一种应用于电网在线调度决策的极限传输功率的评估方法

摘要

本发明涉及保守的和乐观的极限传输功率的评估方法，属于电力系统调度自动化领域，该方法包括：获取电网实时运行方式，设置输电走廊的组成，设定静态安全约束和暂态稳定约束对应的故障集；分别确定静态安全约束下保守的及乐观的TTC及其发电负荷增长模式；分别确定暂态稳定约束下保守的及乐观的TTC及其发电负荷增长模式；选取较小的保守的TTC及较小的乐观的TTC作为输电走廊的考虑静态安全约束的和考虑暂态稳定约束的保守的和乐观的TTC。运用本发明的方法，有助于正确反映电网的安全水平。同时，保守的和乐观的极限传输功率对应的发电负荷增长模式的差异，也为合理的调度操作提供了有益的决策信息。

主权项

一种应用于电网在线调度决策的极限传输功率的评估方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：1)获取电网实时运行方式，设置输电走廊的组成，设定静态安全约束和暂态稳定约束对应的故障集；2)确定静态安全约束下保守的TTC及其发电负荷增长模式；3)确定静态安全约束下乐观的TTC及其发电负荷增长模式；4)确定暂态稳定约束下保守的TTC及其发电负荷增长模式；5)确定暂态稳定约束下乐观的TTC及其发电负荷增长模式；6)比较步骤2)与步骤4)的TTC值，选取其中较小的TTC作为输电走廊的考虑静态安全约束的和考虑暂态稳定约束的保守的TTC；比较步骤3)与步骤5)的TTC值，选取其中较小的TTC作为输电走廊的考虑静态安全约束的和考虑暂态稳定约束的乐观的TTC；所述步骤2)确定静态安全约束下保守的TTC及其发电负荷增长模式，具体步骤为：21)针对故障集中的一个故障，根据当前时刻的运行方式，利用潮流灵敏度技术确定该故障对应的、当前时刻的、保守的各发电和负荷的增长量ΔPgi、ΔPdj，如式(1)所示： max R S s . t . Σ i ∈ Ω g ΔP gi = ΔP λ Σ j ∈ Ω d ΔP dj = ΔP λ P gi + ΔP gi ≤ P gi max i ∈ Ω g P dj + Δ dj ≤ P dj max j ∈ Ω d - - - ( 1 ) 式中，RS为输电走廊的过载系数；Ωg、Ωd为发电聚集区的发电机和负荷区的负荷组成的集合；Pgi、Pdj表示当前时刻发电机i和负荷j的有功功率；ΔPgi、ΔPdj表示当前时刻发电机i和负荷j的功率增长量；Pgimax、Pdjmax为发电机i和负荷j的最大功率限值；ΔPλ为当前时刻的系统发电或者负荷的总增长量；22)根据各发电机和负荷当前时刻的增长量ΔPgi、ΔPdj，得到下一时刻运行点的发电负荷，如式(2)所示： P d = P d 0 + ΔP d Q d = Q d 0 + ΔQ d P g = P g 0 + ΔP g - - - ( 2 ) 式中，Pd0、Qd0、Pg0分别为当前时刻运行点对应的负荷区的各负荷的有功功率、无功功率以及发电聚集区的发电机有功功率组成的向量，ΔPd、ΔQd、ΔPg分别为可调节负荷的有功功率、无功功率在当前时刻的增长量以及发电机的有功功率在当前时刻增加量组成的向量，其中，ΔPd、ΔPg的元素为ΔPdj、ΔPgi，ΔQd由ΔPd按定功率因数确定；23)利用得到的下一时刻运行点的发电负荷，进行潮流计算得到一个新的运行方式，判断新运行方式是否有静态安全问题；如果没有，则转步骤21)在新的运行方式上确定下一步发电负荷增长量；直到出现静态安全问题，对应的输电走廊上的传输功率为针对当前故障的保守TTC；同时得到该故障点对应的所有发电负荷增长量组成的保守发电负荷增长模式；24)对所有故障重复步骤21)-23)得到每个故障对应的保守的TTC，及每个TTC对应的保守发电负荷增长模式；选取所有故障对应的TTC中最小值为输电走廊考虑静态安全约束的保守的TTC，该TTC最小值对应的故障为输电走廊的制约故障，对应的发电负荷增长模式为输电走廊考虑静态安全约束的保守发电负荷增长模式；所述步骤3)确定静态安全约束下乐观的TTC及其发电负荷增长模式，具体步骤为：31)针对故障集中的一个故障，根据当前时刻的运行方式，利用潮流灵敏度技术确定该故障对应的、当前时刻的、乐观的各发电和负荷的增长量ΔPgi、ΔPdj，如式(3)所示： max