基于状态相似性的交流电网可靠性快速控制方法与装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种基于状态相似性的交流电网可靠性快速控制方法及装置，方法包括：基于状态相似性特征将系统状态的交流OPF模型转化为潮流方程组，解耦并迭代求解；对得到的潮流方程组解进行可行性与最优性校验；若校验通过，利用所得解计算状态的最优负荷削减量，若校验不通过，利用非线性优化算法求解状态的最优负荷削减量；综合每个状态的最优负荷削减量计算电力系统可靠性指标，依据可靠性指标大小设定电力系统的风险等级，判断是否需要安全预警，统计系统状态对可靠性指标的贡献，对排名前1％的电力系统状态采取措施。装置包括：处理器和存储器。本发明专利技术极大提升交流电网可靠性控制的效率，进而满足交流电网领域中对可靠性计算的高时效性要求。算的高时效性要求。算的高时效性要求。

【技术实现步骤摘要】
Trans.Power Syst.,vol.28,no.3,pp.2321
‑
2330,Aug.2013.
[0010][4]R.Billinton and A.Jonnavithula,“Composite System Adequacy Assessment Using Sequential Monte Carlo Simulation with Variance Reduction Techniques,”IET Proc.
‑
Gener.Transm.Distrib.,vol.144,no.1,pp.1
‑
6,Jan.1997.
[0011][5]Y.Wang,V.Vittal,M.Abdi
‑
Khorsand,and C.Singh,“Probabilistic Reliability Evaluation Including Adequacy and Dynamic Security Assessment,”IEEE Trans.Power Syst.,vol.35,no.1,pp.551
‑
559,Jan.2020.
[0012][6]H.Liu,Y.Sun,P.Wang,and L.Cheng,“A Novel States Selection Technique for Power System Reliability Evaluation,”Elect.Power Syst.Res.,vol.78,pp.1019
‑<br/>1027,2008.
[0013][7]Y.Jia,P.Wang,X.Han,J.Tian,and C.Singh,“A Fast Contingency Screening Technique for Generation System Reliability Evaluation,”IEEE Trans.Power Syst.,vol.28,no.4,pp.4127
‑
4133,Nov.2013.
[0014][8]K.Hou,H.Jia,X.Li,X.Xu,Y.Mu,T.Jiang,and X.Yu,“Impact
‑
increment Based Decoupled Reliability Assessment Approach for Composite Generation and Transmission Systems,”IET Gener.Transm.Distrib.,vol.12,no.3,pp.586
‑
595,Feb.2018.
[0015][9]A.Safdarian,M.Fotuhi
‑
Firuzabad,F.Aminifar,and M.J.Ghorbany,“Composite Power System Adequacy Assessment Based on the Post Optimal Analysis,”Turk.J.Elec.Eng.Comput.Sci.,vol.21,no.1,pp.90
‑
106,Jan.2013.
[0016][10]P.Yong,N.Zhang,C.Kang,Q.Xia,and D.Lu,“MPLP
‑
based Fast Power System Reliability Evaluation Using Transmission Line Status Dictionary,”IEEE Trans.Power Syst.,vol.34,no.2,pp.1630
‑
1640,Mar.2019.

