[發明專利]一種面向交直流系統機組出力與拓撲結構的隨機優化方法

有效

• 申請號: 202011574409.6
• 申請日: 2020-12-25
• 公開（公告）號: CN112651128B
• 公開（公告）日: 2022-05-24
• 發明（設計）人: 譚益;廖長風;李勇;曹一家
• 申請（專利權）人: 湖南大學
• 主分類號: G06F30/20
• 分類號: G06F30/20;G06Q50/06;G06F111/04;G06F111/06
• 代理公司: 湖南兆弘專利事務所(普通合伙) 43008
• 代理人: 胡君

1.一種面向交直流系統機組出力與拓撲結構的隨機優化方法，其特征在于，步驟包括：

S1.構建優化模型，以含電壓源型換流站的交直流電力系統正常狀態下的總發電成本為目標函數，約束條件包括與交流子系統線性潮流模型、考慮V²-P下垂控制的直流子系統線性潮流模型、電壓源型換流站傳輸功率相關的約束，以及與交直流支路傳輸容量、電壓源型換流站傳輸容量、火電機組有功出力范圍及火電機組調節能力相關的約束，所述換流站均為連接交流子系統和直流子系統的換流站；

S2.將優化模型中所有支路開關的狀態設置為閉合狀態，所述支路開關為待優化的交流支路開關；

S3.將經過步驟S2處理后得到的優化模型分解為多個子模型，每個所述子模型只含一個N-1故障或不含任何故障，由含有各所述子模型的集合構成第一階段模型；

S4.對步驟S3產生的各個子模型分別進行求解，得到所述第一階段模型的求解結果；

S5.根據步驟S4得到的各所述子模型的所述求解結果獲取有效開關集合；

S6.根據步驟S5得到的有效開關集合，在步驟S1所構建的優化模型中將有效開關以外的其余開關的狀態設置為閉合狀態，進而得到第二階段優化模型；

S7.求解所述第二階段優化模型，得出最終的拓撲結構和火電機組出力聯合優化結果。

2.根據權利要求1所述的面向交直流系統機組出力與拓撲結構的隨機優化方法，其特征在于，所述優化模型目標為使得各場景下各火電機組發電成本之和最小，即為：

其中，s表示所屬場景，bc表示正常運行狀態，a_i、b_i、c_i為節點i的火電機組成本函數中的系數，代表節點i的火電機組有功出力，p_s為場景發生概率，n_s為場景總數，Ω^AC表示交流子系統的節點集合。

3.根據權利要求1所述的面向交直流系統機組出力與拓撲結構的隨機優化方法，其特征在于，與所述交流子系統線性潮流模型相關的約束條件為：

所述考慮V²-P下垂控制的直流子系統線性潮流模型相關的約束條件為：

與所述電壓源型換流站傳輸功率相關的約束條件為：

交流子系統支路傳輸容量約束為：

所述火電機組有功出力范圍約束為：

所述火電機組調節能力約束為：

直流子系統電壓約束為：

直流子系統支路傳輸容量約束為：

所述電壓源型換流站傳輸容量約束為：

其中，Ω^AC表示交流子系統的節點集合，分別表示交流子系統和直流子系統中與節點i相連的支路集合，下標s和下標p分別代表所屬場景和所屬狀態，p∈{bc,st_f,lt_f}，st_f和lt_f分別表示故障f發生后短期運行狀態、故障f發生后長期運行狀態，分別代表交流子系統中節點i的總有功注入功率、火電機組有功出力、換流站有功注入功率、負荷有功功率，為交流子系統中節點i與節點j之間支路的有功功率；為交流子系統中節點i與節點j之間的支路導納，所述支路導納表示為其中x_ij為交流子系統中節點i與節點j之間支路的電抗；與等效，代表交流子系統中節點i與節點j之間支路的開關狀態，代表支路處于斷開狀態，代表支路處于閉合狀態，代表交流子系統中節點i和節點j之間的電壓相角差，M為足夠大的正數；其中，是換流站的直流下垂控制系數，分別是的上限和下限；分別是直流子系統中節點i的電壓值、下垂控制參考電壓、下垂控制直流參考有功功率，分別表示直流子系統中節點i的有功注入功率、風電有功出力、負荷有功功率、換流站有功注入功率，為直流子系統中節點i與節點j之間支路的有功功率，為直流子系統中節點i與節點j之間支路的電阻值，Ω^DC、Ω^DC,VC分別表示由同一個換流站的交流側節點和直流側節點構成的節點對集合、直流子系統的節點集合、與換流站相連的直流子系統節點集合；為運行狀態p下的支路傳輸容量系數，代表正常運行狀態下直流子系統中節點i與節點j之間支路的傳輸容量，ΔP_i^MAX分別為火電機組的有功出力上限、有功出力下限、有功出力調節上限，分別為直流子系統中節點i的電壓上限和下限，代表與交流子系統中節點i相連的換流站的傳輸容量；代表正常運行狀態下交流子系統中節點i與節點j之間支路的傳輸容量；Ω^AC,VC代表與換流站相連的交流子系統節點集合；上述內容所述換流站均指連接交流子系統和直流子系統的電壓源型換流站。