[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

本發明公開了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。該方法將建立考慮多種新元件/新特性的預防調度模型和恢復調度模型，同時，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，將兩種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，構建兩者共同應對極端天氣所帶來沖擊的協調優化策略。與單獨考慮預防調度或恢復調度相比，協調優化后的策略可顯著降低極端天氣沖擊下電力系統總停電損失。

技術領域

本發明涉及電力系統運行與調度技術領域，具體而言，就是通過優化策略對電力系統預防調度與恢復調度進行協調，從而得到應對極端天氣所帶來沖擊的協調優化策略，使得電力系統總體損失最小。

背景技術

世界經濟高速發展的背后，離不開大量化石能源的燃燒，給全球氣候環境帶來了巨大的威脅。全世界范圍內由于氣候變化造成的極端天氣事件頻頻發生，各國基礎設施和人身財產損失嚴重，這其中，電力系統設備屬于重要基礎設施，提高其應對極端天氣威脅的能力迫在眉睫。

極端天氣事件(如干旱、寒潮、山火、強對流天氣等)對電網的沖擊具有高度的不可預見性，且沖擊具有持續性。這就希望電力系統能夠主動進行預防調度，待極端天氣不再對系統產生影響后，進行恢復調度，盡快恢復電網形態和負荷水平，提升電網應對極端天氣的順應性。

如圖1所示，為電力系統調度傳統理論體系，狀態的被動變化主要由獨立偶發事件引起的線路或者變壓器等元件的保護跳閘，以及負荷的持續緩慢變化所引發。狀態的主動變化主要由調度人員施加預防控制、校正控制和恢復控制來實現。上述控制通常由獨立事件進行驅動，當負荷持續變化與繼電保護配合失當，或者調度人員的控制措施不得當，有可能造成電網元件相繼退出，電網難以維持可靠供電，最終可能導致系統失去完整性。這種級聯故障(cascading failure)是發生大面積停電的內因。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是克服上述現有技術的不足，提供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，將長時間尺度預防調度與恢復調度分別作為防御者，將極端天氣作為電力系統的攻擊者，將兩種調度之間的協調策略構建防御者-攻擊者-防御者多層安全博弈模型求解，獲得電力系統應對極端天氣的協調優化策略。與單獨考慮預防調度或恢復調度相比，協調優化后的策略可顯著降低極端天氣下電力系統總體停電損失。并且，本發明采用多種解耦算法設計高性能計算方法，以求解大規模協調優化策略，滿足電力系統實際應用需求。

為實現上述發明目的，本發明采用了如下技術方案：

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，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(Defender)，極端天氣作為電力系統攻擊者(Attacker)，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(Defender-Attacker-Defender，D-A-D)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，對預防調度與恢復調度進行協調。該D-A-D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(Column-and-Constraint Generation，CCG)算法對步驟三中D-A-D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。