[發明專利]一種大規模區域電網日前安全約束機組組合快速求解方法

有效

• 申請號: 202011151599.0
• 申請日: 2020-10-23
• 公開（公告）號: CN112491091B
• 公開（公告）日: 2022-11-15
• 發明（設計）人: 劉春曉;張薔;王巍;王子強;周鑫;高琴
• 申請（專利權）人: 中國南方電網有限責任公司
• 主分類號: H02J3/46
• 分類號: H02J3/46
• 代理公司: 南京縱橫知識產權代理有限公司 32224
• 代理人: 母秋松

1.一種大規模區域電網日前安全約束機組組合快速求解方法，其特征在于：包括如下步驟：

步驟1：將大規模區域電網日前安全約束機組組合優化模型中的0/1整數變量y_i,t、z_i,t及u_i,t，松弛為[0,1]之間的連續變量，得到松弛后的大規模區域電網日前安全約束機組組合優化模型，采用線性規劃方法對松弛后的大規模區域電網日前安全約束機組組合優化模型進行求解，得到全部機組各計劃時段最優計劃出力P_i,t；

步驟2：基于松弛后的大規模區域電網日前安全約束機組組合優化模型的求解結果P_i,t，將各機組對應運行狀態的0/1整數變量u_i,t分為取1整數變量集合R、取0整數變量集合D、待組合有效優化空間集合S三類；

步驟3：基于松弛后大規模區域電網日前安全約束機組組合優化模型的求解結果P_i,t，計算大規模區域電網日前安全約束機組組合優化模型的所有穩定斷面nfg各時段潮流P_nfg,t，再根據判斷準則，將穩定斷面nfg分為兩類，一類是考慮的穩定斷面nfg，另一類是不考慮的穩定斷面nfg；

步驟4：將大規模區域電網日前安全約束機組組合優化模型中0/1整數變量u_i,t屬于取1整數變量集合R的變量修改為參數，參數值設置為1；0/1整數變量u_i,t屬于取0整數變量集合D的變量修改為參數，參數值設置為0；將模型中的屬于不考慮的穩定斷面nfg及其穩定斷面潮流安全約束從模型中刪除；得到修改后的大規模區域電網日前安全約束機組組合優化模型；

步驟5：對修改后的大規模區域電網日前安全約束機組組合優化模型，采用混合整數線性規范算法求解，得到各發電機組各時段的組合狀態u_i,t及最優計劃出力P′_i,t。

2.根據權利要求1所述的一種大規模區域電網日前安全約束機組組合快速求解方法，其特征在于：所述大規模區域電網日前安全約束機組組合優化模型，包括目標函數、約束條件；

所述目標函數為以總購電成本最小為優化目標，公式如下：

其中：N表示發電機組的總臺數；T表示所考慮的計劃時段總數，i表示發電機組，t為一個計劃時段；P_i,t表示發電機組i在t時段的計劃出力；C_i,t(P_i,t)、分別為機組i在時段t的運行費用、啟動費用；將發電機組i劃分為以下整數變量，0/1整數變量y_i,t表示發電機組i在t時段由停機狀態變為開機狀態，其中0代表沒有由停機狀態變為開機狀態，1代表由停機狀態變為開機狀態；0/1整數變量z_i,t表示發電機組i在t時段由開機狀態變為停機狀態，其中0代表沒有由開機狀態變為停機狀態，1代表由開機狀態變為停機狀態；0/1整數變量u_i,t表示發電機組i在t時段是否運行，0表示發電機組i在t時段停機，1表示發電機組i在t時段運行；

所述約束條件包括：

1)機組出力上下限約束：

P_i,minu_i,t≤P_i,t≤P_i,maxu_i,t (1)

式中，P_i,min與P_i,max分別為發電機組i的出力下限與出力上限，u_i,t為0/1整數變量；

2)機組開停機時間約束：

y_i,t-z_i,t＝u_i,t-u_i,t-1 (4)

式中：τ為時段，MU_i與MD_i分別為機組i最小開機運行時段數、最小停機時段數；u_i,0表示機組i的初始狀態；TU_i,0與TD_i,0分別為機組i在初始時刻已經開機和停機時段數，UT_i與DT_i分別為機組i為滿足最小運行時間或停運時間而必須繼續運行或停運的時段數；

3)機組爬坡約束：

P_i,t-P_i,t-1≤RU_i(1-y_i,t)+P_i,maxy_i,t (7)

P_i,t-1-P_i,t≤RD_i(1-z_i,t)+P_i,maxz_i,t (8)

式中：P_i,t-1是發電機組i在t-1時段計劃出力，RU_i與RD_i分別為發電機組i的爬坡率和滑坡率；

4)負荷平衡約束

式中：N_d系統外部聯絡線總個數；P_d,t為聯絡線d在時段t的有功出力，L_t為電網在時段t的系統負荷；

5)穩定斷面潮流安全約束：

機組出力需要滿足電網輸電斷面功率要求：

式中：L_nfg,t表示穩定斷面nfg在t時段潮流上限；j為負荷節點；l_j,t為節點負荷功率；S_i,nfg,t為機組i的注入功率對穩定斷面nfg的靈敏度；S_j,nfg,t為負荷節點j功率對穩定斷面nfg的靈敏度。