R S s . t . Σ i ∈ Ω g ΔP gi = ΔP λ Σ j ∈ Ω d ΔP dj = ΔP λ P gi + ΔP gi ≤ P gi max i ∈ Ω g P dj + Δ dj ≤ P dj max j ∈ Ω d - - - ( 3 ) 式中，RS为输电走廊的过载系数；Ωg、Ωd为发电聚集区的发电机和负荷区的负荷组成的集合；Pgi、Pdj表示当前时刻发电机i和负荷j的有功功率；ΔPgi、ΔPdj表示当前时刻发电机i和负荷j的功率增长量；Pgimax、Pdjmax为发电机i和负荷j的最大功率限值；ΔPλ为当前时刻的系统发电或者负荷的总增长量；32)根据各发电机和负荷当前时刻的增长量ΔPgi、ΔPdj，得到下一时刻运行点的发电负荷，如式(4)所示： P d = P d 0 + ΔP d Q d = Q d 0 + ΔQ d P g = P g 0 + ΔP g - - - ( 4 ) 式中，Pd0、Qd0、Pg0分别为当前时刻运行点对应的负荷区的各负荷的有功功率、无功功率以及发电聚集区的发电机有功功率组成的向量，ΔPd、ΔQd、ΔPg分别为可调节负荷的有功功率、无功功率在当前时刻的增长量以及发电机的有功功率在当前时刻增加量组成的向量，其中，ΔPd、ΔPg的元素为ΔPdj、ΔPgi，ΔQd由ΔPd按定功率因数确定；33)利用得到的下一时刻运行点的发电负荷，进行潮流计算得到一个新的运行方式，判断新运行方式是否有静态安全问题；如果没有，则转步骤31)在新的运行方式上确定下一步发电负荷增长量；直到出现静态安全问题，对应的输电走廊上的传输功率为针对当前故障的乐观TTC；同时得到该TTC对应的所有发电负荷增长量组成的乐观发电负荷增长模式；34)对所有故障重复步骤31)-33)得到每个故障对应的乐观的TTC，及每个TTC对应的乐观发电负荷增长模式；选取所有故障对应的TTC中最小值为输电走廊考虑静态安全约束的乐观TTC，该TTC最小值对应的故障为输电走廊的制约故障，对应的发电负荷增长模式为输电走廊考虑静态安全约束的乐观发电负荷增长模式；所述步骤4)确定暂态稳定约束下保守的TTC及其发电负荷增长模式，具体步骤为：41)针对故障集中的一个故障，根据当前时刻的运行方式，利用基于暂态能量裕度的灵敏度技术确定该故障对应的、当前时刻的、保守的各发电机的增长量ΔPgi，如式(5)所示： max M fi ΔP gi s . t . Σ i ∈ Ω g ΔP gi = ΔP λ P gi + ΔP gi ≤ P gi max i ∈ Ω g P gi ≤ 0.05 P gi max j ∈ Ω g - - - ( 5 ) 式中，Ωg为发电聚集区的发电机组成的集合；Pgi当前时刻发电机i的有功功率；ΔPgi表示当前时刻发电机i的功率增长量；Pgimax为发电机i的最大功率限值；ΔPλ为当前时刻的系统发电或者负荷的总增长量，Mfi为发电机功率变化对系统暂态稳定裕度的灵敏度；各负荷的增长量ΔPdj由“将ΔPλ在各可调负荷中均分”的原则确定；42)根据各发电机和负荷当前时刻的增长量ΔPgi、ΔPdj，得到下一时刻运行点的发电负荷，如式(6)所示： P