基于多源主动配电网的输电阻塞管理多级分层控制方法技术

一种基于多源主动配电网的输电阻塞管理多级分层控制方法。其包括获取运行数据、主动重构运行、主动孤岛运行、需求响应运行等步骤。本发明专利技术提供的基于多源主动配电网的输电阻塞管理多级分层控制方法能够充分利用多源主动配电网中的可控资源，动态实现多源主动配电网的拓扑优化与主动孤岛运行，可有效降低上游输电线路负荷端的功率需求，为输电线路的阻塞控制与管理提供了全新的思路，可以在保证配电网安全稳定运行的前提下为输电网阻塞管理提供辅助服务，可在一定程度上缓解紧急情况下输电线路阻塞现象，同时尽可能保障配电网的供电可靠性，具有一定的工程应用前景。

【技术实现步骤摘要】
基于多源主动配电网的输电阻塞管理多级分层控制方法
本专利技术属于输电网输电阻塞管理及主动配电网协调优化控制
，特别是涉及一种基于多源主动配电网的输电阻塞管理多级分层控制方法。
技术介绍
电力系统中的输电阻塞是指系统由于受到自身容量的限制不能满足所希望的输电要求。为了保证电力系统的安全稳定运行，研究开发有效的输电阻塞管理策略有很重要的意义。传统的输电阻塞管理研究主要集中在三个方面：调整发电机出力，负荷削减和系统加强(例如，加强重载关键线路或输电阻塞区关键线路的热稳定或电压稳定极限)。然而，目前关于输电阻塞管理的研究主要集中在调整发电机出力，负荷削减以及系统加强等输电网自身领域。主要存在以下三个方面的缺点：1)无论是通过调整发电机出力还是负荷削减进行输电阻塞管理，都是利用发、输电侧的调节控制功能，忽略了需求侧的大量分布式资源以及可控负荷的能力。2)忽略了输电网和配电网之间的互动。在大规模分布式电源和可控负荷并网的环境下，难以实现输配电协调优化运行和一体化规划的要求。3)传统的基于负荷的输电阻塞控制策略以牺牲用户舒适度为代价。难以实现现代电力系统为用户提供灵活、可靠、安全、经济的用能方式的要求。基于以上论述，研究综合考虑大规模分布式电源和可控负荷接入的输电网阻塞管理控制策略具有非常重要的意义。
技术实现思路
为了解决上述问题，本专利技术的目的在于提供一种基于多源主动配电网的输电阻塞管理多级分层控制方法。为了达到上述目的，本专利技术提供的基于多源主动配电网的输电阻塞管理多级分层控制方法包括按顺序进行的下列步骤：步骤一、获取运行数据：获取当前电力系统关键线路运行数据；步骤二、判断是否满足第一运行条件：根据输电网当前运行方式判断是否选择配电网主动重构方案，如果判断结果为‘是’，则下一步进入步骤三，否则下一步进入步骤四；步骤三、主动重构运行：选择配电网主动重构方案，主动配电网管理系统(ADMS)通过主动重构来优化调整配电网的网络结构，从而降低输配网联络线功率，最终有效降低输电网的输电阻塞；本流程结束；步骤四、判断是否满足第二运行条件：根据输电网当前运行方式判断是否选择多源配电网主动孤岛运行方案，如果判断结果为‘是’，则下一步进入步骤五，否则下一步进入步骤六；步骤五、主动孤岛运行：选择多源配电网主动孤岛运行方案，ADMS通过MGCC控制接入配电网中微网的出力，形成综合考虑输电网输电阻塞需求和配电网能力的主动孤岛方案，在一定时间内降低上游输电网的负荷，从而有效降低输电网的输电阻塞；本流程结束；步骤六、判断是否满足第三运行条件：根据输电网当前运行方式判断是否选择需求响应方案来进行输电网输电阻塞管理，如果判断结果为‘是’，则下一步进入步骤七，否则退出本流程运行；步骤七、需求响应运行：选择需求响应方案，ADMS通过协调优化控制MGCC与EVSCC，根据输电网输电阻塞需求和配电网能力优化调整微网出力和电动汽车充电负荷，在主动孤岛方案的基础上，进一步扩大孤岛范围，进一步降低上游输电网的负荷，有效降低输电网的输电阻塞；本流程结束。在步骤二中，所述的判断是否选择配电网主动重构方案的具体方法为：当输电网当前运行方式满足式(1)时，选择配电网主动重构方案；△PFR≥△PLD(15)其中，△PFR为通过实施配电网主动重构方案实现的输配电联络线功率减少量；△PLD为当前输电网越限关键线路越过热稳定极限的有功值，具体可通过式(2)计算得到；△PLD＝Pini,i-Plim,i(16)其中，Pini,i为当前输电网越限关键线路i的潮流有功值，通过潮流计算可得到；Plim,i为当前输电网越限关键线路潮流上限值。