【技术实现步骤摘要】
本申请涉及电力系统优化领域，更具体的说，是涉及一种电力系统的发电机组优化方法及装置。
技术介绍
1、随着电力需求的快速增长，系统装机规模不断扩大，网架结构也在不断加强，导致电力系统短路电流问题日益突出。部分地区电网为了限制短路电流水平只能解环运行，然而这会降低电网资源的利用率与供电可靠性。从系统运行角度来看，在安排运行方式时，对传统的机组组合问题加以扩展，即同时考虑输电线路的投切和短路电路电流约束，是一条有效途径。
2、考虑短路电流约束与支路投切的机组组合问题可以描述为一个混合整数线性规划(mixed integer linear programming,milp)问题。同时考虑支路投切和机组开停后，0-1整数变量会显著增加。考虑短路电流约束后，在迭代计算中需要不断更新节点阻抗矩阵，而且约束数目和复杂度也会显著增加，求解虑及短路电流约束与支路投切的机组组合优化问题对应的混合整数线性规划问题的难度大。
3、因此如何提高虑及短路电流约束与支路投切的机组组合优化问题对应的混合整数线性规划问题的求解效率，是一个亟待解决的难题。
技术实现思路
1、鉴于上述问题，本申请提供了一种电力系统的发电机组优化方法及装置，以提高虑及短路电流约束与支路投切的机组组合优化问题对应的混合整数线性规划问题的求解效率。
2、为了实现上述目的，现提出具体方案如下：
3、一种电力系统的发电机组优化方法，包括：
4、建立电力系统的发电机组组合模型，所述发电机组
5、
6、其中，t为优化总时段数，ng为所述电力系统的发电机组数目，nl为所述电力系统的支路数目，为所述电力系统中第g个发电机组的最小出力成本系数，为所述电力系统中第g个发电机组的增量出力成本系数，为所述电力系统中第g个发电机组的开机成本系数，为所述电力系统中第g个发电机组的停机成本系数，为所述电力系统中第g个发电机组在第t时段下的开停状态变量，为所述电力系统中第g个发电机组在第t时段下的增量出力，为所述电力系统中第g个发电机组在第t时段下的开机动作变量，为所述电力系统中第g个发电机组在第t时段下的停机动作变量，a为支路退出惩罚系数，为所述电力系统中第l支路在第t时段下的投切状态变量；
7、对所述发电机组组合模型转换为混合整数线性规划模型；
8、通过目标级联分析求解算法求解所述混合整数线性规划模型，得到优化结果，以通过所述优化结果对所述电力系统进行优化。
9、可选的，所述发电机组优化目标函数的约束条件包括节点功率平衡约束、系统备用容量约束、最小开停机时间约束、开停状态动作关系约束、发电机出力上下限约束、发电机爬坡滑坡约束、线路传输功率约束、节点所连支路投切约束、短路电流约束以及节点导纳阻抗矩阵约束；
10、所述节点功率平衡约束为：
11、
12、其中，nn为所述电力系统中的节点数目，为连接在节点n上的发电机组集合，为连接在节点n上的负荷集合，为节点n所连的流出支路集合，为节点n所连的流入支路集合，为第g个发电机组的出力下限，为所述电力系统中第l支路在第t时段下的传输功率，为在节点n上第t时段下的负荷d；
13、所述系统备用容量约束为：
14、
15、其中，为所述电力系统中第g个发电机组在第t时段下的旋转备用容量，rt为在第t时段下的负荷预测误差，nd为所述电力系统的负荷数目；
16、所述最小开停机时间约束为：
17、
18、
19、其中，为第g个发电机组的最小开机时间，为第g个发电机组的最小停机时间；
20、所述开停状态动作关系约束为：
21、
22、所述发电机出力上下限约束为：
23、
24、
25、其中，为第g个发电机组的出力上限，为第g个发电机组的开机容量，为第g个发电机组的关机容量；
26、所述发电机爬坡滑坡约束为：
27、
28、
29、其中，为第g个发电机组的爬坡率上限，为第g个发电机组的滑坡率上限；
30、所述线路传输功率约束为：
31、
32、其中，为第l支路的传输功率上限，为第l支路的首端在第t时段下的节点相角，为第l支路的末端在第t时段下的节点相角，为第l支路的电抗；
33、所述节点所连支路投切约束为：
34、
35、其中，为节点n所连的流入支路集合；
36、所述短路电流约束为：
37、
38、其中，为节点n的节点开关遮断容量，zn,n,t为节点n的自阻抗；
39、所述节点导纳阻抗矩阵约束为：
40、
41、其中，a为所述电力系统的节点与支路之间的关联常数矩阵，bdiag为支路线路电纳和发电机组暂态电纳组成的对角矩阵，为发电机开停机状态变量和支路投切状态变量组成的对角矩阵，zt为所述电力系统的节点阻抗矩阵。
42、可选的，所述通过目标级联分析求解算法求解所述混合整数线性规划模型，得到优化结果，包括：
43、根据混合整数线性规划模型，构建上层协调器问题模型、线性规划下层问题模型和整数规划下层问题模型；
44、初始化所述混合整数线性规划模型的解，得到线性规划下层问题模型的解以及整数规划下层问题模型的解；
45、基于所述线性规划下层问题模型的解以及所述整数规划下层问题模型的解，通过目标级联分析求解算法，对所述线性规划下层问题模型的子问题、所述整数规划下层问题模型的子问题以及所述上层协调器问题模型的主问题进行迭代求解，得到混合整数线性规划模型的优化结果。
