一种基于网荷智能互动的切负荷方法技术

本发明专利技术公开了一种基于网荷智能互动的切负荷方法，包括：步骤S1，根据电网频率和电压整定电网的功率缺额；步骤S2，以实际切负荷量最小为目标建立切负荷优化的数学模型；步骤S3，通过步长的动态更新和邻域集为空时的随机搜索，获取改进的萤火虫算法；步骤S4，以节点电压灵敏度初始化萤火虫种群，采用所述改进的萤火虫算法求解最优切负荷方案。本发明专利技术能够快速计算出实际切负荷量最小的优化方案，提高紧急情况下切负荷动作的快速性与精确性，提升网荷互动的灵活性，进而保证电网的安全稳定运行。进而保证电网的安全稳定运行。进而保证电网的安全稳定运行。

【技术实现步骤摘要】
一种基于网荷智能互动的切负荷方法


[0001]本专利技术涉及电力系统安全稳定控制
，具体涉及一种基于网荷智能互动的切负荷方法。

技术介绍

[0002]随着特高压技术的迅速发展，大容量远距离电能传输已经成为目前我国电网乃至全球能源互联网的显著特征之一。同时，电力系统的不断扩建提高了电网结构的复杂性，新能源并网容量的增加降低了电力系统发电侧的受控能力、提高了电网中隐形故障和连锁故障的发生概率。此外，随着智能电网以及智能用电方式的发展，网荷互动成为未来智能电网的重要发展方向，电网侧和负荷侧的联系日益加深。这些都对电力系统的稳定运行提出了更高的要求。
[0003]电力系统发生故障后进行紧急控制时，一般需要在受电端采取切负荷措施，使电网的频率和电压恢复到正常运行范围内，避免系统失去稳定而崩溃。因此，切负荷作为电力系统安全稳定控制的重要措施，在避免出现大面积停电事故、保证电网安全稳定运行方面发挥了重要作用。而网荷智能互动技术的发展对传统的切负荷方法提出了更多的挑战，传统的切负荷方法仅从负荷侧考虑，忽略了电网侧和负荷侧之间的交互影响，实际上电网参数的变化会对负荷造成影响，而负荷的变化又会反过来影响电网的参数，两者之间呈现很强的互动性。此外，传统的切负荷算法例如穷举法、隐枚举法、遗传算法等计算最优切负荷方案的时间较长，难以满足紧急情况下切负荷动作的快速性与精确性的要求。

