[發明專利]一種計及小干擾穩定約束的有功調度優化方法

有效

• 申請號: 201910686504.6
• 申請日: 2019-07-29
• 公開（公告）號: CN110445152B
• 公開（公告）日: 2021-08-06
• 發明（設計）人: 孫志媛;劉默斯;周柯;孫艷;梁水瑩;丘浩;丘曉茵;李秋文
• 申請（專利權）人: 廣西電網有限責任公司電力科學研究院
• 主分類號: H02J3/24
• 分類號: H02J3/24;H02J3/48
• 代理公司: 南寧東智知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 45117
• 代理人: 巢雄輝;黎華艷

本發明涉及電力調度控制技術領域，具體涉及一種計及小干擾穩定約束的有功調度優化方法，包括以下步驟：S1：求取系統的各發電機有功出力及初始狀態下系統的譜橫坐標；S2：建立改進1?范數的小干擾穩定有功調度優化模型；S3：采用內點法對求解優化結果，進行系統潮流和譜橫坐標的迭代計算；S4：判斷系統是否滿足小干擾穩定運行條件，若不滿足，則繼續重復步驟S2?S3。本發明無需依賴平衡機的特征值數值靈敏度，建立的優化模型形式簡單，計算量少，計算效率高，能使系統出力的調整量集中在少數關鍵機組上，而不至于零散地分到多個機組上，以此提高了調度的可操作性，縮短了調度控制時間，具有廣泛的應用前景。

技術領域

本發明涉及電力調度控制技術領域，具體涉及一種計及小干擾穩定約束的有功調度優化方法。

背景技術

隨著區域互聯電網的規模增大和可再生能源接入比例地不斷提高，電力系統的功率振蕩事故不斷攀升。為了改善電力系統的小干擾穩定性，通常在系統中配置PSS和FACTS等阻尼控制器。然而，阻尼控制器從設計到投運的周期很長，而且投運后也無法滿足所有運行工況的要求。此外，基于本地信號的阻尼控制器對區間振蕩模式的抑制效果比較有限，考慮廣域信號的阻尼控制器又受傳輸時滯等通信因素影響大。因而，阻尼控制器雖為抑制系統振蕩提供了一種長效機制，但并不足以解決小干擾穩定問題。因此，通過有功調度對小干擾穩定控制就顯得十分必要。

目前，通過有功調度控制小干擾穩定的方法多基于特征值靈敏度，尤其在優化模型中特征值靈敏度是特征值對變量的梯度，為目標尋優提供關鍵信息。計算特征值靈敏度的方法主要分為兩種：一種是解析靈敏度法，根據特征值與模型變量的關系，依據鏈式求導法則直接推導。但是，由于特征值是關于變量的隱函數，其靈敏度計算實際上是一個多元隱函數求偏導的問題，具有維數高、變量多的特點，推導極其復雜。另外一種是數值靈敏度法，它基于數值微分理論對變量進行數值攝動，通過特征值變化量與攝動值的商近似求取特征值靈敏度，這種方法無需復雜的數學推導，具有計算簡單、物理概念清晰的優點，在小干擾穩定分析中得到了廣泛的應用，但是由于是在潮流計算的基礎上攝動，而平衡節點的有功出力無法主動攝動，因此它的特征值靈敏度無法求取，同時其它節點的靈敏度也隱含了平衡機的靈敏度，這就造成一些基于它的有功攝動方法不準確。此外，為了克服絕對值目標函數的非光滑性，常將目標函數轉換為2-范數，這容易造成優化的結果將較小出力調節量零散地分到過多機組上，調度策略的可操作性不強。

因此，如何解決平衡節點的有功出力無法主動攝動，造成的發電機組有功靈敏度計算偏差，且避免將較小出力調節量零散地分到過多機組上，提高調度策略的可操作性，是亟待解決的問題。

發明內容

為了解決上述問題，本發明提供了一種計及小干擾穩定約束的有功調度優化方法，具體技術方案如下：

一種計及小干擾穩定約束的有功調度優化方法，包括以下步驟：

S1：對系統進行初始狀態潮流計算，求取系統的各發電機有功出力及初始狀態下系統的譜橫坐標η₀；

S2：建立改進1-范數的小干擾穩定有功調度優化模型；

S3：采用內點法對步驟S2的優化模型求解優化結果，并根據優化結果進行系統潮流和譜橫坐標的迭代計算；

S4：優化后判斷系統是否滿足小干擾穩定運行條件，若滿足則系統按照該結果進行相應發電機出力的調整；若不滿足，則繼續重復步驟S2-S3。

優選地，所述步驟S2建立改進1-范數的小干擾穩定有功調度優化模型包括發電機最小有功調整量的目標函數、基于1-范數的有功改變量平衡的等式約束、基于有功出力靈敏度的小干擾穩定不等式約束以及發電機出力限制不等式約束；

所述發電機最小有功調整量的目標函數為：