考虑网络安全和可调度负荷的系统旋转备用容量计算方法技术方案

本发明专利技术公开了一种考虑网络安全和可调度负荷的系统旋转备用容量计算方法，包含以下步骤：步骤1、根据基础数据，以购电成本最低为优化目标，建立机组组合优化计算模型；步骤2、根据系统旋转备用需求，将备用需求总量分配到各机组，并考虑可调度负荷，建立各机组的正旋转备用和负旋转备用出力范围约束；步骤3、将各机组旋转备用容量和可调度负荷纳入安全约束计算中，计算出各机组实际承担的最大备用容量；步骤4、将计算出的各机组的旋转备用容量，累加为系统旋转备用容量，考虑可调度负荷的使用情况，精确计算出满足网络安全约束的系统备用容量数值。该方法充分考虑网络安全约束和可调度负荷对备用容量的影响，能够精准计算出旋转备用容量。用容量。用容量。

【技术实现步骤摘要】
考虑网络安全和可调度负荷的系统旋转备用容量计算方法


[0001]本专利技术属于电力系统及其自动化
，具体涉及考虑网络安全和可调度负荷的系统旋转备用容量计算方法。

技术介绍

[0002]一直以来系统旋转备用容量对于电力系统的安全运行具有举足轻重的意义，是保障电网安全运行的重要手段。尤其是在新能源出力预测准确度较低的情况下，合理预留系统旋转备用容量关乎电力系统的平稳安全运行。当因新能源预测与实际缺口较大，或者某些设备因故障等原因退出运行时，要求正在运行的机组能够增加出力，才能满足系统平衡要求，所以在制定机组组合计划时，预留足够的旋转备用容量可以维持供电持续性的总要保障。
[0003]系统旋转备用容量分为正旋转备容量和负旋转备用容量，若不考虑电力系统运行的真实情况，旋转备用占系统负荷的比例越高，电力系统的可靠性、安全性也就越好。但正旋转备用和负旋转备用往往呈现反比关系，同时系统备用用量的需求也决定着机组组合计划制定。一般来说，正旋转备用需求越多，要求开机机组的台数越多，会造成电力系统运行成本的增加。
[0004]因此根据系统的正、负旋转备用需求，在制定机组组合计划和机组发电计划时，合理的预留出相应的备用容量至关重要。而目前关于系统旋转备用的计算方法多为机组旋转备用容量的累加，未考虑到网络安全约束和可调度负荷对备用容量的影响，这就造成计算出的系统备用容量比实际可用的系统备用容量略高，从而影响对电力系统运行状态是否安全的误判。