技术实现思路

[0004]本专利技术所要解决的技术问题在于，提供一种基于网荷智能互动的切负荷方法，以提高紧急情况下切负荷动作的快速性与精确性。
[0005]为解决上述技术问题，本专利技术提供一种基于网荷智能互动的切负荷方法，包括：
[0006]步骤S1，根据电网频率和电压整定电网的功率缺额；
[0007]步骤S2，以实际切负荷量最小为目标建立切负荷优化的数学模型；
[0008]步骤S3，通过步长的动态更新和邻域集为空时的随机搜索，获取改进的萤火虫算法；
[0009]步骤S4，以节点电压灵敏度初始化萤火虫种群，采用所述改进的萤火虫算法求解最优切负荷方案。
[0010]进一步地，所述步骤S1具体包括：
[0011]步骤S11，计算系统等效惯性时间常数；
[0012]步骤S12，根据系统等效惯性时间常数计算得到系统的惯性中心频率；
[0013]步骤S13，根据电网频率和电压，整定电网的功率缺额。
[0014]进一步地，按下式计算系统等效惯性时间常数H
eq
：
[0015][0016]其中，H
i
表示第i台发电机的惯性时间常数；n表示发电机总数；
[0017]按下式计算系统的惯性中心频率f
COI
：
[0018][0019]其中，f
i
表示第i台发电机的频率；H
i
表示第i台发电机的惯性时间常数。
[0020]进一步地，按下式整定电网的功率缺额P
shed
：
[0021][0022]其中，S
eq
表示系统中所有发电机的额定功率之和；f
N
表示系统的额定频率；t表示时间；P
S
表示系统的旋转备用容量；P
L0,i
表示故障前母线i的有功功率值；V
0,i
表示故障前母线i的电压；V
i
表示故障后母线的电压值；m表示系统中的母线数；α
i
表示负荷
‑
电压变化特性指数。
[0023]进一步地，所述步骤S2中，目标函数为：
[0024][0025]其中，函数F表示最优方案要满足实际切负荷量最小的要求；ΔP表示实际切负荷量与需切量的差值；P
load,i
表示第i个节点的切负荷量，且P
load,i
>0；P
ne
表示需切除负荷量；i表示切负荷对象；n表示备选切负荷对象数。
[0026]进一步地，所述切负荷优化的数学模型的约束条件包括系统内实时切负荷总量约束条件、系统稳态频率约束条件和母线节点稳态电压约束条件。
[0027]进一步地，所述系统内实时切负荷总量约束条件具体为：
[0028][0029]其中，P
load,i
表示节点i的切负荷量；n表示备选切负荷对象数；P
max
表示当前系统内所允许的最大切负荷量；
[0030]所述系统稳态频率约束条件具体为：
[0031]f
min
≤f
af
≤f
max
[0032]其中，f
af
表示切负荷动作后的系统稳态频率；f
max
和f
min
分别表示稳态运行时系统频率的上、下限；
[0033]所述母线节点稳态电压约束条件具体为：
[0034]V
i,min
≤V
i,af
≤V
i,max
[0035]其中，V
i,af
表示切负荷动作后母线i的稳态电压；V
i,max
和V
i,min
分别表示稳态运行时母线i电压的上、下限。
[0036]进一步地，所述步骤S3具体包括：
[0037]步骤S31，根据迭代次数、萤火虫与第t代最佳萤火虫的位置，获得萤火虫的步长更新公式为：
[0038][0039]其中，s
i
(t)表示第i个萤火虫在第t次迭代时的步长；t为当前迭代次数；N
t
为设定的最大迭代次数；x
i
(t)为第i个萤火虫在第t次迭代时的位置；x
b
(t)为第t次迭代时最佳萤火虫所处的位置；||
·
||为标准欧几里得距离运算符；
[0040]步骤S32，以最小步长对搜索过程中保持静止的萤火虫进行扰动，让其随机搜索，此时萤火虫位置更新公式为：
[0041][0042]其中，x
i
(t+1)为第i个萤火虫在第t+1次迭代时的位置；s
min
为最小步长；为n维随机向量。
[0043]进一步地，所述步骤S4利用节点电压灵敏度对萤火虫种群进行初始化，所述节点电压灵敏度SEN
i
具体为：
[0044][0045]其中，V
i
表示节点i的电压；P
i
表示节点i的有功功率。
[0046]进一步地，所述步骤S4具体包括：
[0047]在得到电网参数后以各节点的电压灵敏度对萤火虫种群进行初始化；
[0048]计算每个萤火虫的适应度值后更新其荧光素值；
[0049]计算每个萤火虫与其他萤火虫的距离，结合荧光素值更新邻域；
[0050]判断邻域是否为空，若为空则随机移动萤火虫，若不为本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于网荷智能互动的切负荷方法，其特征在于，包括：步骤S1，根据电网频率和电压整定电网的功率缺额；步骤S2，以实际切负荷量最小为目标建立切负荷优化的数学模型；步骤S3，通过步长的动态更新和邻域集为空时的随机搜索，获取改进的萤火虫算法；步骤S4，以节点电压灵敏度初始化萤火虫种群，采用所述改进的萤火虫算法求解最优切负荷方案。2.根据权利要求1所述的基于网荷智能互动的切负荷方法，其特征在于，所述步骤S1具体包括：步骤S11，计算系统等效惯性时间常数；步骤S12，根据系统等效惯性时间常数计算得到系统的惯性中心频率；步骤S13，根据电网频率和电压，整定电网的功率缺额。3.根据权利要求2所述的基于网荷智能互动的切负荷方法，其特征在于，按下式计算系统等效惯性时间常数H
eq
：其中，H
i
表示第i台发电机的惯性时间常数；n表示发电机总数；按下式计算系统的惯性中心频率f
COI
：其中，f
i
表示第i台发电机的频率；H
i
表示第i台发电机的惯性时间常数。4.根据权利要求3所述的基于网荷智能互动的切负荷方法，其特征在于，按下式整定电网的功率缺额P
shed
：其中，S
eq
表示系统中所有发电机的额定功率之和；f
N
表示系统的额定频率；t表示时间；P
S
表示系统的旋转备用容量；P
L0,i
表示故障前母线i的有功功率值；V
0,i
表示故障前母线i的电压；V
i
表示故障后母线的电压值；m表示系统中的母线数；α
i
表示负荷
‑
电压变化特性指数。5.根据权利要求1所述的基于网荷智能互动的切负荷方法，其特征在于，所述步骤S2中，目标函数为：其中，函数F表示最优方案要满足实际切负荷量最小的要求；ΔP表示实际切负荷量与需切量的差值；P
load,i
表示第i个节点的切负荷量，且P
load,i
>0；P
ne
表示需切除负荷量；i表示切负荷对象；n表示备选切负荷对象数。6.根据权利要求5所述的基于网荷智能互动的切负荷方法，其特征在于，所述切负荷优化的数学模型的约束条件包括系统内实时切负荷总量约束条件、系统稳态频率约束条件和
母线节点稳态电压约束条件。7.根据权利要求6所述的基于网荷智能互动的切负荷方法，其特征在于，所述系统内实时切负荷总量约束条件具体为：其中，P
load,i
表示节...

【专利技术属性】
技术研发人员：程维杰，刘金生，陈择栖，林子钊，程韧俐，马伟哲，柳伟，张俊芳，何晓峰，翁毅选，黄双，宋俊文，
申请(专利权)人：深圳供电局有限公司，
类型：发明
国别省市：