多通道限额约束下受端电网受电及供电裕度区间评估方法技术

本发明专利技术公开了多通道限额约束下受端电网受电及供电裕度区间评估方法，属于电力系统及其自动化技术领域。本发明专利技术计及受端电网多个受电通道的稳定限额，建立受端电网最大电极限和最小受电极限线性规划计算模型，通过求解线性规划模型得到满足所有通道不越限的受端电网最大受电极限和最小受电极限，并基于受电通道最大、最小受电极限计算受端电网供电裕度区间。本发明专利技术通过计算多输电通道供电的受端电网供电裕度区间，为受端电网提升供电能力和保障安全运行提供依据。

【技术实现步骤摘要】
多通道限额约束下受端电网受电及供电裕度区间评估方法
专利技术属于电力系统自动化
，具体地说本专利技术涉及多通道限额约束下受端电网受电及供电裕度区间评估方法。
技术介绍
受端电网以负荷集中地区为中心，包括区内和邻近电厂在内，用较密集的电力网络将负荷和这些电源联接在一起的电力系统。近年来随着经济的发展，受端电网用电负荷规模迅猛增长，提升受端电网受电能力的同时保障供电可靠性难度不断增加。对受端电网供电裕度区间的实时评估，有助于实时了解受电电网的可靠运行区间，及时调整电网运行方式，准确地制定控制方案。受端电网供电裕度主要受交直流受电通道输电能力和受端电网的负荷水平、装机容量等因素约束。专利“一种获取区域电网受电能力的方法及系统”(CN201910202455)给出输电断面某一线路故障后在其他线路上引起的潮流转移值与线路最大输电功率的比值，并获得线路脆弱因子，依据线路脆弱因子的大小可以确定系统的最严重故障和最薄弱线路。专利“一种受端电网外受电能力分析方法”(CN201811530866)提供了一种通用的受端电网外受电能力的分析方法，逐步调整发电机组和负荷，对薄弱电网元件集逐一进行静态安全校核和暂态稳定校核。现有方法计算受端电网受电极限均针对指定方式下最薄弱通道，按照设定的调整方式进行输电极限计算，无法给出综合多个输电通道稳定限额的受端电网最大、最小受电极限，无法支撑提升受电能力、保障安全运行的方式调整。
技术实现思路
本专利技术旨在针对现有技术计算受端电网受电极限均针对指定方式下最薄弱通道，无法给出综合多个输电通道稳定限额的受端电网最大、最小受电极限，提供多通道限额约束下受端电网受电能力评估方法。为实现上述技术目的，本专利技术采用以下技术方案。针对指定受端电网确定其关联的输电通道集合以及每个输电通道的稳定限额，获取全网发电机组节点、负荷节点和直流换流站节点；分别计算全网各发电机组节点、各负荷节点和各直流换流站节点对受端电网各输电通道的有功灵敏度，通过有功灵敏度确定送端发电机组节点、受端发电机组节点、受端负荷节点和受端直流换流站节点；计及各输电通道的稳定限额、发电机组节点和负荷节点有功调节上下限、功率平衡约束，分别建立受端电网最大受电极限线性规划计算模型和最小受电极限线性规划计算模型，求解获得受端电网的最大受电极限和最小受电极限。第二方面，本专利技术为了能够科学准确地评估受端电网的供电裕度区间，为受端电网的安全稳定运行提供参考，提供了多通道限额约束下受端电网供电裕度区间评估方法，包括以下步骤：针对指定受端电网确定其关联的输电通道集合以及每个输电通道的稳定限额，获取全网内整流站节点集合Hzl和逆变站节点集合Hnb，确定全网发电机组节点、负荷节点和直流换流站节点；分别计算全网各发电机组节点、各负荷节点和各直流换流站节点对受端电网各输电通道的有功灵敏度，通过有功灵敏度确定送端发电机组节点、受端发电机组节点、受端负荷节点和受端直流换流站节点；计及各输电通道的稳定限额、发电机组节点和负荷节点有功调节上下限、功率平衡约束，分别建立受端电网最大受电极限线性规划计算模型和最小受电极限线性规划计算模型，求解获得受端电网的最大受电极限和最小受电极限；基于求解获得的受端电网的最大受电极限和最小受电极限，以及当前运行方式受端电网内负荷功率、直流运行功率、装机容量，计算受端电网供电裕度区间。