在步骤三中，所述的配电网主动重构方案算法包括下列步骤：步骤3.1)读入原始数据以及设置算法参数：原始数据包括支路参数、各种负荷方式下的负荷及支路开关状态等；算法参数包括种群规模、惯性权重范围，加速系数和速度取值范围等；步骤3.2)初始化：迭代次数置0，初始化所有粒子位置和速度；根据原始数据进行各种方式下的潮流计算，求出每一组开关状态下的网络在该时段内的综合网损作为其初始适应值以及历史最优适应值，网损最小的粒子位置为全局最优粒子；步骤3.3)速度和位置更新：根据步骤3.1)的设置参数进行粒子速度和位置更新；检查粒子位置更新后各变量是否越限，若某一变量越限，则取其相应的限值；步骤3.4)辐射状校验：校验更新后的粒子位置对应的开关状态组合下的网络结构是否满足辐射状约束，如果某些粒子不满足，重新初始化该粒子，直到都满足；步骤3.5)判断潮流是否收敛：若收敛，则进入步骤3.6)，若不收敛，迭代次数加1，转到步骤3.4)继续进行；步骤3.6)结束判断：如达到最大允许迭代次数，则停止并输出结果；否则，迭代次数加1，转到步骤3.4)继续进行。在步骤四中，所述的判断是否选择多源配电网主动孤岛运行方案的具体方法为：输电网当前运行方式满足式(31)时，选择多源配电网主动孤岛运行方案；其中，PL,i为配电网主动孤岛的最大可能孤岛范围内的线路i的负荷有功值。在步骤五中，所述的主动孤岛运行方案的方法包含以下四个步骤：步骤5.1)构建配电网有根树分层模型配电网有根数模型中有根树分为五层，其中V＝{ν1,…,νn}表示节点的集合，E表示馈线的线路集合，ei,j(i<j)为节点i和节点j之间的线路；步骤5.2)定义有根树节点权值所述的定义有根树节点的权值为连在该目标节点下的负荷和分布式电源的功率总和，具体计算如式(32)所示：w(vi)i∈V＝PGi-PLi(18)式中，PLi为连在节点νi上的总有功负荷值；PGi为接在节点νi上微网的有功出力；步骤5.3)进行初步孤岛搜索，得到最大可能孤岛范围首先进行初步孤岛搜索，以孤岛范围最大为目标进行初步孤岛搜索，得到最大可能的孤岛范围，目标函数如式(33)所示：孤岛搜索过程中需要满足约束条件式(34)～式(38)：●功率平衡约束(Powerbalanceconstraint，PBC)式中，F(TS)为PBC评估函数，考虑到孤岛内微网对功率不平衡有一定的调节能力，将PBC约束放宽为孤岛内总有功出力大于总有功负荷；●传输线安全约束|Peij|eij∈V<α*Prated_eij(21)式中，Peij为当前运行方式下线路eij的有功潮流；Prate_eij为线路eij的最大额定容量；α为裕度系数；●孤岛辐射状运行约束N＝M+1(22)式中，N为孤岛范围内的节点数；M为孤岛范围内的线路数；●主动孤岛位置约束式中depth(vi,i∈V)表示节点νi在配电网有根树分层结构模型中所在的层次；●输电阻塞需求约束式中，kD为输电网输电阻塞需求裕度系数，其大小可以根据主动配电网实时最大供电能力指标来动态调整；步骤5.4)孤岛校验针对步骤5.3)得到的初始孤岛，按照约束条件，即公式(7)～(10)一一进行校验，如果所有的约束条件均能满足，则最终的孤岛方案确定；如果有其中一项约束条件不满足要求，将孤岛范围缩小一层，返回到步骤5.3)继续进行孤岛搜索；最终，对得到的孤岛进行静态性能校验，静态性能指标包括孤岛系统电压稳定指标以及电压波动指标，具体表述如下：I＝max(Li,j)(26)式中，Ri,j和Xi,j分别为支路i-j的电阻和电抗；Pj本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于多源主动配电网的输电阻塞管理多级分层控制方法，其特征在于：所述的基于多源主动配电网的输电阻塞管理多级分层控制方法包括按顺序进行的下列步骤：步骤一、获取运行数据：获取当前电力系统关键线路运行数据；步骤二、判断是否满足第一运行条件：根据输电网当前运行方式判断是否选择配电网主动重构方案，如果判断结果为‘是’，则下一步进入步骤三，否则下一步进入步骤四；步骤三、主动重构运行：选择配电网主动重构方案，主动配电网管理系统(ADMS)通过主动重构来优化调整配电网的网络结构，从而降低输配网联络线功率，最终有效降低输电网的输电阻塞；本流程结束；步骤四、判断是否满足第二运行条件：根据输电网当前运行方式判断是否选择多源配电网主动孤岛运行方案，如果判断结果为‘是’，则下一步进入步骤五，否则下一步进入步骤六；步骤五、主动孤岛运行：选择多源配电网主动孤岛运行方案，ADMS通过微网控制中心(MGCC)控制接入配电网中微网的出力，形成综合考虑输电网输电阻塞需求和配电网能力的主动孤岛方案，在一定时间内降低上游输电网的负荷，从而有效降低输电网的输电阻塞；本流程结束；步骤六、判断是否满足第三运行条件：根据输电网当前运行方式判断是否选择需求响应方案来进行输电网输电阻塞管理，如果判断结果为‘是’，则下一步进入步骤七，否则退出本流程运行；步骤七、需求响应运行：选择需求响应方案，ADMS通过协调优化控制MGCC与电动汽车充电站(EVSCC)，根据输电网输电阻塞需求和配电网能力优化调整微网出力和电动汽车充电负荷，在主动孤岛方案的基础上，进一步扩大孤岛范围，进一步降低上游输电网的负荷，有效降低输电网的输电阻塞；本流程结束。...