d = P d 0 + ΔP d Q d = Q d 0 + ΔQ d P g = P g 0 + ΔP g - - - ( 6 ) 式中，Pd0、Qd0、Pg0分别为当前时刻运行点对应的负荷区的各负荷的有功功率、无功功率以及发电聚集区的发电机有功功率组成的向量，ΔPd、ΔQd、ΔPg分别为可调节负荷的有功功率、无功功率在当前时刻的增长量以及发电机的有功功率在当前时刻增加量组成的向量，其中，ΔPd、ΔPg的元素为ΔPdj、ΔPgi，ΔQd由ΔPd按定功率因数确定；43)利用得到的下一时刻运行点的发电负荷，进行潮流计算得到一个新的运行方式，判断新运行方式是否有暂态稳定问题，如果没有，则在新的运行方式上确定下一步发电负荷增长量；直到新的运行方式上出现暂态稳定问题，对应的输电走廊上的传输功率为针对当前故障的考虑暂态稳定约束的保守TTC；同时得到该TTC对应的所有发电负荷增长量组成的保守发电负荷增长模式；44)对所有故障重复步骤41)-43)得到每个故障对应的考虑暂态稳定约束的保守的TTC，及每个TTC对应的保守发电负荷增长模式；选取所有故障对应的TTC中最小值为输电走廊考虑暂态稳定约束的保守TTC，该TTC最小值对应的故障为输电走廊的制约故障，对应的发电负荷增长模式为输电走廊考虑暂态稳定约束的保守发电负荷增长模式；所述步骤5)确定暂态稳定约束下乐观的TTC及其发电负荷增长模式，具体步骤为：51)针对故障集中的一个故障，根据当前时刻的运行方式，利用基于暂态能量裕度的灵敏度技术确定该故障对应的、当前时刻的、乐观的各发电机的增长量ΔPgi，如式(7)所示： max M fi ΔP gi s . t . Σ i ∈ Ω g ΔP gi = ΔP λ P gi + ΔP gi ≤ P gi max i ∈ Ω g P gi ≤ 0.05 P gi max j ∈ Ω g - - - ( 7 ) 式中，Ωg为发电聚集区的发电机组成的集合；Pgi当前时刻发电机i的有功功率；ΔPgi表示当前时刻发电机i的功率增长量；Pgimax为发电机i的最大功率限值；ΔPλ为当前时刻的系统发电或者负荷的总增长量，Mfi为发电机功率变化对系统暂态稳定裕度的灵敏度；各负荷的增长量ΔPdj由“将ΔPλ在各可调负荷中均分”的原则确定；52)根据各发电机和负荷当前时刻的增长量ΔPgi、ΔPdj，得到下一时刻运行点的发电负荷，如式(8)所示： P d = P d 0 + ΔP d Q d = Q d 0 + ΔQ d P g = P g 0 + ΔP g - - - ( 8 ) 式中，Pd0、Qd0、Pg0分别为当前时刻运行点对应的负荷区的各负荷的有功功率、无功功率以及发电聚集区的发电机有功功率组成的向量，ΔPd、ΔQd、ΔPg分别为可调节负荷的有功功率、无功功率在当前时刻的增长量以及发电机的有功功率在当前时刻增加量组成的向量，其中，ΔPd、ΔPg的元素为ΔPdj、ΔPgi，ΔQd由ΔPd按定功率因数确定；53)利用得到的下一时刻运行点的发电负荷，进行潮流计算得到一个新的运行方式，判断新运行方式是否有暂态稳定问题，如果没有，则在新的运行方式上确定下一步发电负荷增长量；直到新的运行方式上出现暂态稳定问题，对应的输电走廊上的传输功率为针对当前故障的考虑暂态稳定约束的乐观TTC；同时得到该TTC对应的所有发电负荷增长量组成的乐观发电负荷增长模式；54)对所有故障重复步骤51)一53)得到每个故障对应的考虑暂态稳定约束的乐观的TTC，及每个TTC对应的乐观发电负荷增长模式；选取所有故障对应的TTC中最小值为输电走廊考虑暂态稳定约束的乐观TTC，该TTC最小值对应的故障为输电走廊的制约故障，对应的发电负荷增长模式为输电走廊考虑暂态稳定约束的乐观发电负荷增长模式。