与现有技术相比，本专利技术所取得的有益技术效果：本专利技术利用节点对受电通道集合的灵敏度辨识机组、负荷、换流站所处送/受端电网，充分考虑受电通道的稳定限额、装机容量、负荷增长情况，建立受端电网最大最小受电极限的线性规划模型，能够科学准确地评估受端电网的受电能力和供电裕度区间，为受端电网的安全稳定运行提供参考。附图说明图1是本专利技术具体实施例的流程图。具体实施方式下面结合实施例并参照附图对本专利技术作进一步详细描述。实施例一、多通道限额约束下受端电网受电能力评估方法，包括：针对指定受端电网确定其关联的输电通道集合以及每个输电通道的稳定限额，获取全网发电机组节点和负荷节点；分别计算全网各发电机组节点和各负荷节点对受端电网各输电通道的有功灵敏度，通过有功灵敏度确定送端发电机组节点、受端发电机组节点和受端负荷节点；计及各输电通道的稳定限额、送端发电机组节点和受端负荷节点有功调节上下限、功率平衡约束，分别建立受端电网最大受电极限线性规划计算模型和最小受电极限线性规划计算模型，求解获得受端电网的最大受电极限和最小受电极限。本实施例中，可选地，基于SCADA、状态估计信息，生成电网当前运行状态潮流数据，根据电网当前运行状态潮流数据确定与受端电网关联的输电通道集合以及每个输电通道的稳定限额。全网各发电机组节点、各负荷节点和各直流换流站节点对受端电网各输电通道的有功灵敏度，通过以下方法计算：通过式(1)计算节点i对支路k有功灵敏度βi-k，上式中，Uk为支路k首端的电压模值，为支路k首端的电压相角，Ui为节点i的电压模值，为节点i的电压相角，λi-k为支路k的电流与节点i注入电流的关联度；支路电流与节点注入电流的关联度矩阵计算方法如式(2)所示，上式中，YB为支路导纳矩阵，YN为节点导纳矩阵，A为节点关联矩阵；通过式(3)计算节点i对输电通道Tk有功灵敏度2-3)通过式(4)节点i对受端电网关联的输电通道集合T有功灵敏度βi-T，通过有功灵敏度确定送端发电机组节点、受端发电机组节点、受端负荷节点和受端直流换流站节点的具体方法如下：2-1)若发电机组节点i对受端电网关联的输电通道集合T有功灵敏度βi-T为正，则发电机组节点i处于送端电网，i∈Gs，否则，发电机组i处于受端电网，i∈Gr，其中Gs为送端电网发电机组节点集合，Gr为受端电网发电机组节点集合；2-2)若负荷节点i对受端电网关联的输电通道集合T有功灵敏度βi-T为负，则负荷节点i处于受端电网，i∈Lr，否则，负荷节点i处于送端电网，i∈Ls，Lr为受端电网负荷节点集合，Ls为送端电网负荷节点集合；2-3)可选地，获取全网直流换流站节点，直流换流站节点i对受端电网关联的输电通道集合T有功灵敏度βi-T通过公式(1)确定。若直流换流站节点i对受端电网关联的输电通道集合T有功灵敏度βi-T为正，则换流站节点i处于送端电网，i∈Hs，否则，换流站节点i处于受端电网，i∈Hr，Hs为送端电网换流站节点集合，Hr为受端电网换流站节点集合。受端电网最大受电极限线性规划计算模型和最小受电极限线性规划计算模型分别表示如下：受端电网最大受电极限线性规划计算模型：上式中，为输电通道集合T的当前潮流计算数据有功功率之和，为输电通道Tk的初始有功功率之和，βg-T为发电机组g所在节点对输电通道集合T的有功灵敏度，为发电机组g所在节点对输电通道Tk的有功灵敏度，为发本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.多通道限额约束下受端电网受电能力评估方法，其特征在于，包括：针对指定受端电网确定其关联的输电通道集合以及每个输电通道的稳定限额，获取全网发电机组节点和负荷节点；/n分别计算全网各发电机组节点和各负荷节点对受端电网各输电通道的有功灵敏度，通过有功灵敏度确定送端发电机组节点和受端负荷节点；/n计及各输电通道的稳定限额、送端发电机组节点和受端负荷节点的有功调节上下限、功率平衡约束，分别建立受端电网最大受电极限线性规划计算模型和最小受电极限线性规划计算模型，求解获得受端电网的最大受电极限和最小受电极限。/n