技术实现思路

[0005]专利技术目的：本专利技术的专利技术目的是提供一种考虑网络安全和可调度负荷的系统旋转备用容量计算方法。
[0006]技术方案：本专利技术所述的一种考虑网络安全和可调度负荷的系统旋转备用容量计算方法，该方法包括步骤如下：
[0007](1)根据输入的基础数据，以购电成本最低为优化目标，建立机组组合优化计算模型；
[0008](2)根据系统旋转备用需求，将备用需求总量分配给各机组承担，并考虑可调度负荷参与，建立各机组的正旋转备用和负旋转备用出力范围约束；
[0009](3)将各机组旋转备用容量和可调度负荷纳入安全约束计算中，在满足安全约束的条件下，计算出各机组实际能承担的最大备用容量；
[0010](4)将计算出的各机组的旋转备用容量，累加为系统旋转备用容量，并考虑可调度负荷的使用情况，精确计算出满足网络安全约束的系统备用容量数值，满足电网安全运行的需要。
[0011]优选的，步骤(1)中基础数据包括机组最大出力、机组最小出力、机组爬坡速率、机组滑坡速率、机组最小持续运行时间、机组最小停机时间、机组初始出力、机组状态保持时间、系统最小正旋转备用需求、系统最小负旋转备用需求、关键断面限值及对设备的灵敏度；若系统中存在可调度负荷，基础数据还包括可调度负荷的最大出力、可调度负荷的最小出力、调度负荷的爬坡速率、调度负荷的滑坡速率、可调度负荷的最小电量要求、可调度负荷的最大电量要求。
[0012]优选的，步骤(1)中建立的机组组合优化模型中引入变量机组正旋转备用和机组负旋转备用。
[0013]优选的，步骤(2)中当机组为固定出力机组时，设置变量机组正旋转备用和机组负旋转备用数值固定，作为常量不参与机组旋转备用出力范围约束的计算，此时，变量机组正旋转备用和机组负旋转备用的计算方法如下：
[0014][0015]式中，UnitPosRsv(i,t)为机组i在t时刻正旋转备用，UnitNegRsv(i,t)为机组i在t时刻负旋转备用，Pi(i,t)为机组i在t时刻的出力，Unit_MaxPower(i,t)为机组i在t时刻的最大出力上限，Unit_MinPower(i,t)为机组i在t时刻的最小出力下限，Ui(i,t)为机组启停标志，Ui(i,t)＝1表示机组i在t时刻开机，Ui(i,t)＝0表示机组i在t时刻停机。
[0016]优选的，步骤(2)中当机组为非固定出力机组时，变量机组正旋转备用和机组负旋转备用的大小范围满足以下约束条件：
[0017][0018]式中，UnitPosRsv(i,t)为机组i在t时刻正旋转备用，UnitNegRsv(i,t)为机组i在t时刻负旋转备用，Pi(i,t)为机组i在t时刻的出力，Unit_MaxPower(i,t)为机组i在t时刻的最大出力上限，Unit_MinPower(i,t)为机组i在t时刻的最小出力下限，Ui(i,t)为机组启停标志，Ui(i,t)＝1表示机组i在t时刻开机，Ui(i,t)＝0表示机组i在t时刻停机。
[0019]同时满足系统旋转备用下限约束，约束条件如下：
[0020][0021]式中，SystemPosRsv(t)为系统在t时刻的最小正旋转备用下限，SystemNegRsv(t)为系统在t时刻的最小负旋转备用下限，根据系统负荷水平按比例折算。
[0022]优选的，步骤(3)中机组的正旋转备用和机组的负旋转备用满足网络安全约束的计算方法如下：
[0023][0024]式中，Sens(nfg,i,t)为关键断面nfg对机组i在t时刻的灵敏度，Sens(nfg,l,t)为关键断面nfg对母线负荷l在t时刻的灵敏度，Sens(nfg,tie,t)为关键断面nfg对联络线tie在t时刻的灵敏度，SectionLimit(nfg,i)为关键断面nfg在t时刻的动态限额，Pi(i,t)为机组i在t时刻的出力，Load(l,t)为母线l在t时刻的负荷，Tieline(tie,t)为联络线tie在t时刻的计划功率；
[0025]可调度负荷满足出力限值约束、爬坡能力约束、电量约束和固定出力约束，可调度负荷参与电力系统的运行，电力系统的发用平衡计算方法如下：
[0026][0027]式中，SystemLoad(t)为t时刻系统负荷预测值，UIL(ild,t)为表示可调度负荷ild在t时刻是否切除的标志，UIL(ild,t)＝1为在t时刻切除可调度负荷ild，UIL(ild,t)＝0为在t时刻不切除可调度负荷ild；
