基于线性规划算法的电网负荷切除方法及系统技术方案

本公开提供了一种基于线性规划算法的电网负荷切除方法及系统构造负荷节点停电损失函数；基于所构造的负荷节点停电损失函数建立基于负荷切除损失目标函数最小的负荷切除模型；通过线性规划算法对所建立的负荷切除模型求取最优解；根据得到的最优解进行电网负荷切除操作。本公开将描述停电影响程度的停电损失函数与系统供电不足时的负荷切除问题相结合，提出了在满足系统安全性和经济性约束下，寻找紧急情况下全网停电损失最小、且同时保证负荷切除后的系统总发电成本最优的负荷切除模型，进一步为电网的负荷切除控制提供重要参考。

【技术实现步骤摘要】
基于线性规划算法的电网负荷切除方法及系统
本公开属于电网安全分析
，具体涉及一种基于线性规划算法的电网负荷切除方法及系统。
技术介绍
本部分的陈述仅仅是提供了与本公开相关的
技术介绍
信息，不必然构成在先技术。随着经济的快速发展，电能给人们的生活生产带来极大便利，已经成为了人们生活和生产中不可或缺的二次能源。因此，保障电网的安全可靠运行，是电力系统的重大任务之一。当电力系统中出现发电机停机、输电线路断线、电力系统运行方式发生较大变化的情况时，电网中就会出现节点电压过低或输电线路功率越限等紧急状况，此时需要通过进行负荷切除操作才能使得电网重新回到安全的稳定运行状态。负荷切除，即在电网事故情况时为维持电力系统的功率平衡和稳定性，将部分负荷从电网上断开。因负荷切除所导致的停电对人们的生产生活将造成较大影响。因此，需要寻找一种在电网紧急情况下的最优的负荷切除方案，在电力系统的各种安全约束范围内充分考虑各类负荷的价值，最大可能减小负荷切除对人们的生产生活所造成的影响。
技术实现思路
为了解决现有技术的不足，本公开提出了一种基于线性规划算法的电网负荷切除方法及系统，将描述停电影响程度的停电损失函数与系统供电不足时的负荷切除问题相结合，提出了在满足系统安全性和经济性约束下，寻找紧急情况下全网停电损失最小、且同时保证负荷切除后的系统总发电成本最优的负荷切除模型，进一步为电网的负荷切除控制提供重要参考。根据一些实施例，本公开的第一方面提供了基于线性规划算法的电网负荷切除方法，采用了如下的技术方案：一种基于线性规划算法的电网负荷切除方法，包括以下步骤：构造负荷节点停电损失函数；基于所构造的负荷节点停电损失函数建立基于负荷切除损失目标函数最小的负荷切除模型；通过线性规划算法对所建立的负荷切除模型求取最优解；根据得到的最优解进行电网负荷切除操作；所述负荷切除损失目标函数包括负荷节点停电损失函数和负荷节点发电成本函数；所述线性规划算法采用迭代线性规划法。根据一些实施例，本公开的第二方面提供了基于线性规划算法的电网负荷切除系统，采用了如下的技术方案：一种基于线性规划算法的电网负荷切除系统，采用了第一方面所述的基于线性规划算法的电网负荷切除方法，包括：构造函数模块，被配置为：构造切除负荷的有功负荷与其停电比例乘积之和构成的负荷节点停电损失函数；建模模块，被配置为：基于所构造的负荷节点停电损失函数建立基于负荷切除损失目标函数最小的负荷切除模型；数据分析求解模块，被配置为：通过线性规划算法对建模模块中所建立的负荷切除模型进行分析求解；操作模块，被配置为：基于数据分析求解模块得到的最优解进行电网负荷的切除。根据一些实施例，本公开的第三方面提供了一种计算机可读存储介质，采用了如下的技术方案：一种计算机可读存储介质，其上存储有程序，该程序被处理器执行时实现如本公开第一方面所述的基于线性规划算法的电网负荷切除方法中的步骤。根据一些实施例，本公开的第三方面提供了一种电子设备，采用了如下的技术方案：一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的程序，所述处理器执行所述程序时实现如本公开第一方面所述的基于线性规划算法的电网负荷切除方法中的步骤。与现有技术相比，本公开的有益效果为：本公开将切除负荷引起的停电损失与系统供电不足时负荷切除的优化问题相结合，提出了电网紧急情况下，综合考虑电网运行经济性和安全性，寻求停电损失最小的切负荷模型与算法；以系统停电损失最小为目标，通过调整发电机出力及负荷切除量，电网重新回到安全运行的状态，且保证了负荷切除后系统的总发电成本最小。为降低模型求解的复杂度，本公开采用了一种改进的线性规划算法，借助于雅可比矩阵将系统的目标函数和约束条件进行线性化处理，通过限制控制变量的变化范围，提高线性化的近似程度和求解效率，通过多次迭代线性规划得到稳定的最优解，实现了停电损失最小、总发电成本最优的负荷切除。附图说明构成本公开的一部分的说明书附图用来提供对本公开的进一步理解，本公开的示意性实施例及其说明用于解释本公开，并不构成对本公开的不当限定。图1是本公开实施例一中的基于线性规划算法的电网负荷切除方法的流程图；图2是本公开实施例二中的基于线性规划算法的电网负荷切除系统的结构图。具体实施方式：下面结合附图与实施例对本公开作进一步说明。应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本公开提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本公开所属
的普通技术人员通常理解的相同含义。需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本公开的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。在不冲突的情况下，本公开中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。实施例一本公开实施例一提供了一种基于线性规划算法的电网负荷切除方法。如图1所示的一种基于线性规划算法的电网负荷切除方法，包括以下步骤：S01：构造负荷节点停电损失函数；S02：建立基于负荷切除损失目标函数最小的负荷切除模型；S03：通过线性规划算法对所建立的负荷切除模型求取最优解，并进行电网负荷切除操作。在步骤S01中，根据负荷重要程度的不同，将负荷分为柔性负荷、三级负荷、二级负荷和一级负荷，并设定单位功率的停电成本分别为p1、p2、p3、p4，(p1<p2<p3<p4)。对任意负荷节点的负荷进行分析，得到该负荷节点的负荷组成比例分别为s1、s2、s3、s4，紧急情况下需要对该节点进行切负荷操作时，按照负荷停电成本由小到大的原则进行切除，即优先切除停电成本小、重要程度低的负荷。因此，负荷节点停电损失函数为切除负荷的有功负荷与其停电比例乘积之和。设定节点i的有功负荷为PLi，停电比例为αi，0≤αi≤1，可以得到负荷节点停电损失函数Fi(αi)与停电比例αi之间的函数关系式为：由此可得，到负荷节点停电损失函数Fi(αi)与停电比例αi之间为分段线性函数，对负荷节点停电损失函数Fi(αi)进行二次拟合，可以得到停电损失Fi(αi)与停电比例αi之间的函数关系式为：式中c1、c2为函数的二次项系数和一次项系数。通过关系式能够得到停电损失函数Fi(αi)应具有以下性质：①函数过零点，不停电时无损失。②函数是增函数，停电容量越大，损失越大。③函数是凹函数，停电容量越大时，单位容量的缺电损失越大。在步骤S02中，对于具有nb个节点、nl条支路的输电网络，设定节点nb为平衡节点。节点上的负荷采本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于线性规划算法的电网负荷切除方法，其特征在于，包括以下步骤：/n构造负荷节点停电损失函数；/n基于所构造的负荷节点停电损失函数建立基于负荷切除损失目标函数最小的负荷切除模型；/n通过线性规划算法对所建立的负荷切除模型求取最优解；/n根据得到的最优解进行电网负荷切除操作；/n所述负荷切除损失目标函数包括负荷节点停电损失函数和负荷节点发电成本函数；/n所述线性规划算法采用迭代线性规划法。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于线性规划算法的电网负荷切除方法，其特征在于，包括以下步骤：
构造负荷节点停电损失函数；
基于所构造的负荷节点停电损失函数建立基于负荷切除损失目标函数最小的负荷切除模型；
通过线性规划算法对所建立的负荷切除模型求取最优解；
根据得到的最优解进行电网负荷切除操作；
所述负荷切除损失目标函数包括负荷节点停电损失函数和负荷节点发电成本函数；
所述线性规划算法采用迭代线性规划法。


