交直流混联电网安全约束机组组合计算方法及系统技术方案

本发明专利技术公开了一种交直流混联电网安全约束机组组合计算方法，包括建立多区域交直流混联电网中参与优化调度的直流输电线路和交流输电线路的有功功率等值模型；基于有功功率等值模型，建立考虑分区负荷平衡的安全约束机组组合优化模型；求解安全约束机组组合优化模型；根据优化结果，考虑全部网络监视元件进行安全校核；若没有新增监视元件潮流越限，则输出优化结果。同时公开了相应的系统。本发明专利技术从更大范围实现对发电资源的优化调控，实现多区域机组组合方案以及跨区交直流输电线路功率计划的联合优化，提高了大电网驾驭能力和电力资源优化配置能力。

【技术实现步骤摘要】
交直流混联电网安全约束机组组合计算方法及系统
本专利技术涉及一种交直流混联电网安全约束机组组合计算方法及系统，具体涉及一种面向多区域交直流混联电网的安全约束机组组合计算方法及系统，属于电力系统调度自动化

技术介绍
由于可再生能源的集中式大规模开发，加之能源基地与负荷中心的逆向分布特征，跨省区特高压交直流输电得到快速发展,以大规模跨区送电为特征的交直流混联大电网已初步形成。随着多区域交直流混联电网规模的快速扩大，电网一体化特征凸显，多区域发输电计划联合优化的技术需求日益迫切。多区域交直流混联电网为实现能源资源大范围优化配置和清洁能源跨区消纳提供了高效的物理平台，同时也给电网调度计划制定带来了极大的挑战。如何充分利用跨区交直流送电通道,挖掘送、受端电网之间电源结构的互补效益,发挥区域间负荷特性的错峰效益,是当前调度计划编制亟需解决的新问题。传统的安全约束机组组合计算主要面对单一控制区域，将跨区交直流输电线路建模为联络线作为计算边界，难以实现全局资源的优化配置。
技术实现思路
本专利技术提供了一种交直流混联电网安全约束机组组合计算方法及系统，解决了传统安全约束机组组合计算存在的上述问题。为了解决上述技术问题，本专利技术所采用的技术方案是：交直流混联电网安全约束机组组合计算方法，包括，建立多区域交直流混联电网中参与优化调度的直流输电线路和交流输电线路的有功功率等值模型；基于有功功率等值模型，建立考虑分区负荷平衡的安全约束机组组合优化模型；求解安全约束机组组合优化模型；根据优化结果，考虑全部网络监视元件进行安全校核；若没有新增监视元件潮流越限，则输出优化结果。直流输电线路有功功率等值模型为，将每条直流输电线路的送端建模为等值负荷，受端建模为等值发电机，等值负荷和等值发电机的有功功率作为计算的优化变量；约束条件：αdPd,t,n+Pd,t,p＝0Pd,min≤Pd,t,n≤Pd,max-Pd,r≤Pd,t,n-Pd,t-1,n≤Pd,r其中，αd为直流输电线路d的功率损耗系数，Pd,t,n为直流输电线路d在时段t的等值负荷功率，Pd,t-1,n为直流输电线路d在时段t-1的等值负荷功率，Pd,t,p为直流输电线路d在时段t的等值发电机功率，Pd,min,Pd,max分别为直流输电线路d的功率下限和上限，Pd,r为直流输电线路d的爬坡速率最大值。交流输电线路有功功率等值模型为，将区域所有对外的交流输电线路集合定义为区域交流关口，交流关口的有功功率作为计算的优化变量；约束条件：Pa,min≤Pa,t≤Pa,max其中，NA为参与优化的区域个数，Pa,t为区域a在时段t的交流关口有功值，Pa,min,Pa,max为区域a的交流关口功率下限和上限。安全约束机组组合优化模型为，目标函数：约束条件：Pi,minui,t≤Pi,t≤Pi,maxui,t-Δi≤Pi,t-Pi,t-1≤Δi其中，NT为系统调度周期所含时段数，NI为发电机组总个数，Ci为发电机组i的运行成本，Pi,t为发电机组i在时段t的有功出力，Si为发电机组i的开机成本，yi,t为发电机组i在时段t是否有停机到开机状态变化的标志，Aa为区域a的设备集合，Pd,t,n为直流输电线路d在时段t的等值负荷功率，Pd,t,p为直流输电线路d在时段t的等值发电机功率，ND为直流输电线路总数，Pa,t为区域a在时段t的交流关口有功值，La,t为区域a在时段t的负荷需求，Pi,max，Pi,min分别为发电机组i输出功率的上限和下限，Ra,t为区域a在时段t的旋转备用需求，ui,t为发电机组i在时段t的启停状态，zi,τ为发电机组i在时段τ＝t-DTi+1是否有开机到停机状态变化的标志，UTi，DTi分别为发电机组i的最小开机时间和最小停机时间，Δi为发电机组i每时段爬坡速率的最大值,分别为第l个输电断面的潮流下限和上限，N为电网计算节点集合，Pn,t为时段t时电网计算节点n的发电功率，ln,t为时段t时电网计算节点n的负荷功率，Sn,l,t为时段t时电网计算节点n的注入功率对第l个输电断面的灵敏度。