[发明专利]一种电力系统预防调度与恢复调度协调优化策略构建方法

权利要求书

1.一种电力系统预防调度与恢复调度协调优化策略构建方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤一、建立预防调度模型，将FCB机组出力、HVDC系统线路容量和可调度负荷作为不确定集建模；

步骤二、建立恢复调度模型，恢复调度是一个多阶段决策过程，建立多阶段鲁棒自适应模型，任一阶段的决策受上一阶段不确定集线性函数的约束；

步骤三、将预防调度和恢复调度作为防御者，极端天气作为电力系统攻击者，将步骤一和步骤二所建模型与极端天气的冲击结合在防御者-攻击者-防御者多层安全博弈模型中，构建预防调度与恢复调度协调优化策略；所述防御者-攻击者-防御者多层安全博弈模型的目标函数为最小化整个过程中的负荷损失，包括预防调度中的主动切负荷、极端天气展开过程中的被动切负荷以及恢复调度中的停电负荷；

步骤四、采用嵌套列-约束生成算法对步骤三中防御者-攻击者-防御者多层安全博弈模型进行求解；

步骤五、设计高效算法提升算法效率，采用Benders分解对整数变量和连续变量进行解耦，采用最优性条件解耦或拉格朗日松弛解耦进行时段间解耦；

步骤一所述预防调度模型的目标函数定义为最小化给定时段内所有发电机的总发电费用，每台发电机的费用表达式为：

式中e＝(1,1,...,1)^T为元素全为1的相应尺寸的列向量，a,b,c为所有发电机的发电费用系数向量，P_gt为发电机在第t时段发出的有功功率向量；

所述预防调度模型的静态约束为在每个时段内与变量相关的电力系统运行约束，具体如下：

1)潮流平衡约束为：

式中Q_gt为发电机在第t时段发出的无功功率向量，P_1t,Q_1t为在第t时段负荷的有功需求向量和无功需求向量，V_t,为所有母线在第t时段的母线电压及其共轭向量，为节点导纳矩阵的共轭；

2)支路视在功率约束为：

S_b,为支路视在功率的上下限向量；

3)节点电压约束为：

V,为节点电压的上下限向量；

4)发电机出力约束为：

P_g,为发电机有功出力的上下限，Q_g,为发电机无功出力的上下限；

所述预防调度模型的动态约束为在不同时段内与变量相关的不等式约束，具体如下：

a)爬坡率约束为：

R,为发电机爬坡率的上下限向量；

b)其他发电约束为：

C,为发电机发电上下限向量；

步骤二所述恢复调度模型的目标函数定义为最小化最坏情况下电力系统的总负荷损失，表达式为：

式中，NB表示母线数，NT表示时段数，NC表示场景数；p_c表示输电故障场景c的发生概率，I_i,t,c表示在时段t内母线i发生场景c的状态，表示在时段t内母线i发生场景c时的发电功率减少量，表示在时段t内母线i发生场景c时的切负荷量；

所述恢复调度模型的运行约束为：

①功率平衡约束为：

I_i,t,c∈{0,1}

式中，表示在时段t内母线i发生场景c时的可调度发电机的输出功率，表示母线i与母线j间支路在场景c时的节点导纳矩阵元素，θ_j,t,c表示在时段t内母线j发生场景c时的相角，表示在时段t内母线i上的净负荷，和分别表示在t时段内母线i上净负荷的最小值和最大值；

②发电机出力限制为：

P_i^g,min和P_i^g,max分别表示母线i上可调度发电机最小输出和最大输出；

③输电线功率限制为：

式中，表示母线i与母线j间支路的最大功率传输限制，表示母线i与母线j间支路在场景c时的支路导纳矩阵元素；

④热备用约束：

0≤τ_i,t,c≤τ^max

式中，τ_i,t,c表示可调度发电机组所提供热备用容量的最大爬坡时间，RU_i表示母线i上的可调度发电机所提供热备用容量的爬坡率；

所述恢复调度模型的动态约束为：

A)爬坡率约束为：

式中，ΔP_i^g,dn,ΔP_i^g,up分别表示在母线i上可调度发电机的坡下降速率和坡上升速率；

B)可调度发电机出力约束为：

式中E_i^gen,ε_i分别表示母线i总发电量和对应差值的限制；

所述恢复调度模型的校正控制约束为：

式中，ΔP_i^re,max表示母线i上的可调度发电机的最大应急备用容量；

步骤三所述防御者-攻击者-防御者多层安全博弈模型具体形式如下：

其中，分别表示预防调度第t时段的常规发电机、FCB机组、HVDC系统、线路投切以及可调度负荷的控制变量；分别表示恢复调度第t时段发电机、线路投切以及可调度负荷的控制变量；F_·^t表示对应控制变量的可行域；其中，恢复调度的可行域是预防调度策略以及极端天气场景的函数。