一种考虑N-1故障的安全约束机组组合问题求解方法技术

本发明专利技术公开了一种考虑N

【技术实现步骤摘要】
一种考虑N
‑
1故障的安全约束机组组合问题求解方法

：
[0001]本专利技术涉及电力系统运筹优化领域，更具体地，涉及一种考虑N
‑
1故障的安全约束机组组合问题求解方法。

技术介绍
：
[0002]安全约束机组组合(security
‑
constrained unit commitment,SCUC)作为编制发电计划的核心环节，在电力系统优化调度等方面具有十分重要的意义。SCUC具有高维、非凸、离散、非线性的特点,在数学上是一个NP
‑
hard问题，因此难以在有限时间内求得最优解。SCUC问题的建模和求解方法包括Benders分解法、分支定界法、拉格朗日松弛法和人工智能算法等多种方法。目前，解决SCUC问题较为常用的方法是将SCUC建模为一个混合整数线性规划(mixed
‑
integer linear programming,MILP)问题，并通过商业优化软件中的分支定界法进行求解。这种方法建模灵活，求解效率高，并且可以确保SCUC问题收敛到最优解。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种考虑N
‑
1故障的安全约束机组组合问题求解方法，其特征在于，包括以下步骤：S1，SCUC问题目标函数线性化建模如下；其中，T和G分别表示时段数和机组数目。S表示机组费用根据实际需求进行划分的曲线分段数。和分别表示时段t下，机组i的开机费用和停机费用。λ
a,i
表示机组i发电费用曲线分段线性化后第a段斜率。表示时段t下，机组i在分段a上的出力，a＝1,2,...,S；i＝1,2,...,G；t＝1,2,...,T。S2，SCUC问题约束线性化建模；SCUC问题包括功率平衡约束、发电机出力约束、最小启停时间约束、爬坡约束、网络安全约束、故障态安全约束。各约束的线性化建模方式具体如下：功率平衡约束：其中，D
t
是时段t下系统的总负荷，p
i,t
是时段t下，机组i的有功出力。发电机出力约束：P
imin
u
i,t
≤p
i,t
≤P
imax
u
i,t
,i＝1,2,...,G,t＝1,2,...,T,其中，P
imin
和P
imax
分别是机组i的最大、最小出力，u
i,t
是代表时刻t下，机组i状态变量。最小启停时间约束：最小开机时间约束按时间顺序分为三段。分别表示机组开机时间受机组调度前状态影响；开机后续时段中，在连续的个时段内，机组需要满足最小开机时间约束；最后个时段内的最小开机时间约束，一旦机组在这个时段内开机，就需要持续开机到调度结束，具体最小开机时间约束条件如下：体最小开机时间约束条件如下：体最小开机时间约束条件如下：其中，O
i
是机组i从0时段起必须持续开机的小时数，其值根据最小开机时间计算，t表示时间。是机组i的最小开机时间。是0时段以前，机组i已经持续开机的时段数。类似地，最小关机时间约束也按时间分为三段：
其中L
i
是机组i从0时段起必须持续关机的小时数，值根据最小开机时间计算：是机组i从0时段起必须持续关机的小时数，值根据最小开机时间计算：是机组i的最小关机时间。是0时段以前，机组i已经持续关机的时段数。爬坡约束：爬坡约束：其中，和分别为机组i保持开机状态时，出力上升量和下降量的限制。和分别为机组i开停机前后，出力上升量和下降量的限制。网络安全约束：网络安全约束通过直流潮流线性化如下：其中，f
j,t
为t时段支路j潮流，为支路j的长期允许载流量。b
j
为支路j的电纳，S
B
是支路集合，θ
α,t
和θ
β,t
为t时段支路j所连接节点α和β的电压相角，它们满足直流法潮流方程：Bθ
t
＝K
P
P
t
‑
K
D
D
t
,t＝1,2,...,T,其中，B为节点电纳矩阵，K
P
为节点机组关联矩阵，K
D
为节点负荷关联矩阵，θ
t
为t时段的节点相角向量，P
t
为t时段的机组有功出力向量，D
t
是t时段的负荷向量。故障态安全约束：考虑N
‑
1故障后，SCUC应当包括故障态潮流约束。根据线路开断分布因子，故障态安全约束被线性化为：其中，为t时段故障态k下，支路j上的故障态潮流。是支路j的短期允许载流量。是故障态k下开断支路的集合。是是故障态k下未开断支路的集合。是故障态k下，开断支路i对非开断支路j的线路开断分布因子。C是N
‑
1故障集合，包括支路和母线的N
‑
1故障，其中母线的N
‑
1故障等效于与之相连的线路全部故障。S3，并联支路安全约束削减；选择基态和故障态下的监视支路，并将非监视支路上的潮流用监视支路的潮流来表示；对每组并联支路只保留...

【专利技术属性】
技术研发人员：李莉，游大宁，刘航航，张国强，瞿寒冰，董新，纪祥贞，
申请(专利权)人：国网山东省电力公司，
类型：发明
国别省市：