【技术特征摘要】
2014.12.18 CN 201410798605X1.一种基于多源主动配电网的输电阻塞管理多级分层控制方法，所述的基于多源主动配电网的输电阻塞管理多级分层控制方法包括按顺序进行的下列步骤：步骤一、获取运行数据：获取当前电力系统关键线路运行数据；步骤二、判断是否满足第一运行条件：根据输电网当前运行方式判断是否选择配电网主动重构方案，如果判断结果为‘是’，则下一步进入步骤三，否则下一步进入步骤四；步骤三、主动重构运行：选择配电网主动重构方案，主动配电网管理系统(ADMS)通过主动重构来优化调整配电网的网络结构，从而降低输配网联络线功率，最终有效降低输电网的输电阻塞；本流程结束；步骤四、判断是否满足第二运行条件：根据输电网当前运行方式判断是否选择多源配电网主动孤岛运行方案，如果判断结果为‘是’，则下一步进入步骤五，否则下一步进入步骤六；步骤五、主动孤岛运行：选择多源配电网主动孤岛运行方案，ADMS通过微网控制中心(MGCC)控制接入配电网中微网的出力，形成综合考虑输电网输电阻塞需求和配电网能力的主动孤岛方案，在一定时间内降低上游输电网的负荷，从而有效降低输电网的输电阻塞；本流程结束；步骤六、判断是否满足第三运行条件：根据输电网当前运行方式判断是否选择需求响应方案来进行输电网输电阻塞管理，如果判断结果为‘是’，则下一步进入步骤七，否则退出本流程运行；步骤七、需求响应运行：选择需求响应方案，ADMS通过协调优化控制MGCC与电动汽车充电站(EVSCC)，根据输电网输电阻塞需求和配电网能力优化调整微网出力和电动汽车充电负荷，在主动孤岛方案的基础上，进一步扩大孤岛范围，进一步降低上游输电网的负荷，有效降低输电网的输电阻塞；本流程结束；其特征在于：在步骤五中，所述的主动孤岛运行方案的方法包含以下四个步骤：步骤5.1)构建配电网有根树分层模型配电网有根树模型中有根树分为五层，其中V＝{ν1,…,νn}表示节点的集合，E表示馈线的线路集合，ei,j(i<j)为节点i和节点j之间的线路；步骤5.2)定义有根树节点权值所述的定义有根树节点的权值为连在该节点下的负荷和分布式电源的功率总和，具体计算如式(4)所示：w(vi)i∈V＝PGi-PLi(4)式中，PLi为连在节点νi上的总有功负荷值；PGi为接在节点νi上微网的有功出力；步骤5.3)进行初步孤岛搜索，得到最大可能孤岛范围首先进行初步孤岛搜索，以孤岛范围最大为目标进行初步孤岛搜索，得到最大可能的孤岛范围，目标函数如式(5)所示：孤岛搜索过程中需要满足约束条件式(6)～式(10)：●功率平衡约束(Powerbalanceconstraint，PBC)式中，F(TS)为PBC评估函数，考虑到孤岛内微网对功率不平衡有一定的调节能力，将PBC约束放宽为孤岛内总有功出力大于总有功负荷；●传输线安全约束|Peij|eij∈V<α*Prated_eij(7)式中，Peij为当前运行方式下线路eij的有功潮流；Prated_eij为线路eij的最大额定容量；α为裕度系数；●孤岛辐射状运行约束N＝M+1(8)式中，N为孤岛范围内的节点数；M为孤岛范围内的线路数；●主动孤岛位置约束式中depth(vi,i∈V)表示节点νi在配电网有根树分层结构模型中所在的层次；●输电阻塞需求约束式中，kD为输电网输电阻塞需求裕度系数，其大小可以根据主动配电网实时最大供电能力指标来动态调整；ΔPLD为当前输电网越...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘聪，迟福建，穆云飞，靳小龙，孟健，张卫欣，刘卿，李祯祥，
申请(专利权)人：国家电网公司，国网天津市电力公司，天津大学，
类型：发明
国别省市：天津;12