一种多级电网嵌套分解协调有功无功联合调度方法技术

本发明专利技术涉及一种多级电网嵌套分解协调有功无功联合调度方法，属于电力系统运行控制技术领域。首先建立多级电网协同的有功无功联合调度模型，在各级电网之间采用嵌套分解协调的方式求解各级电网协同的有功无功联合调度模型，并基于最优解，对全部层级全部区域电网进行有功无功联合调度。其关键步骤是：分解协调计算某级中某区域电网与其下属电网的有功无功联合调度最优解、计算某级中某区域电网的最优割平面与近似投影函数，这两个步骤之间互相递归调用，实现各级电网协同的有功无功联合调度模型的分解协调计算。本方法收敛速度快，能够保证各级电网运行的安全，避免局部过载、电压越限等运行风险。

【技术实现步骤摘要】
一种多级电网嵌套分解协调有功无功联合调度方法
本专利技术涉及一种多级电网嵌套分解协调有功无功联合调度方法，属于电力系统的运行控制

技术介绍
电力系统分层分区运行管理，由于分布式可再生能源在各个等级电网中的大量接入，不同等级与不同区域的电网之间变得紧密耦合。传统各级电网之间缺少协调的运行调度方式并不能够适应紧密耦合下的多级电网，容易导致局部过载、电压越限等严重的电力系统安全事故。因此，需要协同多级电网进行联合的运行调度。考虑到不同等级、不同区域之间电网分别由各自的调控中心进行调度决策，集中式对多级电网进行协调在实际中难以实现。
技术实现思路
本专利技术的目的是提出一种多级电网嵌套分解协调有功无功联合调度方法，利用嵌套分解协调的方法对多级电网进行有功无功联合调度，在各级各区域的电网只需计算内部的有功无功联合调度问题，并与相邻电网之间交换边界信息，即可获得保障全局电网安全的有功无功联合调度策略。本专利技术提出的多级电网嵌套分解协调有功无功联合调度方法，包括以下步骤：(1)建立一个多级电网协同的有功本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种多级电网嵌套分解协调有功无功联合调度方法，其特征在于该方法包括以下步骤：/n(1)建立一个多级电网协同的有功无功联合调度优化模型：/n(1.1)设定一个多级电网中共有M个层级电网，层级电网m中共有N(m)个区域电网，建立多级电网协同的有功无功联合调度优化模型的优化目标函数，该优化目标函数为各层级各区域电网的发电成本的总和的最小化，对于层级m中编号n的区域电网，发电成本的表达式为：/n

【技术特征摘要】
1.一种多级电网嵌套分解协调有功无功联合调度方法，其特征在于该方法包括以下步骤：
(1)建立一个多级电网协同的有功无功联合调度优化模型：
(1.1)设定一个多级电网中共有M个层级电网，层级电网m中共有N(m)个区域电网，建立多级电网协同的有功无功联合调度优化模型的优化目标函数，该优化目标函数为各层级各区域电网的发电成本的总和的最小化，对于层级m中编号n的区域电网，发电成本的表达式为：



上式中，G为电网中发电机组的编号集合，PiG为发电机组i的发电有功功率，Ci(PiG)为发电机组i的发电成本函数，将该发电成本函数表示成如下的二次函数：
Ci(PiG)＝a0,i+a1,iPiG+a2,i(PiG)2
上式中，a0,i、a1,i、a2,i分别为发电机组i的发电成本常数项、一次项和二次项系数，从电网调度中心获取；
(1.2)建立多级电网协同的有功无功联合调度优化模型的约束条件如下：对于层级m中编号n的区域电网，区分以下两种情况：
(1.2.1)若层级m中编号n的区域电网是环状电网，则约束条件包括：
(1.2.1.1)支路潮流方程约束：












