综合经济性与安全性的输电线路利用率提高装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种综合经济性与安全性的输电线路利用率提高装置，包括依次连接的数据库模块(1)、输入模块(2)、分析评估模块(3)和输出模块(4)，所述的输入模块(2)从数据库模块(1)获取输电线路初始负荷、潮流分布和电力设备数据，并输送给分析评估模块(3)，分析评估模块(3)逐步增加输电线路加载的负荷，在负荷超过安全值时计算输电线路付出的安全性经济代价和获得的经济性效益，并对二者增长速度进行比较，所述的输出模块(4)输出此时的输电线路利用率。与现有技术相比，本发明专利技术充分考虑输电线路的实际运行情况，计算精度高，有利于输电线路经济效益的提高。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种输电线路利用率提高平台及方法，尤其是涉及一种综合经济性与安全性的输电线路利用率提高平台及方法。
技术介绍
电网实际运行中，其运行方式由于受制于安全性、稳定性、政策性等因素影响，线路潮流往往远低于其承受能力，导致输电线路利用率较低。输电线路利用率同电力输电线路的经济性与安全性息息相关，利用率高，则输电线路的升级改造将适当延缓，输电线路投资低，输电线路经济性较好；同时，较高的输电线路利用率会使得输电线路应对扰动的能力较差，导致输电线路安全性较低。因此有必要同时分析线路利用率与安全性和经济性的变化关系。目前各国输电线路利用率发展状况并不平衡，英国400kV线路利用率大多分布在35％～45％之间，美国、澳大利亚500kV输电线路正反向平均利用率也大多在50％以下。我国已建成的电线路的输电容量并未得到最充分的利用，输电网线路平均输送容量尚未达到其设计平均水平的50％，造成这一状况的原因包括发展裕度、安全稳定等因素的限制。同时受环境条件制约，建设新的线路也越来越困难，因此提高电网的输电容量以及输电设备的整体利用状况是解决这一问题的关键，也是智能电网建设中输变电环节的重要目标。出于安全性方面的考虑，当前输电线路利用率已经接近其稳定极限，这也导致线路稳定极限的提升空间非常有限。另一方面，经济性也是电网企业重点关注的内容之一，合理的网络负载水平有利于改善输电运行环境，延长设备使用寿命，降低运行维护费用。经对现有文献进行检索发现，现有文献中，梁浩在《基于概率潮流的输电线路利用率计算方法及其应用》中针对未来输电线路的利用率计算方法开展研究，提出了未来输电线路利用率指标并建立了一套基于蒙特卡罗仿真的概率潮流计算模型，用于指标的计算与线路利用情况评估分析。冯瀚、任昊、张沛等在《电力系统及其自动化学报》(2015,27(2):39-43)上发表的《未来实际输电线路利用率估算及应用》考虑未来负荷增长与变化、发电机与输电设备停运以及发电机机组经济分配等多种因素，反映未来电网容量利用水平，参与电网的可靠性评估以及计算项目的投资回收周期，更好地指导了电网规划与设计。屈刚、程浩忠、马则良等在《电力系统自动化》(2009,33(23):19-23)上发表的《考虑发电容量适应性的多目标输电网规划》引入发电容量适应性指标，改善电网运行环境和应对发电出力容量变化的能力，建立考虑网络结构优化的多目标输电网规划模型，提高电网功率传输能力。以上文献从电网规划角度，对电网功率传输能力进行评估，来提高未来电网利用水平，但都没有提供在实际条件下进一步提高现有网络传输容量，所以如何在现有网架情况下提高线路利用率水平、实现更多电力传输值得深入研究。
技术实现思路
本专利技术的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种在现有网架基础上、紧密结合工程实际的综合经济性与安全性的输电线路利用率提高平台及方法。本专利技术的目的可以通过以下技术方案来实现：一种综合经济性与安全性的输电线路利用率提高平台，其特征在于，包括依次连接的数据库模块、输入模块、分析评估模块和输出模块，所述的输入模块从数据库模块获取输电线路初始负荷、潮流分布和电力设备数据，并输送给分析评估模块，分析评估模块逐步增加输电线路加载的负荷，在负荷超过安全值时计算输电线路付出的安全性经济代价和获得的经济性效益，并对二者增长速度进行比较，当安全性经济代价增速首次大于经济性效益增速时，所述的输出模块输出此时的输电线路利用率，所述的安全性经济代价为输电线路部分停电或主动切负荷时，对用户的经济赔偿，所述的经济性效益为售电收益。所述的输入模块包含初始负荷子模块、潮流分布子模块、线路容量子模块、发电机容量子模块和线路利用率评价指标子模块，所述的初始负荷子模块、潮流分布子模块、线路容量子模块、发电机容量子模块和线路利用率评价指标子模块分别向分析评估模块输送输电线路的初始负荷、潮流分布、线路容量、发电机容量和线路利用率评价指标，包括各条线路年运行等效利用率CTLj与输电年路平均年运行等效利用率CTLu。