一种可再生能源消纳的线路容量优化方法及系统技术方案

本发明专利技术公开了一种可再生能源消纳的线路容量优化方法及系统。该方法包括：根据电力市场对应传输线路的基础数据构建传输线过载风险评估模型以及传输线动态安培容量优化模型；确定所述传输线过载风险评估模型以及所述传输线动态安培容量优化模型的约束条件；在所述约束条件下计算所述传输线过载风险评估模型以及所述传输线动态安培容量优化模型的最优解，确定最小风险下的传输线路的最大容量。本发明专利技术以不确定性集合的形式描述动态安培容量的不确定性，将传输线过载风险作为评估指标，优化动态安培容量可接纳区域，可在最小风险下实现最大容量。实现最大容量。实现最大容量。

【技术实现步骤摘要】
一种可再生能源消纳的线路容量优化方法及系统


[0001]本专利技术涉及传输线安培容量领域，特别是涉及一种可再生能源消纳的线路容量优化方法及系统。

技术介绍

[0002]随着风、光等可再生能源发电大规模接入电网，现阶段我国电力系统中传输线路在运行时的不确定性日益上升。架空输电线的安全运行与所处的环境温度存在不可分割的联系，电网在调度时采用的传输线安培容量是依据极其保守且不随时间变动的静态环境参数以及最高工作温度计算得出的导线最大容许输送电流量。具体来说，我国静态载流量的规程所规定的环境参数为：温度 40摄氏度，风速0.5m/s，光照强度1000MW/m2。一般而言，这些参数出现的概率极低，所以由上述环境参数计算得到的数值是非常保守的。而如果传输线的安培容量过低，就会造成电网传输线容量不足，继而引发风电侧的“窝电”现象或常规电源侧调峰机组侧的“窝电”现象。从直观的角度来看，为了提升已有的传输线安培容量，可以安装柔性交流输电系统或对已有传输线路进行扩容，在一定程度上缓解过低的传输线安培容量给电力网络传输带来的压力，然而这两个方法均需要实施成本和施工时间。
[0003]当下在电力系统运行过程中，考虑传输线路动态安培容量并引入输电网络结构优化，可在不增加新设备实施的条件下，充分发挥现有传输线路及电力设备输电能力，改善输电网络的输送容量，提高电网可靠性。现有文献大部分致力于研究在调度过程中使用实时或动态环境参数，根据实时环境参数适当提高载流量，以达到某种目的。动态安培容量的精确计算十分重要，已有文献考虑不同微气象对传输线动态安培容量产生的影响，或采用在线定值模型，实现由输电线路载流和导线温度得到动态安培容量。但是由于气象等因素的不确定性，导致动态安培容量的预测误差无法避免，如果传输线动态安培容量的预测偏差过大，就有可能造成传输线过载，严重的甚至引发电力系统连锁故障。因此，在评估电力系统过载风险时考虑动态安培容量的不确定性具有十分重要的工程意义。
[0004]事实上，已有学者针对评估电力系统中存在的不同问题进行了风险评估。部分研究采用基于改进等分散抽样蒙特卡洛法，量化大规模风电并网背景下的交直流混联系统运行风险。也有文献研究NSGA多目标优化方法，采用级联过载指标在线优化与过载相关的系统安全指标，对传输线路的最优解进行评价得到发生过载时的风险值大小，然而并没有考虑线路的动态安培容量。
[0005]应当指出，传统的模型评估了电力系统的稳定运行状态，也有少部分研究探讨系统中的线路出现过载的原因。考虑动态安培容量预测值的不确定性将会使得传输线过载风险评估更具工程应用价值。