若有新增监视元件潮流越限，则将新增潮流越限监视元件的约束条件加入约束机组组合优化模型，再次求解安全约束机组组合优化模型。新增潮流越限监视元件的约束条件为，其中，分别为第k个监视元件的潮流下限和上限，N为电网计算节点集合，Pn,t为时段t时电网计算节点n的发电功率，ln,t为时段t时电网计算节点n的负荷功率，Sn,k,t为时段t时电网计算节点n的注入功率对第k个监视元件的灵敏度。交直流混联电网安全约束机组组合计算系统，包括，等值模型构建模块：建立多区域交直流混联电网中参与优化调度的直流输电线路和交流输电线路的有功功率等值模型；优化模型构建模块：基于有功功率等值模型，建立考虑分区负荷平衡的安全约束机组组合优化模型；求解模块：求解交直流混联电网安全约束机组组合优化模型；校核模块：根据优化结果，考虑全部网络监视元件进行安全校核；若没有新增监视元件潮流越限，则输出优化结果。等值模型构建模块构建的直流输电线路有功功率等值模型为，将每条直流输电线路的送端建模为等值负荷，受端建模为等值发电机，等值负荷和等值发电机的有功功率作为计算的优化变量；约束条件：αdPd,t,n+Pd,t,p＝0Pd,min≤Pd,t,n≤Pd,max-Pd,r≤Pd,t,n-Pd,t-1,n≤Pd,r其中，αd为直流输电线路d的功率损耗系数，Pd,t,n为直流输电线路d在时段t的等值负荷功率，Pd,t-1,n为直流输电线路d在时段t-1的等值负荷功率，Pd,t,p为直流输电线路d在时段t的等值发电机功率，Pd,min,Pd,max分别为直流输电线路d的功率下限和上限，Pd,r为直流输电线路d的爬坡速率最大值。等值模型构建模块构建的交流输电线路有功功率等值模型为，将区域所有对外的交流输电线路集合定义为区域交流关口，交流关口的有功功率作为计算的优化变量；约束条件：Pa,min≤Pa,t≤Pa,max其中，NA为参与优化的区域个数，Pa,t为区域a在时段t的交流关口有功值，Pa,min,Pa,max为区域a的交流关口功率下限和上限。优化模型构建模块构建的安全约束机组组合优化模型为，目标函数：约束条件：Pi,minui,t≤Pi,t≤Pi,maxui,t-Δi≤Pi,t-Pi,t-1≤Δi其中，NT为系统调度周期所含时段数，NI为发电机组总个数，Ci为发电机组i的运行成本，Pi,t为发电机组i在时段t的有功出力，Si为发电机组i的开机成本，yi,t为发电机组i在时段t是否有停机到开机状态变化的标志，Aa为区域a的设备集合，Pd,t,n为直流输电线路d在时段t的等值负荷功率，Pd,t,p为直流输电线路d在时段t的等值发电机功率，ND为直流输电线路总数，Pa,t为区域a在时段t的交流关口有功值，La,t为区域a在时段t的负荷需求，Pi,max，Pi,min分别为发电机组i输出功率的上限和下限，Ra,t为区域a在时段t的旋转备用需求，ui,t为发电机组i在时段t的启停状态，zi,τ为发电机组i在时段τ＝t-DTi+1是否有开机到停机状态变化的标志，UTi，DTi分别为发电机组i的最小开机时间和最小停机时间，Δi为发电机组i每本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.交直流混联电网安全约束机组组合计算方法，其特征在于：包括，建立多区域交直流混联电网中参与优化调度的直流输电线路和交流输电线路的有功功率等值模型；基于有功功率等值模型，建立考虑分区负荷平衡的安全约束机组组合优化模型；求解安全约束机组组合优化模型；根据优化结果，考虑全部网络监视元件进行安全校核；若没有新增监视元件潮流越限，则输出优化结果。

