一种中长期电量裕度计算方法和系统技术方案

本发明专利技术提供了一种中长期电量裕度计算方法和系统，包括：根据采集的基础数据构建中长期裕度评估时刻的电网拓扑；基于电网拓扑构建各主体间的耦合关系；基于各主体间的耦合关系和预先构建的多级电量裕度模型得到各主体电量裕度；汇总各主体电量裕度得到中长期电量裕度。该方法和系统通过各主体之间的耦合关系，使机组、机组群、支路及断面之间形成一个关联和互动的整体，在求解发电机组及机组群的中长期电量裕度后计算各支路和断面的中长期电量裕度，为对配电网的中长期电量安全校核提供数据支撑，为电网运行和规划管理部门的电网运行维护管理和电网建设规划提供参考，为电力市场参与者提供电能交易在容量额度方面的辅助决策依据。

【技术实现步骤摘要】
一种中长期电量裕度计算方法和系统
本专利技术属于电力系统调度计划
，具体涉及一种中长期电量裕度计算方法和系统。
技术介绍
在电力市场环境下，电网传输容量对整个电力市场交易的顺利进行起着至关重要的作用，也是市场参与各方进行交易活动必须了解的重要技术参考指标。现有研究和应用侧重于短期电力潮流层面，对于如何评估分析中长期电量裕度，从而满足中长期电量调控刚性转变的要求，是当前亟需解决的问题。随着市场化改革的开展，中长期电量安全校核的开展越发迫切，而机组、机组群、支路及断面的中长期电量承受能力，是开展中长期电量安全校核的基础，也为中长期电量安全校核提供可执行边界。因此，如何适应电力市场发展和电网运行特性，考虑电网安全运行各类约束，实现中长期电量裕度分析，是保证电力市场交易顺利开展必须要面对和解决的关键问题。
技术实现思路
为克服上述现有技术的不足，本专利技术提出一种中长期电量裕度计算方法和系统。该方法和系统以安全约束机组组合为技术基础，考虑网络安全、机组特性和运行方式等约束，以机组、机组群、支路及断面的传输裕度空间最大为目标函数，建立各主体(水电机组及机组群、火电机组及机组群、支路及断面)电量裕度分析模型，为开展中长期电量安全校核奠定基础,，为需要电网输电能力作为重要运行指导的电网运行和规划管理部门提供参考，为以电网输电能力作为电能交易辅助决策的市场参与者提供依据。实现上述目的所采用的解决方案为：一种中长期电量裕度计算方法，其改进之处在于，包括：根据采集的基础数据构建中长期裕度评估时刻的电网拓扑；基于所述电网拓扑构建各主体间的耦合关系；基于所述各主体间的耦合关系和预先构建的多级电量裕度模型得到各主体电量裕度；汇总所述各主体电量裕度得到中长期电量裕度；其中，所述主体包括水电机组及机组群、火电机组及机组群以及支路及断面；所述各主体间的耦合关系包括：机组、机组群、支路及断面之间耦合关系；所述多级电量裕度模型包括：水电机组及机组群电量裕度模型、火电机组及机组群电量裕度模型和支路及断面电量裕度模型。本专利技术提供的第一优选技术方案，其改进之处在于，所述根据采集的基础数据构建中长期评估时刻的电网拓扑，包括：通过调度机构获取机组信息、机组群信息、断面信息、负荷预测信息、网络模型、中长期电网变化信息以及负荷物理参数作为基础数据；根据所述基础数据，生成电网约束和裕度评估时刻的电网拓扑。本专利技术提供的第二优选技术方案，其改进之处在于，所述基于所述电网拓扑构建各主体间的耦合关系，包括：根据所述电网拓扑，分别计算机组与机组间、机组群与机组间、支路与机组间以及断面与机组间的关系矩阵；基于所述关系矩阵表示主体之间的耦合关系。本专利技术提供的第三优选技术方案，其改进之处在于，所述机组与机组间的关系矩阵如下式所示：其中，Ku表示机组与机组间的关系矩阵，下标u表示机组，ku11、ku12、…、kumm分别表示机组与机组间的比例系数；所述机组群与机组间的关系矩阵如下式所示：其中，Kug表示机组群与机组间的关系矩阵，下标ug表示机组群，kug11、kug12、…、kugnm分别表示机组群与机组间的比例系数；所述支路与机组间的关系矩阵如下式所示：其中，Kb表示支路与机组间的关系矩阵，下标b表示支路，kb11、kb12、…、kbim分别表示支路与机组间的比例系数；所述断面与机组间的关系矩阵如下式所示：其中，Ks表示断面与机组间的关系矩阵，下标s表示断面，ks11、ks12、…、ksjm分别表示断面与机组间的比例系数。