一种计及融冰方式与系统调度运行的融冰协调优化方法技术方案

本发明专利技术属于电力系统优化技术领域，主要涉及一种计及融冰方式与系统调度运行的融冰协调优化方法，包括如下步骤：S1、建立直流融冰、运行方式融冰模型；S2、建立计及融冰过程的覆冰增长模型；S3、建立系统运行方式优化调整模型；S4、建立计及融冰方式与系统调度运行的融冰协调优化模型；S5、获取气象及覆冰系统电气参数信息，采用NSGA‑Ⅱ算法求解本发明专利技术提出的计及融冰方式与系统调度运行的融冰协调优化模型，确定系统最优融冰决策及其对应的系统运行方案。本发明专利技术方法在直流融冰设备未覆盖全部线路的情况下，实施运行方式融冰手段，可以更好地满足系统融冰需求。

【技术实现步骤摘要】
一种计及融冰方式与系统调度运行的融冰协调优化方法
本专利技术属于电力优化
，具体涉及一种计及融冰方式与系统调度运行的融冰协调优化方法。
技术介绍
覆冰是一种较为常见的自然现象，但输电线路大量积冰会导致线路及杆塔垂直荷载加重；同时，覆冰线路也容易在强风吹动下发生舞动。严重覆冰可造成线路断线、金具及绝缘子损坏、杆塔倾斜变形甚至倒塌。现有的抗冰措施无法完全避免线路覆冰增长。而当线路冰厚增长至一定规模时会对线路安全造成威胁。此时，采取除冰措施是电网应对冰灾的最有效方法。现有较为成熟的各种融冰措施可以为电网调度部门提供多种应对方案。直流融冰是中国国家电网与南方电网最广泛应用的一种融冰手段，但开展直流融冰受限于设备配备情况。
技术实现思路
本专利技术的目的是：旨在提供一种计及融冰方式与系统调度运行的融冰协调优化方法，用于运行方式融冰与直流融冰的最优协调融冰计划以及该融冰计划下系统的最优运行方案的制定。为实现上述技术目的，本专利技术采用的技术方案如下：一种计及融冰方式与系统调度运行的融冰协调优化方法，包括如下本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种计及融冰方式与系统调度运行的融冰协调优化方法，其特征在于，包括如下步骤：/nS1、建立直流融冰、运行方式融冰模型；/nS2、建立计及融冰过程的覆冰增长模型；/nS3、建立系统运行方式优化调整模型；/nS4、建立计及融冰方式与系统调度运行的融冰协调优化模型；/nS5、获取气象及覆冰系统电气参数信息，采用NSGA-Ⅱ算法求解本专利技术提出的计及融冰方式与系统调度运行的融冰协调优化模型，确定系统最优融冰决策及其对应的系统运行方案。/n

【技术特征摘要】
1.一种计及融冰方式与系统调度运行的融冰协调优化方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1、建立直流融冰、运行方式融冰模型；
S2、建立计及融冰过程的覆冰增长模型；
S3、建立系统运行方式优化调整模型；
S4、建立计及融冰方式与系统调度运行的融冰协调优化模型；
S5、获取气象及覆冰系统电气参数信息，采用NSGA-Ⅱ算法求解本发明提出的计及融冰方式与系统调度运行的融冰协调优化模型，确定系统最优融冰决策及其对应的系统运行方案。


2.根据权利要求1所述的一种计及融冰方式与系统调度运行的融冰协调优化方法，其特征在于，S1包括以下步骤：
直流融冰模型：









式中，为有条件开展直流融冰的覆冰线路集合；为线路在t时刻的运行状态，0、1分别表示线路未投入运行和在线运行；为覆冰线路在t时刻的直流融冰工作状态，0、1分别表示线路正进行和未进行直流融冰工作；ND为融冰设备及操作人员班组上限；
其中，式(1)为开展直流融冰基本条件，只有当覆冰线路装设有直流融冰设备时才能进行融冰，即线路需要配备固定式直流融冰装置或移动式直流融冰装置可达；
式(2)为直流融冰与线路运行互斥约束，进行直流融冰操作时待融冰线路必须退出运行；
式(3)为融冰设备及操作人员数量约束，同时开展直流融冰的线路数不能超过融冰设备数或操作人员班组数；
运行方式融冰计划模型：






