一种适用于交直流混联电网的经济调度方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种适用于交直流混联电网的经济调度方法及装置，所述方法包括建立关于发电成本函数的经济调度模型，根据经济调度模型和系统运行状态预测未来某时刻的灵活性发电机组、火电发电机组、水电发电机组发电功率和直流系统传输功率，分别对相应机组发电功率和直流传输功率进行调整，从而完成对交直流混联电网的经济调度等步骤。通过本发明专利技术方法进行调度，在考虑直流控制系统稳定特性，切机、直流回降等稳定控制策略作用等安全稳定控制约束的前提下，基于不同种类清洁能源保障性要求，前瞻性考虑未来一段时间的系统状态变化，减少弃风、弃光、弃水现象的发生。本发明专利技术广泛应用于电力调度技术领域。

An Economic Dispatching Method and Device for AC/DC Hybrid Grid

The invention discloses an economic dispatching method and device suitable for AC/DC hybrid power grid. The method includes establishing an economic dispatching model for generating cost function, predicting the generation power and transmission power of flexible generators, thermal generators, hydroelectric generators and DC systems at a certain time in the future according to the economic dispatching model and system operation state, respectively. The unit power generation and DC transmission power are adjusted to complete the economic dispatch of AC/DC hybrid power grid. The method of the invention is used for dispatching, taking into account the stability characteristics of DC control system, the stabilization control strategies such as cut-off, DC backdrop and other safety and stability control constraints, and based on the requirements of different types of clean energy guarantees, the system state changes in the future period of time are prospectively considered to reduce the occurrence of wind, light and water abandonment. The invention is widely applied in the technical field of electric power dispatching.