【技术特征摘要】
1.交直流混联电网安全约束机组组合计算方法，其特征在于：包括，建立多区域交直流混联电网中参与优化调度的直流输电线路和交流输电线路的有功功率等值模型；基于有功功率等值模型，建立考虑分区负荷平衡的安全约束机组组合优化模型；求解安全约束机组组合优化模型；根据优化结果，考虑全部网络监视元件进行安全校核；若没有新增监视元件潮流越限，则输出优化结果。2.根据权利要求1所述的交直流混联电网安全约束机组组合计算方法，其特征在于：直流输电线路有功功率等值模型为，将每条直流输电线路的送端建模为等值负荷，受端建模为等值发电机，等值负荷和等值发电机的有功功率作为计算的优化变量；约束条件：αdPd,t,n+Pd,t,p＝0Pd,min≤Pd,t,n≤Pd,max-Pd,r≤Pd,t,n-Pd,t-1,n≤Pd,r其中，αd为直流输电线路d的功率损耗系数，Pd,t,n为直流输电线路d在时段t的等值负荷功率，Pd,t-1,n为直流输电线路d在时段t-1的等值负荷功率，Pd,t,p为直流输电线路d在时段t的等值发电机功率，Pd,min,Pd,max分别为直流输电线路d的功率下限和上限，Pd,r为直流输电线路d的爬坡速率最大值。3.根据权利要求1所述的交直流混联电网安全约束机组组合计算方法，其特征在于：交流输电线路有功功率等值模型为，将区域所有对外的交流输电线路集合定义为区域交流关口，交流关口的有功功率作为计算的优化变量；约束条件：Pa,min≤Pa,t≤Pa,max其中，NA为参与优化的区域个数，Pa,t为区域a在时段t的交流关口有功值，Pa,min,Pa,max为区域a的交流关口功率下限和上限。4.根据权利要求1所述的交直流混联电网安全约束机组组合计算方法，其特征在于：安全约束机组组合优化模型为，目标函数：约束条件：Pi,minui,t≤Pi,t≤Pi,maxui,t-Δi≤Pi,t-Pi,t-1≤Δi其中，NT为系统调度周期所含时段数，NI为发电机组总个数，Ci为发电机组i的运行成本，Pi,t为发电机组i在时段t的有功出力，Si为发电机组i的开机成本，yi,t为发电机组i在时段t是否有停机到开机状态变化的标志，Aa为区域a的设备集合，Pd,t,n为直流输电线路d在时段t的等值负荷功率，Pd,t,p为直流输电线路d在时段t的等值发电机功率，ND为直流输电线路总数，Pa,t为区域a在时段t的交流关口有功值，La,t为区域a在时段t的负荷需求，Pi,max，Pi,min分别为发电机组i输出功率的上限和下限，Ra,t为区域a在时段t的旋转备用需求，ui,t为发电机组i在时段t的启停状态，zi,τ为发电机组i在时段τ＝t-DTi+1是否有开机到停机状态变化的标志，UTi，DTi分别为发电机组i的最小开机时间和最小停机时间，Δi为发电机组i每时段爬坡速率的最大值,分别为第l个输电断面的潮流下限和上限，N为电网计算节点集合，Pn,t为时段t时电网计算节点n的发电功率，ln,t为时段t时电网计算节点n的负荷功率，Sn,l,t为时段t时电网计算节点n的注入功率对第l个输电断面的灵敏度。5.根据权利要求1所述的交直流混联电网安全约束机组组合计算方法，其特征在于：若有新增监视元件潮流越限，则将新增潮流越限监视元件的约束条件加入约束机组组合优化模型，再次求解安全约束机组组合优化模型。6.根据权利要求1所述的交直流混联电网安全约束机组组合计算方法，其特征在于：新增潮流越限监视元件的约束条件为，其中，分别为第k个监视元件的潮流下限和上限，N为电网计算节点集合，Pn,t为时段t时电网计算节点n的发电功率，ln,t为时段t时电网计算节点n的负荷功率，Sn,k,t为时段t时电网计算节点n的注入功率对第k个监视元件的灵敏度。7.交直流混联电网安全约束机组组合计算系统，其特征在于：包括，...

【专利技术属性】
技术研发人员：李利利，涂孟夫，杨军峰，李旻，丁恰，昌力，滕贤亮，王亮，
申请(专利权)人：国电南瑞科技股份有限公司，国电南瑞南京控制系统有限公司，国网四川省电力公司，国网四川省电力公司电力科学研究院，国家电网有限公司，南瑞集团有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32