【技术特征摘要】
1.多通道限额约束下受端电网受电能力评估方法，其特征在于，包括：针对指定受端电网确定其关联的输电通道集合以及每个输电通道的稳定限额，获取全网发电机组节点和负荷节点；
分别计算全网各发电机组节点和各负荷节点对受端电网各输电通道的有功灵敏度，通过有功灵敏度确定送端发电机组节点和受端负荷节点；
计及各输电通道的稳定限额、送端发电机组节点和受端负荷节点的有功调节上下限、功率平衡约束，分别建立受端电网最大受电极限线性规划计算模型和最小受电极限线性规划计算模型，求解获得受端电网的最大受电极限和最小受电极限。


2.根据权利要求1所述的多通道限额约束下受端电网受电能力评估方法，其特征在于，全网各发电机组节点和各负荷节点对受端电网各输电通道的有功灵敏度，通过以下方法计算：
通过式(1)计算节点i对支路k有功灵敏度βi-k，



上式中，Uk为支路k首端的电压模值，为支路k首端的电压相角，Ui为节点i的电压模值，为节点i的电压相角，λi-k为支路k的电流与节点i注入电流的关联度；
支路电流与节点注入电流的关联度矩阵计算方法如式(2)所示，



上式中，YB为支路导纳矩阵，YN为节点导纳矩阵，A为节点关联矩阵；
通过式(3)计算节点i对输电通道Tk有功灵敏度



2-3)通过式(4)节点i对受端电网关联的输电通道集合T有功灵敏度βi-T，





3.根据权利要求1所述的多通道限额约束下受端电网受电能力评估方法，其特征在于，通过有功灵敏度确定送端发电机组节点和受端负荷节点的具体方法如下：
2-1)若发电机组节点i对受端电网关联的输电通道集合T有功灵敏度βi-T为正，则发电机组节点i处于送端电网，i∈Gs，其中Gs为送端电网发电机组节点集合；
2-2)若负荷节点i对受端电网关联的输电通道集合T有功灵敏度βi-T为负，则负荷节点i处于受端电网，i∈LrLr为受端电网负荷节点集合。


4.根据权利要求1所述的多通道限额约束下受端电网受电能力评估方法，其特征在于，受端电网最大受电极限线性规划计算模型和最小受电极限线性规划计算模型分别表示如下：
受端电网最大受电极限线性规划计算模型：



上式中，为输电通道集合T的当前潮流计算数据有功功率之和，为输电通道Tk的初始有功功率之和，βg-T为发电机组g所在节点对输电通道集合T的有功灵敏度，为发电机组g所在节点对输电通道Tk的有功灵敏度，为发电机组g的初始有功出力，ΔPg为发电机组g的有功调整量，Pg,max为机组g的出力上限，Pg,min为机组g的出力下限，βl-T为负荷l对输电通道集合T的有功灵敏度，Pl0为负荷l的初始有功功率，ΔPl为负荷l的有功调整量，Pl,max为负荷l的上限，Pl,min为负荷l的下限，kloss为网损系数，为输电通道Tk的稳定限额，Gs为送端电网发电机组节点集合，Lr为受端电网负荷节点集合；
受端电网最小受电极限线性规划计算模型：



上式中，为输电通道Tj的稳定限额。


5.多通道限额约束下受端电网供电裕度区间评估方法，其特征在于，包括以下步骤：
针对指定受端电网确定其关联的输电通道集合以及每个输电通道的稳定限额，获取全网内整流站节点集合Hzl和逆变站节点集合Hnb，确定全网发电机组节点、负荷节点和直流换流站节点；
分别计算全网各发电机组节点、各负荷节点和各直流换流站节点对受端电网各输电通道的有功灵敏度，通过有功灵敏度确定送端发电机组节点、受端发电机组节点、受端负荷节点和受端直流换流站节点；
计及各输电通道的稳定限额、发电机组节点和负荷节点有功调节上下限、功率平衡约束，分别建立受端电网最大受电极限线性规划计算模型和最小受电极限线性规划计算模型，求解获得受端电网的最大受电极限和最小受电极限；
基于求解获得的受端电网的最大受电极限和最小受电极限，以及当前运行方式受端电网内负荷功率、直流运行功率、装机容量，计算受端电网供电裕度区间。


6.根据权利...

【专利技术属性】
技术研发人员：周挺，戴玉臣，罗凯明，徐伟，罗建裕，任先成，刘林，张金龙，查显煜，
申请(专利权)人：国网江苏省电力有限公司，国电南瑞南京控制系统有限公司，国电南瑞科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32