【技术实现步骤摘要】
一种适用于交直流混联电网的经济调度方法及装置
本专利技术涉及电力调度
，尤其是一种适用于交直流混联电网的经济调度方法及装置。
技术介绍
目前，风能、太阳能和水能等清洁能源发电已成为国内外应对能源危机和环境问题的重要手段，也是实现全球能源与经济可持续化发展的重大需求。2018年，我国南方五省的清洁能源占比高达50.5％。2017年，青海实现连续168小时全清洁能源供电。清洁能源的占比越来越大，但由于清洁能源具有不稳定性，因此如何通过电力调度手段解决弃水弃风弃光问题、实施清洁能源最大化消纳已成为一个重要课题。如何充分发挥统一市场和区域电网在资源配置中的优化作用，寻求市场环境下的有利手段以促进清洁能源消纳是一个迫在眉睫的问题。高压直流输电(HighVoltageDirectCurrent，HVDC)技术可以满足远距离大容量的输电需求。在南方区域电网，大量贵州、云南的清洁能源由高压直流输电线路经广西送至广东。然而在交直流混联电网系统(AC/DCHybridPowerGrid)中，交直流系统间相互作用，对整个系统的安全稳定运行产生恶劣影响。特别是在未来大规模多种类清洁能源接入的电力市场环境下，系统中存在不确定性因素和随机扰动，新能源及负荷的预测误差、发电商及柔性负荷市场参与者报价、网络结构的变化，都会引起交易量和实时电价的急剧波动，甚至影响系统的安全稳定。这些因素导致传统模型不能应对新形势下随机特征对调度的影响。需要研究适应于大型互联电网的经济调度模型及求解方法，前瞻性考虑未来一段时间的系统状态变化，减少弃风、弃光、弃水的发生。
技术实现思路
为了解决上述技术问题，本专利技术的目在于提供一种适用于交直流混联电网的经济调度方法及装置。本专利技术所采取的第一技术方案是：一种适用于交直流混联电网的经济调度方法，如图1所示，包括以下步骤：利用下式建立在t时刻的关于发电成本最小化为目标函数的经济调度模型：所述经济调度模型包括以下约束条件；根据标号，以下分别简称约束条件(1)-(8)。根据上述经济调度模型预测未来t时刻的灵活性发电机组发电功率、火电发电机组发电功率、水电发电机组发电功率和直流系统传输功率；根据计算得到的t时刻的灵活性发电机组发电功率、火电发电机组发电功率、水电发电机组发电功率和直流系统传输功率，分别对接入交直流混联电网的灵活性发电机组、火电发电机组、水电发电机组出力和直流系统传输功率进行调整，从而完成对交直流混联电网的经济调度；上述式中：g为灵活性发电机组发电功率，xt为火电发电机组发电功率，s为水电发电机组发电功率，且s＝[s1,s2]，s1为无弃水风险的水电发电机组发电功率，s2为有弃水风险的水电发电机组发电功率，pt为直流系统传输功率；Jt为t时刻单步长间歇性能源出力预测值，dt为t时刻单步长负荷预测值，xt-1为t-1时刻火电发电机组发电功率估计值，pt-1为t-1时刻直流系统传输功率估计值，ε为直流功率注入因子；X-为最小火电发电机组容量约束极限值，X+为最大火电发电机组容量约束极限值；G-为最小灵活性发电机组容量约束极限值，G+为最大灵活性发电机组容量约束极限值；R为火电发电机组单位时间爬坡约束极限值，Rp为直流系统单位时间爬坡约束极限值。F-为最小线路传输功率极限值，F+为最大线路传输功率极限值，b为转移因子矩阵；P-为最小直流系统传输功率极限值，P+为最大直流系统传输功率极限值；S-为最小水电发电机组容量约束极限值，S+为最大水电发电机组容量约束极限值。进一步地，本实施例所建立的经济调度模型的目标函数考虑了发电成本函数cg+cx+cs1+γcs2+cp，也就是全社会发电成本(包括直流联络线跨省区送电成本)的最小化。在利用经济调度模型进行优化的过程中，所考虑的优化变量设置为灵活性发电机组发电功率g、火电发电机组发电功率xt、水电发电机组发电功率s和直流系统(即直流联络线)传输功率pt，其中水电发电机组发电功率s还进一步细分为为无弃水风险的水电发电机组发电功率s1和有弃水风险的水电发电机组发电功率s2，s＝[s1,s2]。与g、xt、s1和s2相对的分别是灵活性发电机组发电成本函数cg、火电发电机组发电成本函数cx、无弃水风险的水电发电机组发电成本函数cs1、有弃水风险的水电发电机组发电成本函数cs2和直流系统传输成本函数cp。优选地，发电成本函数cg+cx+cs1+γcs2+cp可以是线性函数、分段仿射函数或严格凸二次型函数中的任意组合。进一步地，本实施例经济调度模型中还引入了防弃水因子γ，优选地γ<1，进一步地γ<<1，如可设为γ＝0.01。在防弃水因子γ的作用下，经济调度模型可以满足：当存在弃水风险时(如水电发电机组所在流域进入汛期、所在水库无调节能力、枯期所在水库水位达到一定控制目标等)，有弃水风险的水电发电机组发电成本函数cs2对发电成本函数的影响远小于其他类型机组的影响，使有弃水风险的水电发电机组发电功率s2在满足安全约束条件的前提下被最大化消纳，减少弃水现象的发生。进一步地，所述经济调度模型约束条件考虑如下因素：约束条件(1)表征电网系统中任意节点注入功率之和为零。在电网系统的直流送端，将直流联络线传输功率变量，即直流系统传输功率pt等值为负荷注入功率，因此直流功率注入因子ε＝-1；在电网系统的直流受端，将直流联络线传输功率变量pt等值为发电机注入功率，因此直流功率注入因子ε＝1。约束条件(2)中，当b＝GSF，GSF表示发电机转移因子矩阵(GenerationShiftFactor，GSF)，式(2)所示约束条件表示系统中各交流线路有功功率在极限值范围内。以包含第一线路(线路1)和第二线路(线路2)的交直流混联电网为例。约束条件(2)中，当考虑部分重要线路设置的N-1、N-2方式下稳定控制策略(StabilityControlStrategy)(如切机、回降直流等)动作作用的控制要求。具体地，若在线路2跳闸，切机xt、回降直流pt稳控策略正确动作时，线路1的极限控制要求具体如下：F1-≤(GSF1+b2-1GSF2)(g+xt+s+Jt-dt+εpt)+bp-1(εpt-Pmax)+bx-1(xt-Xmax)≤F1+(9)其中，GSF1、GSF2分别表示各节点注入功率对线路1、2的贡献度；bp-1、bx-1分别表示回降直流、切机稳控策略对线路1的贡献度，b2-1表示线路2跳闸对线路1的转移比；直流功率注入因子ε＝1；Pmax、Xmax分别为回降直流、切机稳控策略最大可能动作值；F1+、F1-分别为线路1的最大、最小有功极限值。约束条件(3、6)表征火电发电机组、直流系统传输功率爬坡约束条件。约束条件(4、5、7、8)表征火电发电机组、灵活性发电机组、直流系统传输功率、水电发电机组最大/最小极限值约束条件。进一步地，所述经济调度模型约束条件需要在交直流混联系统中，考虑直流控制系统作用、发电机自动励磁调节装置、调速器和PSS作用，及参考《电力系统安全稳定导则》和《南方电网安全稳定计算分析导则》等规范标准给定的系统暂态、动态、电压、频率、热稳定判据，在离线方式下求取的不同直流送端配套水电厂机组组合下的直流安全稳定运行边界。特别地，由于枯水期本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种适用于交直流混联电网的经济调度方法，其特征在于，包括以下步骤：利用下式建立在t时刻的关于发电成本函数最小化为目标函数的经济调度模型：

