本发明专利技术涉及电力系统输电网规划领域，为辅助电网规划人员评估未来电网容量裕度、甄别系统薄弱环节识别和不合理网架结构、平衡电网规划方案的可靠性和经济性等，本发明专利技术采取的技术方案是，基于概率潮流的输电线路利用率计算方法，包括如下步骤：步骤1）：对输电线路利用率进行定义说明：步骤2）：建立未来N年负荷概率分布模型和发电机停运概率模型；步骤3）：生成随机负荷和发电机随机停运状态；步骤4）：以各发电机组总出力成本最低为经济分配目标函数，同时满足约束条件；步骤5）：通过直流潮流或交流潮流方法计算线路潮流值；步骤6）：记录线路每次仿真得到的线路潮流值。本发明专利技术主要应用于电力系统输电网规划。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及电力系统输电网规划领域，具体讲，涉及。
技术介绍
评价电网规划方案的好坏主要取决评价指标体系的设计，评价指标在此过程中起到重要作用。输电网规划评价指标主要包括三大类:可靠性指标、经济性指标和灵活性指标[1_4]，但已有研究很少考虑输电线路的利用情况。而输电线路利用率既能反映规划线路负载水平和备用情况，又可考核方案的可靠性和经济性，对电网规划方案优选由粗放型向集约化转变有重要意义，因此开展相关研究意义重大。目前，国外已开始探索采用线路输电容量裕度来间接分析线路利用水平，主要思想是借助可用传输容量(Available Transfer Capability,ATC)指标来刻画和分析[5’6’7]。但ATC主要用于评估输电系统的稳定性和网间传输能力，在电力市场情况下还会受电力交易等因素的影响[8]，很难科学反映电网规划线路的利用情况。国内在输电网评估和规划领域暂无成熟的电网线路利用效率评价标准，通常采用年最大负荷利用率、最大负载率和平均负载率等指标来衡量线路容量裕度以及实际运行水平[9’1CI]。这些指标大多由电网历史数据统计而来，而未来规划电网涉及大量不确定性因素，如中长期负荷预测的不确定性、发电机出力计划的变化、设备故障退出运行等，且未来规划系统没有可用统计数据，使这些指标也难以适用对未来电网规划的评估分析。概率潮流(Probabilistic Load Flow, PLF)现已在电网规划领域得到较广泛应用，方法主要有蒙特卡罗模拟法、卷积 法、结合Gram-Charlier级数的累积量法等[11’12’13]。PLF方法为科学考虑电力系统各种不确定性因素提供了有效手段，也为进一步分析线路的利用率提供了可能。参考文献/著作:[I]蒋国臻.电网规划综合评价指标体系及方法的研究[D].湖北:华中科技大学，2009.[2]高燕，康重庆，钟金，等.发输电系统扩展中可靠性的经济价值评估与决策[J].中国电机工程学报，2007，27 (25):56-60.[3]赵俊光，唐恒海，吴启富.电网规划方案经济评估方法的研究及软件实现[J].华东电力，2009，37 (2):222-225.[4]金华征，程浩忠，杨晓梅，等.基于联系数模型的电网灵活规划方法[J].中国电机工程学报，2006，26 (12):16-20.[5]Available Transfer Capability Definition and Determination.Available transfer capabilitydefinition and determination:a reference documentprepared by TTC task force[R].NewJersey:North American Electric ReliabilityCouncil,1996. [6]Hamoud G.Assessment of available transfer capability of transmissionsystems[J].1EEETrans on Power Systems,2000,15 (I):27-32.[7]Luo X,Patton A D,Singh C.Real power transfer capability calculationsusing mult1-layerfeed-forward neural networks[J].1EEE Trans on Power Systems,2000,15(2):903-908.[8]崔雅莉，别朝红，王锡凡.输电系统可用传输能力的研究[J].电力自动化设备，2003，23 (4):70-75.[9]韩柳，庄博，王智冬，等.电网利用效率指标研究[J].华东电力，2011，39(6):850-854.[10]彭冬，高艺，王智冬，等.输电网利用效率评价研究[J].电气应用，2012，31 (13):24-27.[11] 丁明，李生虎，黄凯.基于蒙特卡罗模拟的概率潮流计算[J].电网技术，2001,25(11):10-14.[12]Allan R N, Leite Da Silva A M, Burchett R C Evaluation Methods andAccuracy inProbabilistic Load Flow Solutions[J].1EEE Trans on Power Apparatusand Systems,1981,100(5):2539-2546.[13]Pei Zhang, Lee S T.Probabilistic load flow computation using themethod ofcombined cumulants and Gram-Charlier expansion[J].1EEE Trans on PowerSystems,2004,19(1):676-682.
