一种考虑限制短路电流的网架优化算法制造技术

一种考虑限制短路电流的网架优化算法，建立考虑线路开断的最优潮流模型，建立考虑短路电流限额约束的网架优化模型：计算线路灵敏度，再计算近似运行成本变化，最后将潮流约束和短路电流限额约束分开考虑，分别以线路灵敏度最大和近似运行成本变化最小为准则，通过不断迭代修改断开线路的方式，求解网架优化模型，从而得到满足限制短路电流要求的同时又经济的线路开断结果。本发明专利技术建立的模型可以有效考虑进对短路电流限制的效果；本发明专利技术基于线路灵敏度和近似运行成本变化反复迭代求解，可以有效地解决非凸非线性造成的求解问题，具有有效性和实用性；相比之前的智能算法求解，具有计算速度快，计算量小，数学解释性强等优点。

A grid optimization algorithm considering short-circuit current limitation

A grid optimization algorithm considering short-circuit current limitation is proposed. An optimal power flow model considering line interruption is established. A grid optimization model considering short-circuit current limitation is established. The sensitivity of the line is calculated, and then the approximate cost change is calculated. Finally, the power flow limitation and short-circuit current limitation are considered separately, and the maximum sensitivity of the line and the minimum approximate cost change are taken into account, respectively. For the criterion, the grid optimization model is solved by iteratively modifying the way of disconnecting the lines, so as to obtain the economical outage results which meet the requirements of limiting short-circuit current. The model established by the invention can effectively take into account the effect of short-circuit current limitation; the invention can solve the solution problem caused by non-convex nonlinearity effectively by iteration based on line sensitivity and approximate operation cost change, and has the advantages of effectiveness and practicability; compared with the previous intelligent algorithm, it has the advantages of fast calculation speed, small calculation amount and strong mathematical explanatory ability. \u3002

【技术实现步骤摘要】
一种考虑限制短路电流的网架优化算法
本专利技术属于电力系统优化运行领域，涉及一种考虑限制短路电流的网架优化算法。
技术介绍
随着电网主干网架的不断增强，电网短路电流超标已成为电网安全运行面临的重大问题。例如，我国华北地区该问题尤为严峻，短路电流大面积超标，尤其是特高压变电站接入后，京津地区500kV变电站短路电流超过断路器额定容量。短路电流超标可能使断路器的开断能力不足而不能有效切除电力系统的故障，导致故障扩大，威胁整个电力系统的安全运行。发生接地故障时由于注入大地的短路电流过大，可能引起强大的地电位反击，使得接地点附近的设备甚至人身安全受到威胁。此外，为了满足线路的热动稳定要求，电力系统往往不得不选用重型电器，使电网建设的经济性明显下降，即采取更换断路器设备的方式限制短路电流，不仅投资巨大，经济性降低，而且实施难度高。对于已建成投运的电网，网架优化调整是最直接经济的限制短路电流的方法。网架调整限制短路电流的优点为充分利用现有资源，节约设备投资、占地费用，避免了设备安装、检修等一系列问题。通过网架优化调整来限制短路电流的理论方法尚处于初步研究阶段，现有的方法存在以下问题：1)传统的网本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种考虑限制短路电流的网架优化算法，其特征在于，包括以下步骤：1)计算短路电流：2)建立考虑线路开断的最优潮流模型：通过引入0‑1变量来表征每条线路，在最优潮流的基础上增加线路开断约束，得到考虑线路开断的最优潮流模型；3)建立考虑短路电流限额约束的网架优化模型：4)计算线路灵敏度：5)计算近似运行成本变化：线路的开断引起线路首末节点的功率发生变化，基于断开前的节点边际电价计算断开线路导致的成本变化，得到近似运行成本变化；6)启发式算法求解网架优化模型：将潮流约束和短路电流限额约束分开考虑，分别以线路灵敏度最大和近似运行成本变化最小为准则，通过不断迭代修改断开线路的方式，求解网架优化模型，从...

【技术特征摘要】
1.一种考虑限制短路电流的网架优化算法，其特征在于，包括以下步骤：1)计算短路电流：2)建立考虑线路开断的最优潮流模型：通过引入0-1变量来表征每条线路，在最优潮流的基础上增加线路开断约束，得到考虑线路开断的最优潮流模型；3)建立考虑短路电流限额约束的网架优化模型：4)计算线路灵敏度：5)计算近似运行成本变化：线路的开断引起线路首末节点的功率发生变化，基于断开前的节点边际电价计算断开线路导致的成本变化，得到近似运行成本变化；6)启发式算法求解网架优化模型：将潮流约束和短路电流限额约束分开考虑，分别以线路灵敏度最大和近似运行成本变化最小为准则，通过不断迭代修改断开线路的方式，求解网架优化模型，从而得到满足限制短路电流要求的同时又经济的线路开断结果。2.根据权利要求1所述的一种考虑限制短路电流的网架优化算法，其特征在于，步骤1)具体过程为：三相短路电流的标幺值乘以电流基准值，得到三相短路电流；三相短路电流的标幺值通过下式计算：式中为短路电流的标幺值，Zff为节点f的自阻抗。3.根据权利要求1所述的一种考虑限制短路电流的网架优化算法，其特征在于，步骤2)的具体过程如下：引入0-1变量，线路和变压器的状态采用0-1变量πk描述，0表示元件k断开，1表示元件k在线运行；考虑线路开断的最优潮流模型为：其中，Pg为发电机g的有功出力，ag、bg和cg为发电机g的费用系数；式(3)为功率平衡约束，Pijk为以i、j为首末节点的线路k传输的有功功率，Pnd为母线n的有功负荷；式(4)为母线相角约束，θn为母线n的相角；式(5)为机组出力约束，和分别为发电机g的最小技术出力和出力上限；式(6)和(7)为线路潮流约束，πk为表征线路状态的0-1变量，Mk为数量级很大的数，满足式(8)为线路功率限额约束，和分别为线路k传输容量的上下限；式(9)为允许断开的最大线路条数约束，Jk为最大断线条数。4.根据权利要求1所述的一种考虑限制短路电流的网架优化算法，其特征在于，步骤3)的具体过程如下：通过线路的阻抗和线路的开断状态构建电力系统线路的电纳矩阵，借助导纳与阻抗的关系，得到短路电流的约束表达式，将短路电流限额约束加入到步骤2)中的考虑线路开断的最优潮流模型中，得到考虑短路电流限额约束的网架优化模型。5.根据权利要求4所述的一种考虑限制短路电流的网架优化算法，其特征在于，步骤3)的具体过程为：将线路的状态πk计入到导纳的表示当中，得到的导纳矩阵的元素表达式为：其中，...

【专利技术属性】
技术研发人员：齐世雄，王秀丽，田士君，唐磊，樊嘉杰，邵成成，
申请(专利权)人：西安交通大学，
类型：发明
国别省市：陕西,61