上式中，Pij与Qij分别为电网中节点i流向节点j的有功功率潮流与无功功率潮流，为待求变量，Pji与Qji分别为节点j流向节点i的有功功率潮流与无功功率潮流，为待求变量，τij为节点i与节点j之间的支路ij的变压器变比，由变压器出厂铭牌获取，与分别为支路ij的电导与电纳，从电网调度中心获取，为支路ij的充电电纳，从电网调度中心获取，Vi与Vj分别为节点i与节点j的电压幅值，为待求变量，θi与θj分别为节点i与节点j的电压相角，为待求变量，φij为支路ij的变压器移相相角，由变压器出厂铭牌获取，L为电网中支路的编号集合；
(1.2.1.2)节点注入平衡约束：






上式中，Gi与Di分别为与节点i连接的发电机组与负荷的编号集合，与分别为发电机组y的发电有功功率与无功功率，为待求变量，与分别为负荷z的有功功率需求与无功功率需求，从电网调度中心获取，与分别为节点i的并联电导与并联电纳，从电网调度中心获取，B为系统中节点的编号集合；
(1.2.1.3)电压安全约束：



上式中，与Vi分别为节点i的电压安全幅值上限与电压安全幅值下限，从电网调度中心获取；
(1.2.1.4)机组出力约束：



上式中，与PiG分别为发电机组i的发电有功功率上限与发电有功功率下限，从电网调度中心获取，与分别为发电机组i的发电无功功率上限与发电无功功率下限，从电网调度中心获取；
(1.2.1.5)线路容量约束：



上式中，为支路ij的视在功率容量，从电网调度中心获取；
(1.2.2)若层级m中编号n的区域电网是辐射状电网，则约束条件包括：
(1.2.2.1)松弛的支路潮流方程约束：



上式中，Pij与Qij分别为节点i流向节点j的有功功率潮流与无功功率潮流，为待求变量，vi为节点i的电压幅值的平方，为待求变量，lij为支路ij的电流幅值的平方，为待求变量，L为系统中支路的编号集合；
(1.2.2.2)节点注入平衡约束：






上式中，Gi与Di分别为与节点i连接的发电机组与负荷的编号集合，与分别为发电机组y的发电有功功率与无功功率，为待求变量，Pji与Qji分别为节点j流向节点i的有功功率潮流与无功功率潮流，为待求变量，lji为支路ji的电流幅值的平方，为待求变量，与分别为负荷z的有功功率与无功功率需求，从电网调度中心获取，与分别为节点i的并联电导与并联电纳，从电网调度中心获取，rji与xji分别为支路ji的电阻与电抗，从电网调度中心获取，B为系统中节点的编号集合；
(1.2.2.3)支路电压降落约束：



上式中，vj为节点j的电压幅值的平方，为待求变量，rij与xij分别为支路ij的电阻与电抗，从电网调度中心获取；
(1.2.2.4)电压安全约束：



上式中，与vi分别为节点i的电压安全幅值的平方的上限与下限，从电网调度中心获取；
(1.2.2.5)机组出力约束：



上式中，与PiG分别为发电机组i的发电有功功率上限与发电有功功率下限，从电网调度中心获取，与分别为发电机组i的发电无功功率上限与发电无功功率下限，从电网调度中心获取；
(1.2.2.6)线路容量约束：



上式中，为支路ij的电流幅值的平方的上限，从电网调度中心获取；
(1.3)将步骤(1.1)的优化目标函数和步骤(1.2)的约束条件组成一个多级电网协同的有功无功联合调度优化模型，表达如下：



满足：



上式中，m为多级电网中的层级编号，n为同一层级中的区域电网的编号，xm,n为层级m中编号n的区域电网的内部优化变量，若该区域电网是环状电网，则xm,n包括Pij、Qij、Pji、Qji、Vi、θi、PiG和如果该区域电网是辐射状电网，则xm,n包括Pij、Qij、vi、lij、PiG和um,n为层级m中编号n的区域电网与上级电网耦合的优化变量，如果该区域电网是环状电网，则um,n包括Vi2、PiG和如果该区...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴文传，孙宏斌，蔺晨晖，王彬，郭庆来，
申请(专利权)人：清华大学，
类型：发明
国别省市：北京;11