[0028]将可调度负荷纳入系统备用容量的计算之中，制定机组组合计划。
[0029]优选的，步骤(4)中将可调度负荷作为一种系统备用容量，将未切除的可调度负荷作为系统正旋转备用容量的一部分，将已切除的可调度负荷作为系统负旋转备用容量的一部分，计算系统旋转备用时结合可调度负荷参与，计算方法如下：
[0030][0031]参与电网运行的可调度负荷满足网络安全约束，计算方法如下：
[0032][0033]式中，Sens(nfg,ild,t)为机组i对断面nfg在t时刻的功率转移因子；ILoad(ild,t)为可调度负荷ild在t时刻的计划功率。
[0034]优选的，经机组组合优化计算，确定机组的启停情况后，新增优化目标，计算系统最大正旋转备用能力或系统最大负旋转备用能力，所述的新增优化目标如下：
[0035][0036]优选的，经机组组合优化计算，确定机组的启停情况后，新增系统备用本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.考虑网络安全和可调度负荷的系统旋转备用容量计算方法，其特征在于：该方法包括步骤如下：(1)根据输入的基础数据，以购电成本最低为优化目标，建立机组组合优化计算模型；(2)根据系统旋转备用需求，将备用需求总量分配给各机组承担，并考虑可调度负荷参与，建立各机组的正旋转备用和负旋转备用出力范围约束；(3)将各机组旋转备用容量和可调度负荷纳入安全约束计算中，在满足安全约束的条件下，计算出各机组实际能承担的最大备用容量；(4)将计算出的各机组的旋转备用容量，累加为系统旋转备用容量，并考虑可调度负荷的使用情况，精确计算出满足网络安全约束的系统备用容量数值，满足电网安全运行的需要。2.根据权利要求1所述的考虑网络安全和可调度负荷的系统旋转备用容量计算方法，其特征在于：所述的步骤(1)中基础数据包括机组最大出力、机组最小出力、机组爬坡速率、机组滑坡速率、机组最小持续运行时间、机组最小停机时间、机组初始出力、机组状态保持时间、系统最小正旋转备用需求、系统最小负旋转备用需求、关键断面限值及对设备的灵敏度；若系统中存在可调度负荷，基础数据还包括可调度负荷的最大出力、可调度负荷的最小出力、调度负荷的爬坡速率、调度负荷的滑坡速率、可调度负荷的最小电量要求、可调度负荷的最大电量要求。3.根据权利要求2所述的考虑网络安全和可调度负荷的系统旋转备用容量计算方法，其特征在于：所述的步骤(1)中建立的机组组合优化模型中引入变量机组正旋转备用和机组负旋转备用。4.根据权利要求3所述的考虑网络安全和可调度负荷的系统旋转备用容量计算方法，其特征在于：所述的步骤(2)中当机组为固定出力机组时，设置变量机组正旋转备用和机组负旋转备用数值固定，作为常量不参与机组旋转备用出力范围约束的计算，此时，变量机组正旋转备用和机组负旋转备用的计算方法如下：式中，UnitPosRsv(i,t)为机组i在t时刻正旋转备用，UnitNegRsv(i,t)为机组i在t时刻负旋转备用，Pi(i,t)为机组i在t时刻的出力，Unit_MaxPower(i,t)为机组i在t时刻的最大出力上限，Unit_MinPower(i,t)为机组i在t时刻的最小出力下限，Ui(i,t)为机组启停标志，Ui(i,t)＝1表示机组i在t时刻开机，Ui(i,t)＝0表示机组i在t时刻停机。5.根据权利要求3所述的考虑网络安全和可调度负荷的系统旋转备用容量计算方法，其特征在于：所述的步骤(2)中当机组为非固定出力机组时，变量机组正旋转备用和机组负旋转备用的大小范围满足以下约束条件：式中，UnitPosRsv(i,t)为机组i在t时刻正旋转备用，UnitNegRsv(i,t)为机组i在t时刻负旋转备用，Pi(i,t)为机组i在t时刻的出力，Unit_MaxPower(i,t)为机组i在t时刻的最大出力上限，Unit_MinPower(i,t)为机组i在t时刻的最小出力下限，Ui(i,t)为机组启停标...

【专利技术属性】
技术研发人员：臧振东，昌力，庞腊成，张彦涛，曹荣章，王文，陈玉辰，吴烁民，冷月，李利利，涂杉杉，鲁文，
申请(专利权)人：南瑞集团有限公司，
类型：发明
国别省市：