[發明專利]一種基于快速靈活全純嵌入思想的電網負荷裕度評估方法

有效

• 申請號: 202110154748.7
• 申請日: 2021-02-04
• 公開（公告）號: CN112952801B
• 公開（公告）日: 2023-03-31
• 發明（設計）人: 汪濤;張文;黃文濤;李家祺
• 申請（專利權）人: 中山大學
• 主分類號: H02J3/00
• 分類號: H02J3/00;H02J3/06
• 代理公司: 深圳市創富知識產權代理有限公司 44367
• 代理人: 高冰

本發明公開了一種基于快速靈活全純嵌入思想的電網負荷裕度評估方法，方法包括以下步驟：S1、間接從合作方獲取所需的脫密電網數據；S2、建立連續潮流方程模型；S3、運用FFHE思想求解連續潮流方程；S4、由求解的負荷裕度，設計規劃電網的調度策略。本發明相較于通過線性函數預測，利用基于弧長級數展開得到的有理函數逼近要精確、高效得多；不需要低效繁雜地反復運用局部求解器進行校正。開發了一種有效的方案，高效解決這類非線性方程組。在計算效率、計算精度及計算規模等方面，本發明相較于現有方法均有顯著提升。比通過儲存數千個離散點處數值解信息來描述P?V曲線的CPFLOW法，可節省大量儲存空間。

技術領域

本發明涉及電力技術領域，尤其涉及一種基于快速靈活全純嵌入思想的電網負荷裕度評估方法。

背景技術

隨著國民經濟的發展和人民生活水平的提高，電網容量及用電負荷越來越大，供電的中斷將給國民生活帶來巨大的影響。由于大機組、超高壓、大電網、可再生能源的廣域互聯電網的發展，電力系統的運行愈發接近其功率極限，這使得電力系統穩定問題越來越突出。而且，因利用可再生能源等不確定因素，使得電力系統因為出現某不確定因素引起節點負荷超過極限或功率驟變等，造成電壓失穩，進而發生電力系統大面積崩潰斷電。因此，在進行大規模電力系統運行規劃和調度時，需要事先對系統負荷裕度進行評估。

P-V曲線分析是評估電力系統負荷裕度的重要工具。P代表了某個區域的總負荷或某個傳輸斷面、區域聯絡線的傳輸功率，V代表了某個母線電壓。這兩個參數可以體現各負荷節點維持電壓穩定性的能力強度，從而可以給出系統的負荷裕度。通過追蹤P-V曲線可以發現，隨著負荷功率增加到臨近點時，稍微再增加一點，系統電壓將會劇烈下降，造成系統電壓失穩，甚至電壓崩潰。這個臨界點在數學上稱作鞍結分岔(SNB)點。目前行業中常用的基于傳統迭代思想發展而來的常規潮流計算方法(如牛頓法、快速解耦法等)在系統處于臨界點附近時,由于須求解的雅可比矩陣接近奇異,會導致潮流計算失敗,迭代不收斂，從而無法繪制出完整的P-V曲線。因此，有學者提出了基于弧長的連續潮流方法(CPFLOW法)，該方法利用傳統歐拉法、梯形法、龍格庫塔法等預測，并使用局部求解器進行校正，直至繪制出足夠長(穿過SNB點)的P-V曲線。另外，有學者提出了不同的方法追蹤P-V曲線，即在預測階段使用多項式函數逼近，在校正階段使用基于全純嵌入(HE)的方法。然而，上述兩種方法都有非常大的局限性。

首先，CPFLOW法的缺陷在于：

(i)由于預測階段采用線性近似做預測，這使得近似效果不佳，特別是仿真大規模復雜系統時僅適用于步長很短的情形。

(ii)步長難以確定。選取足夠小的步長確實可以提高精度，但這不僅僅會增加計算導數的次數，還會增加調用局部求解器的次數，嚴重影響計算效率。而步長過大，則會影響曲線準確度甚至造成曲線不能收斂，尤其是在臨界點附近。

(iii)在校正的階段，由于基于迭代思想的局部求解算法(如牛頓-拉夫遜法)收斂域有限，隨著系統規模的增大，即使通過較小的步長進行預測，在校正過程中可能也會遇到難以收斂的問題。

而且，基于現有HE方法在推導級數展開時，所選參數直接選為連續潮流方程中的控制參數，這雖可減少了計算級數系數的時間成本,但也帶來了致命的缺陷：僅是通過觀察所得曲線的震蕩起始點，經驗性地猜測SNB點的位置，并沒有理論依據，也無法證實猜測的點就是SNB點，而且震蕩起始點與實際SNB點之間位置差異較大。

發明內容

有鑒于現有技術的上述缺陷，本發明所要解決的技術問題是提供一種基于快速靈活全純嵌入思想的電網負荷裕度評估方法及系統，以解決現有技術的不足。

為實現上述目的，本發明提供了一種基于快速靈活全純嵌入思想的電網負荷裕度評估方法，包括以下步驟：

S1、間接從合作方獲取所需的脫密電網數據；

S2、建立連續潮流方程模型；