技术实现思路
本专利技术旨在克服现有技术的不足，充分考虑未来负荷概率分布、发电机组停运概率及经济调度分配出力等不确定性因素，提出一种输电线利用率计算方法，该方法计算结果能够客观反映未来线路利用水平，可辅助电网规划人员评估未来电网容量裕度、甄别系统薄弱环节识别和不合理网架结构、平衡电网规划方案的可靠性和经济性等，为达到上述目的，本专利技术采取的技术方案是，，包括如下步骤:步骤I):对未来N年输电线路利用率进行定义说明:选用“未来N年各小时输送电量总值占理论极限输送电量的比例”反映未来电网线路的平均利用情况，即采用未来N年线路的传输功率的概率分布函数表示未来线路传输电量的分布情况，其中N表示规划周期年，未来N年输电线路利用率计算公式如下:/ =宇(I)式中，I为未来N年输电线路利用率，S为线路流过的视在功率，f(S)为未来N年线路上出现视在功率S时对应的概率值，C为该线路的额定容量，对于考察期内存在双向电量传输的线路，分子应为传输功率数值之和；步骤2):建立未来N年负荷概率分布模型和发电机停运概率模型；步骤3):根据负荷概率分布和发电机停运概率分布进行蒙特卡罗抽样，生成随机负荷和发电机随机停运状态；步骤4):根据系统总负荷值、系统总网损值以及各台发电机停运状态，进行发电机组经济分配优化，以各发电机组总出力成本最低为经济分配目标函数，同时满足约束条件；步骤5):根据各负荷值和各发电机组出力，通过直流潮流或交流潮流方法计算线路潮流值；步骤6):记录线路每次仿真得到的线路潮流值，获得传输功率的概率分布函数，利用公式(I)以及线路的额定传输容量值计算输电线路利用率。在步骤2)中，建立未来N年负荷概率分布模型具体包括如下步骤:I)、电网规划人员通过总量负荷预测，估算出未来N年中每年系统负荷点的负荷山丰值:Ppeakl，Ppeak2， ，PpeakN， 其中 Ppeakl、Ppeak2、PpeakN 分别表不未来第I年、未来第2年以及未来第N年该负荷点的负荷峰值，下标peak表示最大值的含义；2)、根据该地区历史等效年负荷持续曲线(Load Duration Curve, LDC)曲线数据以及各预测年的负荷峰值，制定出各预测年的LDC曲线，根据各预测年本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种基于概率潮流的输电线路利用率计算方法，其特征是，包括如下步骤：步骤1)：对未来N年输电线路利用率进行定义说明：选用“未来N年各小时输送电量总值占理论极限输送电量的比例”反映未来电网线路的平均利用情况，即采用未来N年线路的传输功率的概率分布函数表示未来线路传输电量的分布情况，其中N表示规划周期年，未来N年输电线路利用率计算公式如下：I=∫f(S)dSC---(1)式中，I为未来N年输电线路利用率，S为线路流过的视在功率，f(S)为未来N年线路上出现视在功率S时对应的概率值，C为该线路的额定容量，对于考察期内存在双向电量传输的线路，分子应为传输功率数值之和；步骤2)：建立未来N年负荷概率分布模型和发电机停运概率模型；步骤3)：根据负荷概率分布和发电机停运概率分布进行蒙特卡罗抽样，生成随机负荷和发电机随机停运状态；步骤4)：根据系统总负荷值、系统总网损值以及各台发电机停运状态，进行发电机组经济分配优化，以各发电机组总出力成本最低为经济分配目标函数，同时满足约束条件；步骤5)：根据各负荷值和各发电机组出力，通过直流潮流或交流潮流方法计算线路潮流值；步骤6)：记录线路每次仿真得到的线路潮流值，获得传输功率的概率分布函数，利用公式(1)以及线路的额定传输容量值计算输电线路利用率。