[發明專利]計及靜態電壓穩定約束的最少發電機優化調度方法

在審

• 申請號: 202211124645.7
• 申請日: 2022-09-15
• 公開（公告）號: CN115421461A
• 公開（公告）日: 2022-12-02
• 發明（設計）人: 王蕾;鄧曉帆;劉建濤;王聰;郭鼎立;吳科;許瑞龍
• 申請（專利權）人: 山東理工大學
• 主分類號: G05B19/418
• 分類號: G05B19/418
• 代理公司: 淄博市眾朗知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 37316
• 代理人: 張寧;程強強

1.計及靜態電壓穩定約束的最少發電機優化調度方法，其特征在于：包括如下步驟：

S1構建計及靜態電壓穩定約束的最少發電機優化調度模型，以調整最少數量的發電機為優化目標，以連續潮流平衡、潮流平衡、發電機有功出力調整平衡、靜態電壓穩定裕度提升需求、電力系統安全運行、靜態負荷模型為約束條件，并提出一種包含階段I快速篩選和階段II模型轉化的階段式求解策略對模型進行求解；

S2階段I通過計算負荷裕度對每臺發電機有功出力的靈敏度，并將靈敏度作為候選發電機集合分類篩選依據，階段II中離散變量的初始值默認候選發電機集合中所有發電機參與調整；

S3階段II將計及靜態電壓穩定約束的最少發電機優化調度模型分解為一個混合整數線性規劃子問題和一個非線性規劃子問題，混合整數線性規劃子問題用于快速求解哪些發電機需要調整出力，非線性規劃子問題用于計算出發電機有功出力的具體調整量；

S4求解混合整數線性規劃子問題，將所得結果傳遞給非線性規劃子問題進行校驗；

S5求解非線性規劃子問題；

S6判斷兩個子問題的解是否滿足收斂條件，若不滿足收斂條件則添加整數割，并再次執行步驟S4，若滿足收斂條件則輸出發電機及該發對應的調整量。

2.根據權利要求1所述的計及靜態電壓穩定約束的最少發電機優化調度方法，其特征在于：步驟S1中所述的最少發電機優化調度模型為：

需要滿足如下約束條件：

任一節點i滿足如下連續潮流平衡約束：

任一節點i滿足如下潮流平衡約束：

發電機出力調整后，任一節點i滿足如下潮流平衡約束：

調整后發電機有功出力滿足如下發電機運行約束：

優化調整后系統的負荷裕度滿足如下運行人員期望的需求：

λ_post≥λ_base(1+α)％ (6)；

發電機出力調整后，電力系統潮流運行點處的節點電壓和支路功率滿足如下安全運行約束：

V_i^min≤V_i≤V_i^max (7)；

負荷模型采用如下綜合模型的靜態模型：

其中，i,j＝1,2,3,...,n_b，n_b表示系統中節點的總數量；s_i為表征節點i處發電機是否參與有功出力調整的二進制變量，若該發電機參與出力調整，則s_i＝1，反之則s_i＝0；n_g表示系統中發電機的總數量；和分別表示初始狀態下節點i處發電機有功和無功出力；ΔP_Gi表示要求解的節點i處發電機有功出力調整量，若發電機組出力調增，則表示為否則表示為P_Li和Q_Li分別表示節點i處負荷有功和無功需求；V_i,λ和V_j,λ分別表示連續潮流計算過程中節點i和j處電壓幅值；G_ij和B_ij分別表示節點i-j間電導和電納；θ_ij,λ為節點i-j間電壓相角差；ΔP_bi和ΔQ_bi表征節點i處由發電機和負荷增長確定的功率變化方向；n_b為系統中所有節點的數量；λ為系統負荷裕度，表征電力系統的靜態電壓穩定程度；V_i和V_j分別表示在潮流運行點處節點i和j處電壓幅值；θ_ij為在潮流運行點處節點i-j間電壓相角差；和分別表示節點i處發電機有功出力的增加量和減少量；和分別為節點i處的發電機有功出力允許的上下限值；λ_post為優化后系統的負荷裕度，λ_base為基態系統的負荷裕度，α為運行人員期望提升的比例；V_i^max和V_i^min分別表示潮流運行點處節點i的電壓幅值上下限；和分別表示潮流運行點處節點i-j間相角差上下限；分別表示潮流運行點處線路i-j視在功率上限；P_0,i和Q_0,i表示節點i上的有功負荷和無功負荷總量；a_p、b_p、c_p分別為恒阻抗、恒電流、恒功率負荷的有功功率占總有功功率的百分比，并且a_p+b_p+c_p＝1；a_q、b_q、c_q分別為恒阻抗、恒電流、恒功率負荷的無功功率占總無功功率的百分比，且a_q+b_q+c_q＝1；

將計及靜態電壓穩定約束的最少發電機優化調度模型簡化為如下緊湊形式：

其中，F(·)表示為關于變量x,u,λ的所有等式約束，包含式(2)-(4)、(10)；g(·)表示關于變量x,u,λ的不等式約束，包含式(6)-(10)；m表示階段I剔除的發電機數量；和分別表示節點i處發電機有功出力調整量上下限；表示發電機有功出力當前數值。