[發明專利]一種輸電網結構優化調度方法及系統

有效

• 申請號: 202111457680.6
• 申請日: 2021-12-01
• 公開（公告）號: CN113991753B
• 公開（公告）日: 2023-07-11
• 發明（設計）人: 張玉敏;吉興全;張旋;王金玉;于一瀟;劉健;孫鵬凱;楊子震
• 申請（專利權）人: 山東科技大學
• 主分類號: H02J3/46
• 分類號: H02J3/46;H02J3/38;G06Q10/04;G06Q10/0631;G06Q50/06
• 代理公司: 濟南圣達知識產權代理有限公司 37221
• 代理人: 閆圣娟

本發明公開一種輸電網結構優化調度方法及系統，包括：以輸電網機組出力成本最小為整體目標函數，并根據各區域間的聯絡支路對輸電網結構進行劃分，對各區域分別構建輸電網調度模型；對輸電網調度模型進行線性優化處理后進行層級劃分，將上層模型中虛擬負荷的目標量和下層模型中虛擬發電機的響應量作為層級間的耦合變量；引入罰函數對層級間的耦合約束進行松弛處理，確定各區域對應的目標函數和約束條件，以對優化后的輸電網調度模型進行求解，且根據整體目標函數和層級間耦合變量的約束條件確定最優的輸電網資源調度方案。通過母線撕裂法對互聯電網進行切分，利用ATC分解協調方法進行區域間的協同調度，實現電網的整體優化。

技術領域

本發明涉及綜合能源系統協調優化技術領域，特別是涉及一種輸電網結構優化調度方法及系統。

背景技術

本部分的陳述僅僅是提供了與本發明相關的背景技術信息，不必然構成在先技術。

電力系統的電源與負荷呈逆向分布，加劇了源荷不平衡的矛盾，嚴重影響了網絡傳輸性能和供電質量，單純依靠區域內部調控的效果有限，且各類間歇性可再生能源發電占比日益增加，實際電網規模龐大，受分區管理、信息不共享等因素影響，難以建立起統一的互聯電網模型。

目前，在解決電網互聯優化協調的問題時，采用的多是將大規模優化問題分解為多個子系統的并行協調優化問題，這種方法雖然減少了求解的時間，提高了模型的計算效率，但對于電網互聯整體運行的提升具有一定的保守性。

其次，現有技術還涉及對輸電網結構的優化方法和各種優化配置方法的研究，以提升電力系統的運行經濟性和安全性，但研究的角度都是從電網整體運行成本切入的，未能考慮電網互聯之后進行切分的經濟安全運行情況，也未能考慮切分后各個區域之間互聯協調的影響。實際電網規模龐大，受分區管理、信息不共享等因素影響，如何建立起統一的互聯電網模型，從而提升互聯電網整體運行水平和模型的計算效率成為亟待解決的關鍵問題。

發明內容

為了解決上述問題，本發明提出了一種輸電網結構優化調度方法及系統，針對區域互聯的輸電網結構模型，通過母線撕裂法對互聯電網進行切分，以在各分區內進行獨立的經濟調度；同時利用ATC分解協調方法進行區域間的協同調度，實現電網的整體優化。

為了實現上述目的，本發明采用如下技術方案：

第一方面，本發明提供一種輸電網結構優化調度方法，包括：

以輸電網機組出力成本最小為整體目標函數，并根據各區域間的聯絡支路對輸電網結構進行劃分，對各區域分別構建輸電網調度模型；

對輸電網調度模型進行線性優化處理后進行層級劃分，將上層模型中虛擬負荷的目標量和下層模型中虛擬發電機的響應量作為層級間的耦合變量；

引入罰函數對層級間的耦合約束進行松弛處理，確定各區域對應的目標函數和約束條件，以對優化后的輸電網調度模型進行求解，且根據整體目標函數和層級間耦合變量的約束條件確定最優的輸電網資源調度方案。

作為可選擇的實施方式，各區域的約束條件包括發電機出力約束、支路功率平衡約束、區域功率平衡約束、區域間的一致性約束、支路開斷數量約束、光伏發電出力約束和風力發電出力約束。

作為可選擇的實施方式，對輸電網調度模型進行線性優化處理的過程包括，將輸電網機組出力成本進行線性化處理，并將支路功率平衡約束轉換為二次約束，以將輸電網調度模型轉變為混合整數二次規劃模型。

作為可選擇的實施方式，層級劃分后，上層模型表示為：

下層模型表示為：