本专利技术提供的第四优选技术方案，其改进之处在于，所述水电机组及机组群电量裕度模型的建立，包括：以水电机组及机组群电量裕度空间值最大化为目标函数，以机组运行约束、系统平衡约束、网络约束、水电厂的水量平衡约束、水位约束、水电机组或机组群出力约束以及流域关联为约束条件，建立水电机组及机组群电量裕度模型。本专利技术提供的第五优选技术方案，其改进之处在于，所述火电机组及机组群电量裕度模型的建立，包括：以火电机组及机组群电量裕度空间值最大化为目标函数，以机组运行约束、系统平衡约束、网络约束、火电机组的三公、电压支撑、开机保养、检修、机组或机组群出力约束以及最小开停机时间约束为约束条件，建立火电机组及机组群电量裕度模型。本专利技术提供的第六优选技术方案，其改进之处在于，所述支路及断面电量裕度模型的建立，包括：以支路及断面电量裕度空间值最大化为目标函数，以组群电量申报信息、负荷预测信息、交易计划信息以及机组和电网运行约束为约束条件，建立支路及断面电量裕度模型。一种中长期电量裕度计算系统，其改进之处在于，包括：电网拓扑模块、耦合关系模块、主体裕度模块和电量裕度模块；所述电网拓扑模块，用于根据采集的基础数据构建中长期裕度评估时刻的电网拓扑；所述耦合关系模块，用于基于所述电网拓扑构建各主体间的耦合关系；所述主体裕度模块，用于基于所述各主体间的耦合关系和预先构建的多级电量裕度模型得到各主体电量裕度；所述电量裕度模块，用于汇总所述各主体电量裕度得到中长期电量裕度；其中，所述主体包括水电机组及机组群、火电机组及机组群以及支路及断面；所述各主体间的耦合关系包括：机组、机组群、支路及断面之间耦合关系；所述多级电量裕度模型包括：水电机组及机组群电量裕度模型、火电机组及机组群电量裕度模型和支路及断面电量裕度模型。本专利技术提供的第七优选技术方案，其改进之处在于，所述电网拓扑模块包括数据采集单元和拓扑生成单元；所述数据采集单元，用于通过调度机构获取机组信息、机组群信息、断面信息、负荷预测信息、网络模型、中长期电网变化信息以及负荷物理参数作为基础数据；所述拓扑生成单元，用于根据所述基础数据，生成电网约束和裕度评估时刻的电网拓扑。本专利技术提供的第八优选技术方案，其改进之处在于，所述耦合关系模块包括：矩阵计算单元和耦合关系单元；所述矩阵计算单元，用于根据所述电网拓扑，分别计算机组与机组间、机组群与机组间、支路与机组间以及断面与机组间的关系矩阵；所述耦合关系单元，用于基于所述关系矩阵表示主体之间的耦合关系。与最接近的现有技术相比，本专利技术具有的有益效果如下：本专利技术根据采集的基础数据构建中长期裕度评估时刻的电网拓扑；基于电网拓扑构建各主体间的耦合关系；基于各主体间的耦合关系和预先构建的多级电量裕度模型得到各主体电量裕度；汇总各主体电量裕度得到中长期电量裕度。通过各主体之间的耦合关系，使机组、机组群、支路及断面之间形成一个关联和互动的整体，在求解发电机组及机组群的中长期电量裕度后计算各支路和断面的中长期电量裕度，为对配电网的中长期电量安全校核提供数据支撑，为电网运行和规划管理部门的电网运行维护管理和电网建设规划提供参考，为电力市场参与者提供电能交易在容量本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种中长期电量裕度计算方法，其特征在于，包括：/n根据采集的基础数据构建中长期裕度评估时刻的电网拓扑；/n基于所述电网拓扑构建各主体间的耦合关系；/n基于所述各主体间的耦合关系和预先构建的多级电量裕度模型得到各主体电量裕度；/n汇总所述各主体电量裕度得到中长期电量裕度；/n其中，所述主体包括水电机组及机组群、火电机组及机组群以及支路及断面；/n所述各主体间的耦合关系包括：机组、机组群、支路及断面之间耦合关系；/n所述多级电量裕度模型包括：水电机组及机组群电量裕度模型、火电机组及机组群电量裕度模型和支路及断面电量裕度模型。/n