如权利要求1所述的基于概率潮流的输电线路利用率计算方法，其特征是：在步骤2)中，建立未来N年负荷概率分布模型具体包括如下步骤：1)、电网规划人员通过总量负荷预测，估算出未来N年中每年系统负荷点的负荷峰值：Ppeak1，Ppeak2，…，PpeakN，其中Ppeak1、Ppeak2、PpeakN分别表示未来第1年、未来第2年以及未来第N年该负荷点的负荷峰值，下标peak表示最大值的含义；2)、根据该地区历史等效年负荷持续曲线(Load?Duration?Curve，LDC)曲线数据以及各预测年的负荷峰值，制定出各预测年的LDC曲线，根据各预测年的时负荷分布获得未来N年的LDC曲线；3)、对未来N年的LDC曲线进行分析，取曲线中最小负荷Pmin和最大负荷Pmax，将区间[Pmin，Pmax]平分成M个子区间，M表示子区间总数，并用其区间负荷中值代表：Pint1，Pint2，…，PintM，其中Pint1、Pint2、PintM分别表示第1、2、M个子区间的负荷中值，下标int表示区间的含义；负荷落在每个子区间的时间分别为：Tint1，Tint2，…，TintM，其中Tint1、Tint2、TintM分别表示负荷落在第1、2、M个子区间的时间，则第k个子区间的负荷分布概率pk可表示为：pk=Tintk8760×Nk＝1，2，3，...，M(2a)Σk=1Mpk=1---(2b)其中，k表示子区间编号，Tintk表示负荷落在第k个子区间的时间；建立未来N年发电机停运模型：假设发电机存在两种状态：(1)检修或故障造成停运状态；(2)正常运行状态，其概率分布函数符合两点分布，根据机组的强迫停运率对其随机状态抽样。如权利要求1所述的基于概率潮流的输电线路利用率计算方法，其特征是：在步骤4)中，经济分配目标函数：minF=Σm=1NG(am×Pm2+bm×Pm+cm)---(3)式中，F表示发电机出力总成本，为发电机有功功率的二次函数，m表示发电机编号，NG表示系统发电机组数，Pm表示第m台发电机输出有功功率，am、bm、cm为第m台发电机的成本系数；经济分配约束条件：1)功率平衡约束条件Σm=1NGPm=PLOAD+PLOSS---(4)式中，PLOAD表示系统的总负荷，下标LOAD表示负荷的含义，PLOSS表示系统的总网损，下标LOSS表示网损的含义；2)发电机组功率上下限条件：Pmmin≤Pm≤Pmmax---(5)式中，Pmmin和Pmmax分别为第m台发电机有功功率最小值和最大值。如权利要求1所述的基于概率潮流的输电线路利用率计算方法，其特征是：在步骤4)中，发电机出力成本采用有功功率的三次函数或考虑包含阀点效应的二次函数进行计算。如权利要求1所述的基于概率潮流的输电线路利用率计算方法，其特征是：在步骤4)中，系统总网损值采用按系统总负荷值的K％作为系统总网损值的估算方法得到，其中K％表示估算系数。...
【技术特征摘要】
1.种基于概率潮流的输电线路利用率计算方法，其特征是，包括如下步骤: 步骤I):对未来N年输电线路利用率进行定义说明: 选用“未来N年各小时输送电量总值占理论极限输送电...
【专利技术属性】
技术研发人员：张沛，梁浩，贾宏杰，
申请(专利权)人：天津大学，
类型：发明
国别省市：
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