[發明專利]一種考慮線路分布因子的輸電網絡運行靈活性評價方法

有效

• 申請號: 202010119280.3
• 申請日: 2020-02-26
• 公開（公告）號: CN111402075B
• 公開（公告）日: 2023-04-07
• 發明（設計）人: 孫軼愷;張利軍;孫黎瀅;郇政林;周明;谷紀亭;徐晨博;黃錦華;孫可;袁翔;李靜軒;張茗洋;李圓;范明霞
• 申請（專利權）人: 國網浙江省電力有限公司經濟技術研究院;華北電力大學
• 主分類號: G06Q50/06
• 分類號: G06Q50/06;G06Q10/063
• 代理公司: 浙江翔隆專利事務所(普通合伙) 33206
• 代理人: 張建青

本發明公開了一種考慮線路分布因子的輸電網絡運行靈活性評價方法。本發明采用的技術方案為：對輸電網絡支路計算開斷分布因子，形成支路開斷分布因子矩陣；利用統計方法和積分法得出某段時間內輸電網絡支路平均有功功率；利用潮流計算方法，求得輸電網絡支路有功功率傳輸極限；基于支路平均有功功率和支路有功功率傳輸極限，得到支路有功功率裕度；利用支路有功功率裕度和支路開斷分布因子矩陣定義傳輸線路運行靈活性；對各傳輸線路運行靈活性的值進行加和，得到單個輸電網絡運行靈活性。本發明可用于定量比較不同輸電網絡間的運行靈活性大小，能夠為未來電網高比例可再生能源接入場景下的電網側運行靈活性分析提供理論指導。

技術領域

本發明涉及輸電網絡運行靈活性評價領域，具體地說是一種考慮線路分布因子的輸電網絡運行靈活性評價方法。

背景技術

可再生能源的大量接入對于當前的電力系統來說是一種考驗。由于新能源的快速發展，現代電力系統面臨電源和負荷兩方面的波動性威脅，其發電的不確定性將從本質上改變電力系統的潮流分布。因此，為了應對源荷雙側的不確定性以及設備故障等問題，電力系統需具備一定的響應和應變能力，即所謂的靈活性。

在傳統電力系統中，靈活性主要是由供電側提供，發電調度根據需求進行調整，后來需求響應和儲能側的靈活性也開始被關注，比如盡量使抽水蓄能電站供給不夠靈活的基本負荷，利用儲能蓄電池的快速反應能力處理負荷波動。傳統的電力系統包含源-荷-網-儲四個方面，即要在發電側、負荷需求側、儲能側和電網側增加靈活性。運行靈活性評價主要應用于實時的調度問題，目標是得出系統一定時間尺度下應對凈負荷波動的能力。在以往的靈活性指標計算中，為了簡化而忽略了輸電網絡的靈活性，而只是把輸電網絡的有功或無功閾值當作靈活性計算的限制條件，但在實際中，輸電網絡阻塞可能會造成附近的靈活性資源無法得到充分利用，所以，對于輸電網絡進行靈活性指標評價也是有必要的。

在評價電網靈活性時常用到USFI(Uncertain?Scenarios?Flexibility?Index)，現有的USFI指標用來比較電網規劃中哪一個輸電網絡有著更高的靈活性，根據傳輸線參數大小可以得知輸電網絡的若干個規劃方案中哪一個在輸送新能源電能時更靈活。顯然，更靈活的輸電網絡應當有更多的電流余量，同時有更小的分布因數，對于發電模式不太敏感。但是，此指標只能作為不同規劃系統間的比較方法，并不能說明電力系統運行時到底有多少靈活性。

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存在的缺陷，提供一種綜合考慮線路開斷分布因子和有功功率裕度的輸電網絡運行靈活性評價方法，以完成對輸電網絡運行靈活性的定量分析。

為此，本發明采用如下的技術方案：一種考慮線路分布因子的輸電網絡運行靈活性評價方法，其內容如下：

對輸電網絡支路計算開斷分布因子，形成支路開斷分布因子矩陣；利用統計方法和積分法得出某段時間內輸電網絡支路平均有功功率；利用潮流計算方法，求得輸電網絡支路有功功率傳輸極限；基于支路平均有功功率和支路有功功率傳輸極限，得到支路有功功率裕度；利用支路有功功率裕度和支路開斷分布因子矩陣定義傳輸線路運行靈活性；對各傳輸線路運行靈活性的值進行加和，得到單個輸電網絡運行靈活性。

進一步地，在直流網絡背景下求解支路開斷分布因子矩陣，其計算式如下：

式中，D_k-l是支路開斷分布因子，表示支路l對于支路k的影響程度；X_k-l是端口k和端口l節點對之間的互阻抗，X_l-l是端口l的自阻抗，x_k和x_l分別對應支路k和支路l的電抗參數。

進一步地，求解支路有功功率傳輸極限過程中，采用潮流計算方法逐漸逼近，首先模擬給出發電機發電量和位置分布參數，使發電量滿足網絡容量的限制，增大發電機輸出功率，直至達到支路約束條件，以此時各個線路的有功潮流作為有功功率傳輸極限，支路約束條件如下所示：