[發明專利]一種基于網絡重構的輸電網線路潮流越限求解方法及設備

有效

• 申請號: 202011194985.8
• 申請日: 2020-10-30
• 公開（公告）號: CN112290547B
• 公開（公告）日: 2022-08-19
• 發明（設計）人: 張應靈;徐鄭崎;韓曄;鄭立瑋;賴永生;李江山
• 申請（專利權）人: 國網福建省電力有限公司
• 主分類號: H02J3/00
• 分類號: H02J3/00;H02J3/06;H02J3/46;G06F30/20;G06F111/06;G06F111/04;G06F113/04
• 代理公司: 福州科揚專利事務所(普通合伙) 35001
• 代理人: 李曉芬

本發明涉及一種基于網絡重構的輸電網線路潮流越限求解方法，包括如下步驟：建立基于直流潮流方程的第一數學模型，所述第一數學模型由目標函數與第一約束條件組成。建立基于交流潮流方程的第二數學模型，所述第二數學模型由目標函數與第二約束條件組成。通過分支定界法求解所述第一數學模型，得到第一數學模型的最優解。將所述最優解作為所述第二數學模型的初始解，并通過原對偶內點法求解所述第二數學模型，得到第二數學模型的最優解，所述第二數學模型的最優解用于解決潮流越限問題，包含若干條需要開斷的輸電線路。

技術領域

本發明涉及一種基于網絡重構的輸電網線路潮流越限求解方法及設備，屬于電網自動化領域。

背景技術

輸電網的網絡結構基本上是在電力網絡規劃期內確定的。輸電網在建造及運行過程中，也難以通過改變電力設備來改變輸電網的網絡結構。僅當需要設備維護或關閉時，才可以打開或關閉傳輸線路以降低線路潮流。

網絡重構是指在滿足電力網絡的各種約束條件前提下，通過選擇分段開關、聯絡開關的組合狀態來改變輸電線路的運行狀態，從而改變電力網絡的拓撲結構。通過網絡重構，重新整合了網絡資源，而且不需要增加新的成本，僅僅依靠輸電網現有的規模即可提升電力系統的安全性、可靠性和經濟性。此外，網絡重構在改變拓撲結構的同時也改變了系統的潮流分布，所以網絡重構在減輕線路過載等方面也起重要作用。

潮流越限指的是：輸電網母線電壓、支路電流或功率超過了額定值，導致線路過載，從而引發設備損壞、停電等問題。通過輸電網網絡重構方式來消除潮流越限的數學模型，有以下兩種：基于直流潮流方程的數學模型和基于交流潮流方程的數學模型。前者可以轉化為混合整體規劃(MIP)問題進行求解，但MIP問題的松弛解質量對模型的求解效率影響顯著，且所求出的最優解往往與實際問題的最優解存在較大差異。后者是一組非線性的復雜方程，一般多采用迭代方法和啟發式方法來求解，但其對收斂性的要求較高。對兩種數學模型的更多介紹可參考文獻《輸電網結構優化問題研究綜述和展望》。

發明內容

為了解決上述現有技術中存在的問題，本發明提供一種基于網絡重構的輸電網線路潮流越限求解方法及設備，結合兩種數學模型的優點，能夠有效的解決線路潮流越限的問題，也可以對輸電網絡的故障進行應急處理。

本發明的技術方案如下：

技術方案一：

一種基于網絡重構的輸電網線路潮流越限求解方法，包括如下步驟：

建立基于直流潮流方程的第一數學模型，所述第一數學模型由目標函數與第一約束條件組成；建立基于交流潮流方程的第二數學模型，所述第二數學模型由目標函數與第二約束條件組成；步驟如下：

S1、建立目標函數：構造以調整輸電線路數目最少、調整機組有功出力成本最少和甩負荷成本最少為目標的目標函數；S2、建立第一約束條件和第二約束條件：根據線路開斷分布因子，建立由熱備用輸電線路和運行中輸電線路組成的可開斷輸電線路候選集；根據所述可開斷輸電線路候選集，分別確定第一約束條件和第二約束條件；

通過分支定界法求解所述第一數學模型，得到第一數學模型的最優解；將所述最優解作為所述第二數學模型的初始解，并通過原對偶內點法求解所述第二數學模型，得到第二數學模型的最優解，所述第二數學模型的最優解用于解決潮流越限問題，包含若干條需要開斷的輸電線路。

進一步的，所述目標函數為：