技术实现思路

[0017]本专利技术提供了一种基于状态相似性的交流电网可靠性快速控制方法与装置，本专利技术通过系统之间的相似性来加速交流OPF的计算速度，基于已有的状态相似性信息将非线性优化问题转化为非线性方程组，极大提升交流电网可靠性控制的效率，进而满足交流电网领域中对可靠性计算的高时效性要求，详见下文描述：
[0018]一种基于状态相似性的交流电网可靠性快速控制方法，所述方法包括：
[0019]对电力系统状态集内的每一个状态构建交流OPF模型，基于状态相似性特征将交流OPF模型转化为潮流方程组，解耦并迭代求解潮流方程组；
[0020]校验得到的潮流方程组解是否为交流OPF模型的最优解，包括：可行性校验与最优性校验；
[0021]对于通过校验的系统状态，利用所得的方程组解计算该状态的最优负荷削减量，对于无法通过校验的系统状态，利用非线性优化算法求解该状态的最优负荷削减量；
[0022]综合每个状态的最优负荷削减量计算电力系统可靠性指标，依据可靠性指标大小设定电力系统的风险等级，判断是否需要安全预警，统计电力系统状态对可靠性指标的贡献，对排名前1％的电力系统状态采取措施。
[0023]其中，所述状态相似性特征包括：
[0024]潮流触限的支路，达到变量下限的第一相角、第一电压、第一有功削减、第一无功削减、发电机第一有功出力和第一无功出力；
[0025]达到变量上限的第二相角、第二电压、第二有功削减、第二无功削减、发电机第二有功出力和第二无功出力；
[0026]对于两个电力系统状态，若两个状态的状态相似性特征完全相同，则表明两个状态之间存在状态相似性，将此时的状态相似性特征保存到状态相似性数据库中；
[0027]基于所述状态相似性数据库中的状态相似性特征将交流OPF模型转化为方程组。
[0028]进一步地，所述解耦并迭代求解潮流方程组为：
[0029]将变量解耦为两部分X
α
和X
β
，X
α
包括相角变量和电压变量，X
β
包括有功功率变量和无功功率变量，相应地潮流方程组被拆分为两部分，交替迭代更新X
α
和X
β
，直到达到最大迭代次数N
max
或收敛精度tol，最终潮流方程组的解为[X
α
,X
β
]；
[0030]其中，所述可行性校验用于检查所得解是否满足交流OPF模型的不等式约束。
[0031]进一步地，所述最优性校验是：判断是否存在和使得：
[0032][0033][0034]其中，G
j
(X)表示潮流平衡约束中的第j个约束；H
k
(X)表示触限的不等式约束中的第k个约束。
[0035]其中，所述方法包括：
[0036]当校验不通过时，采用状态相似性库中的其他状态相似特征进行计算，直至所得解通过校验，或状态相似性库中已无待选特征；
[0037]若基于状态相似性库内已有特征得到的解均无法通过校验，则证明该电力系统状态具有一种新的状态相似性特征，该电力系统状态的最优负荷削减量本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于状态相似性的交流电网可靠性快速控制方法，其特征在于，所述方法包括：对电力系统状态集内的每一个状态构建交流OPF模型，基于状态相似性特征将交流OPF模型转化为潮流方程组，解耦并迭代求解潮流方程组；校验得到的潮流方程组解是否为交流OPF模型的最优解，包括：可行性校验与最优性校验；对于通过校验的系统状态，利用所得的方程组解计算该状态的最优负荷削减量，对于无法通过校验的系统状态，利用非线性优化算法求解该状态的最优负荷削减量；综合每个状态的最优负荷削减量计算电力系统可靠性指标，依据可靠性指标大小设定电力系统的风险等级，判断是否需要安全预警，统计电力系统状态对可靠性指标的贡献，对排名前1％的电力系统状态采取措施。2.根据权利要求1所述的一种基于状态相似性的交流电网可靠性快速控制方法，其特征在于，所述状态相似性特征包括：潮流触限的支路，达到变量下限的第一相角、第一电压、第一有功削减、第一无功削减、发电机第一有功出力和第一无功出力；达到变量上限的第二相角、第二电压、第二有功削减、第二无功削减、发电机第二有功出力和第二无功出力；对于两个电力系统状态，若两个状态的状态相似性特征完全相同，则表明两个状态之间存在状态相似性，将此时的状态相似性特征保存到状态相似性数据库中；基于所述状态相似性数据库中的状态相似性特征将交流OPF模型转化为方程组。3.根据权利要求1所述的一种基于状态相似性的交流电网可靠性快速控制方法，其特征在于，所述解耦并迭代求解潮流方程组为：将变量解耦为两部分X
α
和X
β
，X
α
包括相角变量和电压变量，X
β
...

【专利技术属性】
技术研发人员：侯恺，刘泽宇，贾宏杰，朱乐为，
申请(专利权)人：天津大学，
类型：发明
国别省市：