2.如权利要求1中所述的一种基于线性规划算法的电网负荷切除方法，其特征在于，所述构造负荷节点停电损失函数之前，根据负荷重要程度的不同进行负荷的分类；根据负荷节点所承载的负荷性质的不同，进行负荷节点上的负荷分类。


3.如权利要求2中所述的一种基于线性规划算法的电网负荷切除方法，其特征在于，所述负荷节点停电损失函数为切除负荷的有功负荷与其停电比例乘积之和。


4.如权利要求1中所述的一种基于线性规划算法的电网负荷切除方法，其特征在于，所述负荷切除损失目标函数的约束条件包括负荷节点功率平衡约束、负荷支路功率约束、负荷节点停电比例约束、负荷节点电压幅值约束、发电机有功出力约束和发电机无功出力约束。


5.如权利要求1中所述的一种基于线性规划算法的电网负荷切除方法，其特征在于，所述负荷切除损失目标函数为分段线性函数。


6.如权利要求1中所述的一种基于线性规划算法的电网负荷切除方法，其特征在于，所述迭代线性规划法，包括：
将非线性模型进行线性化处理，得到初始运行的线性负荷切除损失目标函数及线性约束条件；
进行线性规划计算，...

【专利技术属性】
技术研发人员：董晓明，王亚松，陈凡，郝旭鹏，陈全，孙宏文，贾学勇，
申请(专利权)人：山东大学，
类型：发明
国别省市：山东;37