[发明专利]兼顾调节特性和经济环保性能的电网有功实时控制方法

权利要求书

1.兼顾调节特性和经济环保性能的电网有功实时控制方法，其特征在于，包括发电站实时有功出力获取模块、灵敏度计算模块、控制策略计算模块和控制策略执行模块，上述四个模块分别按各自设定的周期独立循环方式运行；

灵敏度计算模块包括以下步骤：

b-1)分别针对从调控中心EMS获取的内网最新运行状态信息和调控中心的上级调控中心EMS下发的外网最新运行状态信息，采用静态等值方法分别将各个发电站的所有发电机等值为一台等值发电机，经等值支路并入电网，得到等值后的内网运行状态信息和外网运行状态信息；

b-2)以外网中各个注入节点的有功调整量平方和与无功调整量平方和的加权总和最小为目标，以步骤b-1)所述等值后的内网运行状态信息中对外联络线的投/退状态为准，以内网运行状态信息中各对外联络线的有功偏差绝对值和无功偏差绝对值都分别小于相应的设定值为约束，对外网运行状态信息进行修改，生成内外网整合的最新运行状态，记为S₀；

b-3)计算出S₀下内网有功注入节点有功变化对本调控中心负责过载监视的输电设备和稳定断面的有功灵敏度，将与步骤b-1)所述的内网最新运行状态信息对应的电网运行时刻记为t₀，并将t₀作为最新生成的灵敏度信息所对应的时标；

控制策略计算模块包括以下步骤：

c-1)设新一轮发电站有功实时控制指令下发时刻为t_c，若相对于灵敏度计算模块记录的t₀时刻调控中心负责过载监视的输电设备和稳定断面在t_c时刻没有投/退变动计划，则进入步骤c-2)，否则，持续判断，直至相对于所述灵敏度计算模块记录的t₀时刻调控中心负责过载监视的输电设备和稳定断面在t_c时刻没有投/退变动计划为止，进入步骤c-2)；

c-2)将内网中发电站分类为参与有功实时控制的发电站和按调度计划发电的发电站，参与有功实时控制的发电站的集合记为集合A，按调度计划发电的发电站的集合记为集合B，分别在考虑发电站有功出力设定时限内避免上下波动调节的约束条件和松弛发电站有功出力设定时限内避免上下波动调节的约束条件下，通过求解公式(1)表示的优化函数，以集合A中所有发电站经济环保性能综合指标最优为目标，约束条件为：内网对外联路线有功计划和集合B中发电站有功计划约束、集合A中发电站有功可调空间约束、内网有功平衡约束、调控中心负责过载监视的输电设备和稳定断面的安全约束以及内网调频调峰约束，计算出t_c时刻集合A中各个发电站的有功控制指令；

式(1)中，α_t0.i为集合A中第i个发电站t₀时刻单位电量的经济环保性能综合指标与集合A中所有发电站t₀时刻单位电量的经济环保性能综合指标均值的比值，综合指标数值越大，表示经济环保性能越好，P_a.tc.i为t_c时刻集合A中第i个发电站的有功控制指令，P_a.tc.i.u、P_a.tc.i.d分别为t_c时刻集合A中第i个发电站有功控制指令的上限和下限，P_b.tc.i为t_c时刻集合A中第i个发电站的有功计划值，将连接到内网同一计算节点的内网对外联络线等效为一个等效联络线，TL为内网对外等效联络线的集合，P_tl.tc.i为t_c时刻TL中第i个等效联络线注入内网的有功计划值，L为内网负荷节点的集合，P_l.tc.i为t_c时刻L中第i个负荷节点的预测值，f₀和K_f分别为t₀时刻内网的频率和有功静态频率特性系数，f_r为内网的额定频率，β为t₀时刻内网的网损率；

SC为本调控中心负责过载监视的稳定断面集合，P_sc.j.0为t₀时刻SC中第j个稳定断面的有功，P_a.t0.i为t₀时刻集合A中第i个发电站的有功，S_a.j.i为t₀时刻集合A中第i个发电站有功对SC中第j个稳定断面有功的灵敏度，P_b.t0.i为t₀时刻集合B中第i个发电站的有功；S_b.j.i为t₀时刻B中第i个发电站有功对SC中第j个稳定断面有功的灵敏度，P_tl.t0.i为t₀时刻TL中第i个等效联络线注入内网的有功；S_tl.j.i为t₀时刻TL中第i个等效联络线注入内网有功对SC中第j个稳定断面有功的灵敏度，P_l.t0.i为t₀时刻L中第i个负荷节点的有功；S_l.j.i为t₀时刻L中第i个负荷节点有功对SC中第j个稳定断面有功的灵敏度，P_sc.lmt.j为t_c时刻SC中第j个稳定断面的有功限额；

E为本调控中心负责过载监视的输电设备集合，P_e.k.0为t₀时刻E中第k个输电设备的有功，S_ae.k.i为t₀时刻集合A中第i个发电站有功对E中第k个输电设备有功的灵敏度，S_be.k.i为t₀时刻集合B中第i个发电站有功对E中第k个输电设备有功的灵敏度，S_tle.k.i为t₀时刻TL中第i个等效联络线注入内网有功对E中第k个输电设备有功的灵敏度，S_le.k.i为t₀时刻L中第i个负荷节点有功对E中第k个输电设备有功的灵敏度，P_e.lmt.k为根据E中第k个输电设备t₀时刻的功率因数不变计算得到的第k个输电设备过载有功限额；

P'_a.tc.i.u和P'_a.tc.i.d分别为t_c时刻可用于热备用的A中第i个发电站有功上限和下限，P'_b.tc.i.u和P'_b.tc.i.d分别为t_c时刻可用于热备用的B中第i个发电站有功上限和下限，λ_p和λ_n分别为t_c时刻按内网负荷总量设置的有功正备用容量系数和负备用容量系数；

c-3)通过公式(5)计算出发电站有功上下波动的调节时限变化对公式(1)目标函数的灵敏度指标s；

式(5)中，f和f'分别为步骤c-2中在考虑发电站有功出力设定时限内避免上下波动调节的约束条件和松弛发电站有功出力设定时限内避免上下波动调节的约束条件下公式(1)中目标函数的优化值，n和n'分别为步骤c-2中在考虑发电站有功出力设定时限内避免上下波动调节的约束条件和松弛发电站有功出力设定时限内避免上下波动调节的约束条件下公式(1)计算出t_c时刻集合A中各个发电站的有功控制指令相对于其t₁时刻有功有变化的发电站数目；

c-4)若s小于等于用于兼顾发电站调节特性和经济环保性能的灵敏度门槛值，则将步骤c-2中在考虑发电站有功出力设定时限内避免上下波动调节的约束条件下公式(1)计算出t_c时刻集合A中各个发电站的有功控制指令和集合B中各个发电站t_c时刻的有功计划值分别作为内网中各个发电站t_c时刻的有功控制指令，否则，将步骤c-2中在松弛发电站有功出力设定时限内避免上下波动调节的约束条件下公式(1)计算出t_c时刻集合A中各个发电站的有功控制指令和集合B中各个发电站t_c时刻的有功计划值分别作为内网中各个发电站t_c时刻的有功控制指令。