【技术特征摘要】
1.一种适用于交直流混联电网的经济调度方法，其特征在于，包括以下步骤：利用下式建立在t时刻的关于发电成本函数最小化为目标函数的经济调度模型：根据经济调度模型计算t时刻的灵活性发电机组发电功率、火电发电机组发电功率、水电发电机组发电功率和直流系统传输功率；根据计算得到的在t时刻的灵活性发电机组发电功率、火电发电机组发电功率、水电发电机组发电功率和直流系统传输功率，分别对接入交直流混联电网的灵活性发电机组、火电发电机组、水电发电机组和直流系统进行调整，从而完成对交直流混联电网的经济调度；所述经济调度模型包括以下约束条件；上述式中：g为灵活性发电机组发电功率，xt为火电发电机组发电功率，s为水电发电机组发电功率，且s＝[s1,s2]，s1为无弃水风险的水电发电机组发电功率，s2为有弃水风险的水电发电机组发电功率，pt为直流系统传输功率；所述发电成本函数包括灵活性发电机组发电成本函数cg、火电发电机组发电成本函数cx、无弃水风险的水电发电机组发电成本函数cs1、有弃水风险的水电发电机组发电成本函数cs2和直流系统传输成本函数cp，γ为防弃水因子；F-为最小线路传输功率极限值，F+为最大线路传输功率极限值，b为转移因子矩阵；Jt为t时刻单步长间歇性能源出力预测值，dt为t时刻单步长负荷预测值，xt-1为t-1时刻火电发电机组发电功率估计值，pt-1为t-1时刻直流系统传输功率估计值，ε为直流功率注入因子；X-为最小火电发电机组容量约束极限值，X+为最大火电发电机组容量约束极限值；G-为最小灵活性发电机组容量约束极限值，G+为最大灵活性发电机组容量约束极限值；R为火电发电机组单位时间爬坡约束极限值，Rp为直流系统单位时间爬坡约束极限值；P-为最小直流系统传输功率极限值，P+为最大直流系统传输功率极限值；S-为最小水电发电机组容量约束极限值，S+为最大水电发电机组容量约束极限值。2.根据权利要求1所述的一种适用于交直流混联电网的经济调度方法，其特征在于，所述发电成本函数为线性函数、分段仿射函数和严格凸二次型函数的线性组合。3.根据权利要求1所述的一种适用于交直流混联电网的经济调度方法，其特征在于，所述防弃水因子γ满足γ<1。4.根据权利要求1所述的一种适用于交直流混联电网的经济调度方法，其特征在于，所述约束条件还包括直流控制系统作用约...

【专利技术属性】
技术研发人员：邓韦斯，李鹏，周剑，苏寅生，徐光虎，周毓敏，梅勇，
申请(专利权)人：中国南方电网有限责任公司，
类型：发明
国别省市：广东,44