤τ_i,t,c≤τ^max

式中，τ_i,t,c表示可調度發電機組所提供熱備用容量的最大爬坡時間，RU_i表示母線i上的可調度發電機所提供熱備用容量的爬坡率；

所述恢復調度模型的動態約束為：

A)爬坡率約束為：

式中，ΔP_i^g,dn,ΔP_i^g,up分別表示在母線i上可調度發電機的坡下降速率和坡上升速率；

B)可調度發電機出力約束為：

式中E_i^gen,ε_i分別表示母線i總發電量和對應差值的限制；

所述恢復調度模型的校正控制約束為：

式中，ΔP_i^re,max表示母線i上的可調度發電機的最大應急備用容量；

步驟三所述防御者-攻擊者-防御者多層安全博弈模型具體形式如下：

其中，分別表示預防調度第t時段的常規發電機、FCB機組、HVDC系統、線路投切以及可調度負荷的控制變量；分別表示恢復調度第t時段發電機、線路投切以及可調度負荷的控制變量；F_·^t表示對應控制變量的可行域；其中，恢復調度的可行域是預防調度策略以及極端天氣場景的函數。