46、可选的，基于所述线性规划下层问题模型的解以及所述整数规划下层问题模型的解，通过目标级联分析求解算法，对所述线性规划下层问题模型的子问题、所述整数规划下层问题模型的子问题以及所述上层协调器问题模型的主问题进行迭代求解，得到混合整数线性规划模型的优化结果，包括：
47、基于所述线性规划下层问题模型，生成若干个线性规划下层子问题，并基于所述整数规划下层问题模型，生成若干个整数规划下层子问题，线性规划下层子问题的个数与整数规划下层子问题的个数相同；
48、创建每个线性规划下层子问题的第一索引集合，以及每个整数规划下层子问题的第二索引集合；
49、在各个第一索引集合以及各个第二索引集合下，基于所述线性规划下层问题模型的解以及所述整数规划下层问题模型的解，以及当前迭代轮次的拉格朗日乘子和当前迭代轮次的罚因子，并行求解各个线性规划下层子问题以及各个整数规划下层子问题，直至连续变量在所有线性规划下层子问题中的取值相同，且整数变量在所有整数规划下层子问题的取值相同时，构建第一索引精选集合以及第二索引精选集合；
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【技术保护点】
1.一种电力系统的发电机组优化方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述发电机组优化目标函数的约束条件包括节点功率平衡约束、系统备用容量约束、最小开停机时间约束、开停状态动作关系约束、发电机出力上下限约束、发电机爬坡滑坡约束、线路传输功率约束、节点所连支路投切约束、短路电流约束以及节点导纳阻抗矩阵约束；
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述通过目标级联分析求解算法求解所述混合整数线性规划模型，得到优化结果，包括：
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，基于所述线性规划下层问题模型的解以及所述整数规划下层问题模型的解，通过目标级联分析求解算法，对所述线性规划下层问题模型的子问题、所述整数规划下层问题模型的子问题以及所述上层协调器问题模型的主问题进行迭代求解，得到混合整数线性规划模型的优化结果，包括：
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述在各个第一索引集合以及各个第二索引集合下，基于所述线性规划下层问题模型的解以及所述整数规划下层问题模型的解，以及当前迭代轮次的拉格朗日乘子和当前迭代
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，在所述第一索引精选集合下，求解各个线性规划下层子问题的第一重组问题，得到第一结果，以及在所述第二索引精选集合下，求解各个整数规划下层子问题的第二重组问题，得到第二结果，包括：
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述基于最新的第一结果和最新的第二结果，以及当前迭代轮次的拉格朗日乘子和当前迭代轮次的罚因子，求解所述上层协调器问题模型的主问题，得到第一变量结果和第二变量结果，包括：
8.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述更新当前迭代轮次的拉格朗日乘子和当前迭代轮次的罚因子，得到下一迭代轮次的拉格朗日乘子和下一迭代轮次的罚因子，包括：
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述预设收敛条件为：
10.一种电力系统的发电机组优化装置，其特征在于，包括：
...【技术特征摘要】
1.一种电力系统的发电机组优化方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述发电机组优化目标函数的约束条件包括节点功率平衡约束、系统备用容量约束、最小开停机时间约束、开停状态动作关系约束、发电机出力上下限约束、发电机爬坡滑坡约束、线路传输功率约束、节点所连支路投切约束、短路电流约束以及节点导纳阻抗矩阵约束；
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述通过目标级联分析求解算法求解所述混合整数线性规划模型，得到优化结果，包括：
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，基于所述线性规划下层问题模型的解以及所述整数规划下层问题模型的解，通过目标级联分析求解算法，对所述线性规划下层问题模型的子问题、所述整数规划下层问题模型的子问题以及所述上层协调器问题模型的主问题进行迭代求解，得到混合整数线性规划模型的优化结果，包括：
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述在各个第一索引集合以及各个第二索引集合下，基于所述线性规划下层问题模型的解以及...
【专利技术属性】
技术研发人员：徐良德，郭挺，胡林麟，李诗颖，陈中豪，吴楚钦，黄馨仪，梁炜焜，
申请(专利权)人：广东电网有限责任公司广州供电局，
类型：发明
国别省市：
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