所述的分析评估模块包括第一阶段模型和第二阶段模型，所述的第一阶段模型为输电线路自身负荷极限计算子模块，所述的输电线路自身负荷极限计算子模块在约束条件下逐次增加输电线路负荷，求得输电线路最大负荷增长率λ1和输电线路自身负荷极限Pmax，并通过对线路自身负荷极限状态下系统中的负荷从大到小排列得到此时系统年持续负荷曲线，所述的约束条件包括输电线路较初始状态最大负荷增长率约束、线路潮流平衡约束、支路潮流约束和节点电压约束，约束条件和Pmax计算式具体如下：输电线路较初始状态最大负荷增长率约束为：λ1＜λmax线路潮流平衡约束为下式有实数解：0=(1+KPGiλ1)PGi-(1+KPLiλ1)PLi-Σj=1nViVj(Gijcosθij+Bijsinθij)0=(1+KQGiλ1)QGi-(1+KQLiλ1)QLi-Σj=1nViVj(Gijsinθij-Bijcosθij)]]>支路潮流约束为：|ViVj(Gijcosθij+Bijsinθij)-(Vi)2Gij|≤P‾ij]]>节点电压约束为：Vi‾≤Vi≤Vi‾]]>式中，λ1为第一阶段模型的线路负荷增长率，λmax为线路负荷增长率上限值，即负荷增长不应超过线路可用传输容量，与分别为调整节点i发电机有功出力与负荷有功增长的比例系数，与分别为调整节点i发电机无功出力与负荷无功增长的比例系数，Vi为节点i的电压，为Vi的下限，为Vi的上限，θij为支路ij首末端相角差，Gij为支路ij的电导，Bij为支路ij的电纳，PGi为节点i的发电机初始有功功率，PLi为节点i的初始有功负荷，QGi为节点i的发电机初始无功功率，QLi为节点i的无功负荷，为支路ij的可用传输容量；满足约束条件的输电线路最大负荷增长率λ1：λ1=(1+ϵ1)nL1-1-1]]>输电线路自身负荷极限Pmax：Pmax＝Pm(1+λ1)式中，Pm为初始输电线路最大时刻负荷，nL1为输电线路潮流无解或不满足安全约束时负荷增长过的次数，ε1为每次负荷较前一次增加的比例，ε1取0.5％～2％。所述的第二阶段模型包括停电损失赔偿计算子模本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种综合经济性与安全性的输电线路利用率提高平台，其特征在于，包括依次连接的数据库模块(1)、输入模块(2)、分析评估模块(3)和输出模块(4)，所述的输入模块(2)从数据库模块(1)获取输电线路初始负荷、潮流分布和电力设备数据，并输送给分析评估模块(3)，分析评估模块(3)逐步增加输电线路加载的负荷，在负荷超过安全值时计算输电线路付出的安全性经济代价和获得的经济性效益，并对二者增长速度进行比较，当安全性经济代价增速首次大于经济性效益增速时，所述的输出模块(4)输出此时的输电线路利用率，其中所述的安全性经济代价为输电线路部分停电或主动切负荷时，对用户的经济赔偿，所述的经济性效益为售电收益。

【技术特征摘要】
1.一种综合经济性与安全性的输电线路利用率提高平台，其特征在于，包括
依次连接的数据库模块(1)、输入模块(2)、分析评估模块(3)和输出模块(4)，
所述的输入模块(2)从数据库模块(1)获取输电线路初始负荷、潮流分布和电力
设备数据，并输送给分析评估模块(3)，分析评估模块(3)逐步增加输电线路加
载的负荷，在负荷超过安全值时计算输电线路付出的安全性经济代价和获得的经济
性效益，并对二者增长速度进行比较，当安全性经济代价增速首次大于经济性效益
增速时，所述的输出模块(4)输出此时的输电线路利用率，其中所述的安全性经
济代价为输电线路部分停电或主动切负荷时，对用户的经济赔偿，所述的经济性效
益为售电收益。
2.根据权利要求1所述的一种综合经济性与安全性的输电线路利用率提高平
台，其特征在于，所述的输入模块(2)包含初始负荷子模块(21)、潮流分布子模
块(22)、线路容量子模块(23)、发电机容量子模块(24)和线路利用率评价指标
子模块(25)，所述的初始负荷子模块(21)、潮流分布子模块(22)、线路容量子
模块(23)、发电机容量子模块(24)和线路利用率评价指标子模块(25)分别向
分析评估模块(3)输送输电线路的初始负荷、潮流分布、线路容量、发电机容量
和线路利用率评价指标。
3.根据权利要求1所述的一种综合经济性与安全性的输电线路利用率提高平
台，其特征在于，所述的分析评估模块(3)包括第一阶段模型和第二阶段模型，
所述的第一阶段模型为输电线路自身负荷极限计算子模块(31)，所述的输电线路
自身负荷极限计算子模块(31)在约束条件下逐次增加输电线路负荷，求得输电线
路最大负荷增长率λ1和输电线路自身负荷极限Pmax，并得到年持续负荷曲线，所述
的约束条件包括输电线路较初始状态最大负荷增长率约束、线路潮流平衡约束、支
路潮流约束和节点电压约束，约束条件和Pmax计算式具体如下：
输电线路较初始状态最大负荷增长率约束为：
λ1＜λmax线路潮流平衡约束为下式有实数解：
0=(1+KPGiλ1)PGi-(1+KPLiλ1)PLi-Σj=1nViVj(Gijcosθij+Bijsinθij)0=(1+KQGiλ1)QGi-(1+KQLiλ1)QLi...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙腾飞，程浩忠，张立波，严太山，柳璐，周勤勇，贺海磊，
申请(专利权)人：中国电力科学研究院，国家电网公司，上海交通大学，
类型：发明
国别省市：北京;11