[发明专利]一种直流电网线路传输功率静态优化方法

说明书

本发明涉及一种直流电网线路传输功率静态优化方法，包括下述步骤：(1)构建直流电网网架模型；(2)确定直流电网线路输送功率的网络均衡优化原则；(3)构建直流电网输送功率静态优化数学模型；(4)求解优化数学模型。本发明提供的方法将各电源和负荷间的功率传输需求分配到各传输线路和换流站，并实现传输功率在各直流线路间最优分配。实现直流电网全网范围内功率静态分配优化，有助于满足电源、电网和用户多样诉求，发挥直流电网优势。

技术领域

本发明涉及一种直流线路的优化方法，具体讲涉及一种直流电网线路传输功率静态优化方法。

背景技术

与主要由系统电气参数决定的交流电网潮流分布不同，直流电网输配电兼具高度可控和电网联网优势，在应对电网技术快速发展、接入电源种类持续增加，负荷特性日益多样，电网服务提升需求迫切，能源体制改革不断推进等方面具有交流电网无法比拟的优势。发展直流电网是满足差异化电力资源优化调配需求，构建未来“可靠、高效、充足、灵活、洁净”的输配电网的重要途径。

目前建设和运行的直流输电项目，均采用送、受端间端对端直接输电方式，实现源-荷间专线相连和供电。在未来直流电网建设和运行中，如果所有电源(发电厂)和负荷间依然沿用上述端对端直接供电模式，将造成输电线路重复建设、换流器/站资源浪费、供电可靠性及供电质量难以保证等问题。

直流电网线路输送功率分配优化指按照一定规则或策略，将各电源(以下简称为源)和负荷(以下简称为荷)间的功率传输需求分配到各传输线路和换流站，并实现传输功率在各直流线路间最优分配。线路传输功率分配策略涉及电(源)-(负)荷需求、线路输电能力及综合费用、传输路径选择等多方面，是直流电网网架构建和优化研究的重要组成部分。相对网架拓扑结构调整、电网资源(如线路输送容量等)再分配等手段而言，优化直流电网传输功率分配策略具有实施便利、代价低的优点，是提高直流电网传输能力和降低综合费用的首选途径，也是直流电网适应发、输、配、用电技术革新、满足能源战略规划、电源和负荷分布调整、电力改革、电网改造等需要重要依据。但是，目前相关的研究尚待深入。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明的目的是提供一种直流电网线路传输功率静态优化方法，包括：提出直流电网线路输送功率的网络平衡原则，提出功率传输需求与直流网络均衡优化数学模型，提出模型的有效算法和求解步骤，从而将各电源和负荷间的功率传输需求分配到各传输线路和换流站，实现传输功率在各直流线路间最优分配。

本发明的目的是采用下述技术方案实现的：

本发明提供一种直流电网线路传输功率静态优化方法，其改进之处在于，所述方法包括下述步骤：

(1)构建直流电网网架模型；

(2)确定直流电网线路传输功率的网络均衡优化原则；

(3)构建直流电网输送功率静态优化数学模型；

(4)求解优化数学模型；

其特征在于，所述步骤(1)中，构建直流电网网架模型是将直流电网网架抽象为节点和连边集合构成的有权有向网络图，并描述网架特性和连接关系，包括：

(1)一端换流站记为一个节点；根据功率传输起迄点，将起点记为电源节点，讫点记为负荷节点；

(2)从送端换流站到受端换流站间的端对端单向功率传输通道记为的一条有向连边，编号为a，传输电能为x_a，方向为传输电能方向，传输电能列向量为x＝(...，x_a，...)^T；双向传输电能通道记为方向相反的两条有向连边；

(3)连边实数权为功率传输方向上线路的综合费用，根据不同优化目标，选择线路损耗和交易费用；第a条线路实数权为t_a，所有连边实数权列向量为t＝(...，t_a，...)^T；