【技术特征摘要】
1.一种中长期电量裕度计算方法，其特征在于，包括：
根据采集的基础数据构建中长期裕度评估时刻的电网拓扑；
基于所述电网拓扑构建各主体间的耦合关系；
基于所述各主体间的耦合关系和预先构建的多级电量裕度模型得到各主体电量裕度；
汇总所述各主体电量裕度得到中长期电量裕度；
其中，所述主体包括水电机组及机组群、火电机组及机组群以及支路及断面；
所述各主体间的耦合关系包括：机组、机组群、支路及断面之间耦合关系；
所述多级电量裕度模型包括：水电机组及机组群电量裕度模型、火电机组及机组群电量裕度模型和支路及断面电量裕度模型。


2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据采集的基础数据构建中长期评估时刻的电网拓扑，包括：
通过调度机构获取机组信息、机组群信息、断面信息、负荷预测信息、网络模型、中长期电网变化信息以及负荷物理参数作为基础数据；
根据所述基础数据，生成电网约束和裕度评估时刻的电网拓扑。


3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于所述电网拓扑构建各主体间的耦合关系，包括：
根据所述电网拓扑，分别计算机组与机组间、机组群与机组间、支路与机组间以及断面与机组间的关系矩阵；
基于所述关系矩阵表示主体之间的耦合关系。


4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述机组与机组间的关系矩阵如下式所示：



其中，Ku表示机组与机组间的关系矩阵，下标u表示机组，ku11、ku12、…、kumm分别表示机组与机组间的比例系数；
所述机组群与机组间的关系矩阵如下式所示：



其中，Kug表示机组群与机组间的关系矩阵，下标ug表示机组群，kug11、kug12、…、kugnm分别表示机组群与机组间的比例系数；
所述支路与机组间的关系矩阵如下式所示：



其中，Kb表示支路与机组间的关系矩阵，下标b表示支路，kb11、kb12、…、kbim分别表示支路与机组间的比例系数；
所述断面与机组间的关系矩阵如下式所示：



其中，Ks表示断面与机组间的关系矩阵，下标s表示断面，ks11、ks12、…、ksjm分别表示断面与机组间的比例系数。


5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述水电机组及机组群电量裕度模型的建立，包括：
以水电机组及机组群电量裕度空间值最大化...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡晓静，李旻，杨军峰，张宏图，丁强，黄国栋，戴赛，张传成，张加力，胡超凡，罗治强，郑晓雨，董时萌，李响，何明，孙毅，过夏明，路轶，周剑，张弛，张大伟，张国芳，代宇涵，肖畅，何川，蔡帜，王亮，陈刚，李鑫，周京阳，潘毅，崔晖，李立新，李强，许丹，胡晨旭，王金龙，邓扶摇，李金龙，杜成锐，李伟刚，韩彬，闫翠会，李博，门德月，燕京华，刘芳，吴锟，刘升，盛灿辉，胡静，吴京菊，孙振，刘聪，李宇轩，
申请(专利权)人：中国电力科学研究院有限公司，国网四川省电力公司，国网四川省电力公司电力科学研究院，国家电网有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11