[發(fā)明專利]基于外網(wǎng)運行約束等值的電力系統(tǒng)最優(yōu)潮流計算方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201810982807.8
• 申請日: 2018-08-27
• 公開（公告）號: CN109412162B
• 公開（公告）日: 2020-11-10
• 發(fā)明（設計）人: 陳濤;古濟銘;史成鋼;金黎明;吳迎霞;趙科;余娟;楊知方;林偉;代偉
• 申請（專利權）人: 國家電網(wǎng)公司;國網(wǎng)重慶市電力公司;重慶大學
• 主分類號: H02J3/06
• 分類號: H02J3/06
• 代理公司: 重慶縉云專利代理事務所(特殊普通合伙) 50237
• 代理人: 王翔

本發(fā)明公開了基于外網(wǎng)運行約束等值的電力系統(tǒng)最優(yōu)潮流計算方法，主要步驟為：1)建立交流聯(lián)絡線下的外網(wǎng)最優(yōu)潮流模型。2)建立直流聯(lián)絡線下的外網(wǎng)最優(yōu)潮流模型。3)求解交流聯(lián)絡線功率可行域。4)求解直流聯(lián)絡線功率可行域。5)建立交流聯(lián)絡線下的考慮外網(wǎng)運行約束等值的電力系統(tǒng)最優(yōu)潮流模型,并求解交流聯(lián)絡線下的考慮外網(wǎng)運行約束等值的電力系統(tǒng)最優(yōu)潮流模型的最優(yōu)潮流。6)建立直流聯(lián)絡線下的考慮外網(wǎng)運行約束等值的電力系統(tǒng)最優(yōu)潮流模型，并求解直流聯(lián)絡線下的考慮外網(wǎng)運行約束等值的電力系統(tǒng)最優(yōu)潮流模型的最優(yōu)潮流。本發(fā)明能夠在躉售及大用戶直購電兩種電力市場交易模式下，準確計算出電力系統(tǒng)市場最優(yōu)出清結(jié)果。

技術領域

本發(fā)明涉及電力系統(tǒng)經(jīng)濟優(yōu)化計算領域，具體是基于外網(wǎng)運行約束等值的電力系統(tǒng)最優(yōu)潮流計算方法。

背景技術

現(xiàn)有電力系統(tǒng)已經(jīng)發(fā)展成為分層分區(qū)的復雜互聯(lián)大電網(wǎng)，如美加互聯(lián)大電網(wǎng)，歐洲互聯(lián)大電網(wǎng)，中國同步大電網(wǎng)。為實現(xiàn)資源在各區(qū)域電網(wǎng)間的最優(yōu)配置，達到電網(wǎng)經(jīng)濟最優(yōu)，區(qū)域電網(wǎng)聯(lián)絡線間的功率交換十分重要。但由于區(qū)域電網(wǎng)通常隸屬于不同的獨立運營主體，因此存在數(shù)據(jù)隱私的擔憂，導致數(shù)據(jù)無法共享，一體化最優(yōu)潮流無法實現(xiàn)，無法合理安排聯(lián)絡線間的傳輸功率。

因此，在實際電力工業(yè)中，通常將互聯(lián)電網(wǎng)中不關心的外部網(wǎng)絡采用等值模型進行簡化，達到保護數(shù)據(jù)隱私的目的，同時提供必要的最優(yōu)潮流計算交互數(shù)據(jù)。現(xiàn)有的等值模型可以根據(jù)是否保留外網(wǎng)運行約束分別如下2類：

1)未保留外網(wǎng)運行約束的等值模型：大部分傳統(tǒng)等值模型，如PV等值模型，Ward等值模型，REI等值模型，戴維南等值模型，僅保證等值前后邊界節(jié)點處潮流狀態(tài)的一致性，并利用高斯消元法消去外部等值網(wǎng)絡。但由于它們未保留外網(wǎng)運行約束，使得它們無法保證所得到的電力系統(tǒng)優(yōu)化結(jié)果的安全性和經(jīng)濟型。

2)保留外網(wǎng)運行約束的等值模型。現(xiàn)有部分方法采用邊界最大可用傳輸容量的概念刻畫外網(wǎng)運行約束在聯(lián)絡線功率上對內(nèi)網(wǎng)的影響，但是由于其以邊界處最大功率的特定組合對聯(lián)絡線功率可行區(qū)域進行刻畫，將導致聯(lián)絡線可行域的不準確。另有一部分文獻通過求取等值模型中等值支路的傳輸功率約束，以保留外網(wǎng)運行約束。但該類等值模型所求取的等值支路傳輸功率約束極限，與等值前的潮流狀態(tài)密切相關，若優(yōu)化后潮流狀態(tài)偏離等值前潮流狀態(tài)，該類等值模型將產(chǎn)生巨大的誤差。同時，現(xiàn)有的等值模型僅適用于交流聯(lián)絡線相連網(wǎng)絡，未考慮如今廣泛投入使用的直流聯(lián)絡線。并且由于未考慮外網(wǎng)經(jīng)濟性信息，現(xiàn)有等值模型無法適用于大用戶直購電等電力市場交易模式。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是解決現(xiàn)有技術中存在的問題。

為實現(xiàn)本發(fā)明目的而采用的技術方案是這樣的，基于外網(wǎng)運行約束等值的電力系統(tǒng)最優(yōu)潮流計算方法，主要包括以下步驟：

1)獲取交流聯(lián)絡線下的電力網(wǎng)絡基本參數(shù)和直流聯(lián)絡線下的電力網(wǎng)絡基本參數(shù)。

所述電力網(wǎng)絡的基本參數(shù)主要包括原始網(wǎng)絡中元件參數(shù)、原始網(wǎng)絡拓撲結(jié)構和臨近時刻潮流計算結(jié)果。

所述原始網(wǎng)絡中元件參數(shù)主要包括所有節(jié)點的對地導納、所有節(jié)點的連接負荷功率、所有線路的阻抗、所有線路的對地電納、線路傳輸功率約束條件、變壓器阻抗、變壓器對地導納、變壓器變比、變壓器傳輸功率約束條件、發(fā)電機出力大小、發(fā)電機出力約束條件。

所述原始網(wǎng)絡拓撲結(jié)構主要包括所有節(jié)點的連接關系和網(wǎng)絡分區(qū)情況。

2)根據(jù)交流聯(lián)絡線下的電力網(wǎng)絡基本參數(shù)，建立交流聯(lián)絡線下的外網(wǎng)最優(yōu)潮流模型。

建立交流聯(lián)絡線下的外網(wǎng)最優(yōu)潮流模型的主要步驟如下：

2.1)確定交流聯(lián)絡線下的外網(wǎng)最優(yōu)潮流模型的目標函數(shù)，即交流聯(lián)絡線下外網(wǎng)最小運行費用交流聯(lián)絡線下外網(wǎng)最小運行費用如下所示：