技术实现思路

[0006]本专利技术的目的是提供一种可再生能源消纳的线路容量优化方法及系统，考虑传输线动态安培容量的不确定性，并在风险最小时实现容量最大化。
[0007]为实现上述目的，本专利技术提供了如下方案：
[0008]一种可再生能源消纳的线路容量优化方法，包括：
[0009]获取电力市场对应传输线路的基础数据；
[0010]根据所述基础数据构建传输线过载风险评估模型以及传输线动态安培容量优化模型；
[0011]确定所述传输线过载风险评估模型以及所述传输线动态安培容量优化模型的约束条件；
[0012]在所述约束条件下计算所述传输线过载风险评估模型以及所述传输线动态安培容量优化模型的最优解，确定最小风险下的传输线路的最大容量。
[0013]可选地，所述传输线过载风险评估模型的表达式如下：
[0014][0015]其中，Risk为传输线过载风险评估指标，F
l
表示传输线路的静态安培容量， Q
lt
表示传输线路的过载量，l表示第l段传输线路，t表示选取的时段。
[0016]可选地，所述传输线过载风险评估指标Risk的表达式如下：
[0017][0018]其中，c
l
表示传输线过载罚系数，δ
lt
表示传输线动态安培容量预测误差， L表示传输线路总数，T表示时段总数，F
lt
表示无风险情况下动态安培容量下界，表示预测动态安培容量，P
t
(δ
lt
)表示动态安培容量预测误差概率分布函数。
[0019]可选地，所述传输线动态安培容量优化模型的表达式如下：
[0020][0021]其中，F
lt
表示无风险情况下动态安培容量下界，ΔF
lt
表示动态安培容量的越限量，v
lt
表示动态安培容量不确定性，为布尔变量，Φ表示决策变量集合，l 表示第l段传输线路，t表示选取的时段。
[0022]可选地，所述传输线过载风险评估模型的约束条件如下：
[0023][0024][0025]其中，Q
lt
表示传输线路的过载量，F
lt
表示无风险情况下动态安培容量下界，表示预测动态安培容量，l表示第l段传输线路，t表示选取的时段，d
ltj
、e
ltj
均表示表示时段t风险线性化时第j个分段的系数。
[0026]可选地，所述传输线动态安培容量优化模型的约束条件如下：
[0027][0028][0029][0030][0031][0032][0033][0034][0035][0036][0037]其中，表示最坏场景下的动态安培容量，ΔF
lt
表示动态安培容量的越限量，p
lt
表示电力线路传输功率，p
gt
表示发电机组功率，表示发电机组出力上/下界，表示发电机组正/负爬坡能力，u
gt
表示发电机组启停情况，p
dt
表示负荷功率，表示传输线路导纳，以及θ
n2
分别表示时段t电力线路两端流入节点和流出节点相角，θ
ref，t
为参考节点相位值，v
lt
表示动态安培容量不确定性，为布尔变量，Γ
T
表示传输线路时间平滑参数，Γ
L
表示传输线路空间平均参数，d表示负荷，g发电机机组数，ψ
g
表示发电机组集合，n 表示节点，n1表示流入节点，n2表示流出节点，N表示节点数，o1表示流入节点集合，o2表示流出节点集合。
[0038]本专利技术还提供了一种可再生能源消纳的线路容量优化系统，包括：
[0039]数据获取模块，用于获取电力市场对应传输线路的基础数据；
[0040]模型构建模块，用于根据所述基础数据构建传输线过载风险评估模型以及传输线动态安培容量优化模型；
[0041]约束条件确定模块，用于确定所述传输线过载风险评估模型以及所述传输线动态安培容量优化模型的约束条件；
[0042]求解模块，用于在所述约束条件下计算所述传输线过载风险评估模型以及所述传输线动态安培容量优化模型的最优解，确定最小风险下的传输线路的最大容量本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种可再生能源消纳的线路容量优化方法，其特征在于，包括：获取电力市场对应传输线路的基础数据；根据所述基础数据构建传输线过载风险评估模型以及传输线动态安培容量优化模型；确定所述传输线过载风险评估模型以及所述传输线动态安培容量优化模型的约束条件；在所述约束条件下计算所述传输线过载风险评估模型以及所述传输线动态安培容量优化模型的最优解，确定最小风险下的传输线路的最大容量。2.根据权利要求1所述的可再生能源消纳的线路容量优化方法，其特征在于，所述传输线过载风险评估模型的表达式如下：其中，Risk为传输线过载风险评估指标，F
l
表示传输线路的静态安培容量，Q
lt
表示传输线路的过载量，l表示第l段传输线路，t表示选取的时段。3.根据权利要求2所述的可再生能源消纳的线路容量优化方法，其特征在于，所述传输线过载风险评估指标Risk的表达式如下：其中，C
l
表示传输线过载罚系数，δ
lt
表示传输线动态安培容量预测误差，L表示传输线路总数，T表示时段总数，F
lt
表示无风险情况下动态安培容量下界，表示预测动态安培容量，P
r
(δ
lt
)表示动态安培容量预测误差概率分布函数。4.根据权利要求1所述的可再生能源消纳的线路容量优化方法，其特征在于，所述传输线动态安培容量优化模型的表达式如下：其中，F
lt
表示无风险情况下动态安培容量下界，ΔF
lt
表示动态安培容量的越限量，v
lt
表示动态安培容量不确定性，为布尔变量，Φ表示决策变量集合，l表示第l段传输线路，t表示选取的时段。5.根据权利要求1所述的可再生能源消纳的线路容量优化方法，其特征在于，所述传输线过载风险评估模型的约束条件如下：线过载风险评估模型的约束条件如下：其中，Q
lt
表示传输线路的过载量，F
lt
表示无风险情况下动态安培容量下界，表示预测动态安培容量，l表示第l段传输线路，t表示选取的时段，d
ltj
...

【专利技术属性】
技术研发人员：丁肇豪，余开媛，贺元康，刘瑞丰，王进，
申请(专利权)人：国家电网公司西北分部，
类型：发明
国别省市：