式中，为开展运行方式融冰的覆冰线路集合；为覆冰线路在t时刻的运行方式融冰工作状态，0、1分别表示线路未进行和正在进行运行方式融冰工作；为能够在规定时间内完成融冰任务的最小融冰线损；为覆冰条件下允许的最大线损；
式(4)为运行方式融冰与线路停运行互斥约束，进行运行方式融冰操作时待融冰线路必须在线运行；
式(5)为开展运行方式融冰线路的融冰线损约束，覆冰线路在非除冰时段要满足热稳定约束，而在开展运行方式融冰阶段线路线损需要控制在最小融冰线损与覆冰条件下最大允许线损之间。


3.根据权利要求2所述的一种计及融冰方式与系统调度运行的融冰协调优化方法，其特征在于，S1还包括如下步骤：
为满足融冰需求，以调整机组出力、无功调整、可转移负荷参与的需求响应、结构调度作为运行方式调节手段，参与运行方式调整的决策变量包括：
①发电机组有功出力量PGg,t、无功出力量QGg,t
②节点无功调整量LQi,t
③需求响应负荷转移量Ki,t
④线路开断状态变量Jl,t。


4.根据权利要求3所述的一种计及融冰方式与系统调度运行的融冰协调优化方法，其特征在于，S2包括如下步骤：
设定在覆冰增长过程中覆冰导线始终保持为均匀圆柱体，取足够小的时间步长dt，认为在本时段内气象参数与覆冰导线形状参数保持不变；
S2中计及融冰过程的输电线路雾凇覆冰增长模型为：









其中，dMt、α1,t、α2,t、α3,t、ωt、vt、Di,t、dbt分别为第t个时间步长内覆冰质量增量(g)、碰撞系数(无量纲)、结合系数(无量纲)、冻结系数(无量纲)、液态水质量浓度(g/m3)、风速(m/s)、覆冰导线直径(m)、覆冰厚度增量(m)，tF为线路融冰过程最后一个时间步长。


5.根据权利要求4所述的一种计及融冰方式与系统调度运行的融冰协调优化方法，其特征在于，S2还包括如下步骤：
假设雾凇覆冰由冻雾引发，因此有：
α1＝A-0.028-C(B-0.0454)(9)
A＝1.066K-0.00616exp(-1.103K-0.688)(10)
B＝3.641K-0.498exp(-1.497K-0.694)(11)












α2＝1(16)
α3＝h·(π(Ts-Ta)+εleπ(psat,sa-psat,a)/(2p0Ca))/(α1α2ωvlf)+Cw(Ts-Ta)/lf-I2r/(α1α2ωvDilf)(17)
其中，ω为单位体积空气中液态水质量浓度(g/m3)；v为有效风速(m/s)；Di为覆冰导线直径，是导线外径与冰层厚度之和(m)；lf为单位质量的水在凝结过程中释放的热值，取值为334.3kJ/kg；Ts为覆冰导线表面温度(℃)；Ta为大气环境温度(℃)；Cw为水的比热容，其值为4.18kJ/kg·℃；Ca为空气比热容，取值为1.006kJ/kg·℃；ε为水蒸气与干空气分子质量比，取值为0.622；le为水的蒸发潜热，取值为2263.8kJ/kg；p0为静态空气压，取值为101.3kPa；psat,sa、psat,a分别为温度为覆冰导线表面温度Tsa和大气环境温度Ta时的饱和蒸汽压(kPa)；h为对流换热系数(W/m2·℃)；ρa为空气密度，取值为1.29kg/m3；μ为空气动粘性系数，取值为1.32^10-5m2/s，ρw为水的密度，取值为1000kg/m3；dw为液滴中值体积直径(μm)；Re,w为液滴的Reynolds数，


6.根据权利要求5所述的一种计及融冰方式与系统调度运行的融冰协调优化方法，其特征在于，S3包括如下步骤：
S3建立的系统运行方式优化调整模型为：
①机组出力调整约束，即发电机组有功出力与无功出力的限制约束




...

【专利技术属性】
技术研发人员：谢开贵，孙青松，胡博，牛涛，李春燕，邵常政，李雨菲，李轩，焦丹，
申请(专利权)人：重庆大学，
类型：发明
国别省市：重庆;50