[发明专利]一种分段式线路过载保护控制协调优化方法及系统

权利要求书

1.一种分段式线路过载保护控制协调优化方法，其特征在于，包括以下内容：

1)当电力系统网络中的线路发生线路过载时，采用潮流追踪算法，剥离电力系统网络中各发电节点到各负荷节点的功率输送路径，并确定电力系统网络的功率构成，包括电力系统网络中各节点处的功率分配和线路传输功率，以及单一发电节点至单一负荷节点的功率输送路径；

2)计算过载线路的极限热稳定运行时间，并确定该时间内电力系统网络中的可调控制资源；

3)采用路径优化模型，根据电力系统网络的功率构成和可调控制资源，确定使过载线路的功率恢复正常运行状态范围的最小负荷损失量和控制措施，具体过程为：

3.1)构建路径优化模型，具体过程为：

3.1.1)以负荷损失量最小为目标，以电力系统网络的功率构成中的功率输送路径为基础调整单位，路径优化模型的目标函数为：

其中，S()为失负荷总量函数；ΔP_w为路径w的功率调整量；LOAD为电力系统网络中的负荷集合；为电力系统网络中的所有路径集合；P_Lj为负载j的初始功率；ΔP_n^Lj为负载j在路径n中的功率调整量；N为所有包含负载j的路径；

3.1.2)以发电节点、负荷节点和输电线路的有功功率上下限为约束，路径优化模型的约束条件为：

其中，P_Gi为发电节点i的初始功率；ΔP_m^Gi为发电节点i在路径m中的功率调整量；M为所有包含发电节点i的路径集合；P_Gi^min和P_Gi^max分别为线路极限热稳定运行时间t_overload内，发电节点i的有功功率上下限度；GENE为电力系统网络中的发电节点集合；P_Lj为负荷节点j的初始功率；ΔP_n^Lj为负荷节点j在路径n中的功率调整量；N为所有包含负荷节点j的路径；P_Lj^min和P_Lj^max分别为线路极限热稳定运行时间t_overload内，负荷节点j的有功功率上下限度；LOAD为电力系统网络中的负荷节点集合；P_Tk为线路k的初始功率；ΔP_q^Tk为线路k在路径q中的功率调整量；Q为所有包含线路k的路径集合；P_Tk^min和P_Tk^max分别为线路k可输送有功功率的上下限度；LINE为电力系统网络中的线路集合；

3.2)根据电力系统网络的功率构成和可调控制资源，求解构建的路径优化模型，得到可调控制资源的功率调整量；

3.3)根据求解的可调控制资源的功率调整量，确定使过载线路x恢复正常运行状态范围的最小负荷损失量；

3.4)根据求解的可调控制资源的功率调整量，确定各发电节点和负荷节点的控制措施：

其中，△P_Gi为发电节点i的控制量；△P_Lj为负荷节点j的控制量；ΔP_m^Gi为发电节点i在路径m中的功率调整量；GENE为电力系统网络中的发电节点集合；ΔP_n^Lj为负荷节点j在路径n中的功率调整量；LOAD为电力系统网络中的负荷节点集合；

4)当最小负荷损失量为0时，按照确定的控制措施对电力系统网络中的发电节点和负荷节点进行控制；当最小负荷损失量不为0时，根据确定的可调控制资源，对过载线路上的过负荷保护装置和电力系统网络中的可调控制资源进行分段协调优化，进而对电力系统网络中的发电节点和负荷节点进行控制，具体过程为：

4.1)当最小负荷损失量为0时，按照所述步骤3.4)确定的控制措施对电力系统网络中的发电节点和负荷节点进行控制；

4.2)当最小负荷损失量不为0时，考虑过载线路x的极限热稳定运行时间t_overload内电力系统网络中的可调控制资源，对过载线路x上的过负荷保护装置和电力系统网络中的可调控制资源进行分段协调优化，进而对电力系统网络中的发电节点和负荷节点进行控制，具体过程为：

4.2.1)将过载线路x的极限热稳定运行时间t_overload分为z份，确定0～t_overload/z时间段内电力系统网络中的可调控制资源；

4.2.2)采用构建的线路功率优化调整模型，根据过载线路x的初始功率，确定过载线路x调整后的线路功率；

4.2.3)根据求解过载线路x调整后的线路功率过程中得到的各路径的功率调整量，确定各发电节点和负荷节点的控制措施；

4.2.4)根据过载线路x调整后的线路功率，判断所述步骤4.2.3)中得到的控制措施能否使过载线路x的功率恢复正常运行状态范围，若能，则按照所述步骤4.2.2)得到的调整后的线路功率以及所述步骤4.2.3)得到的控制措施对电力系统网络中的发电节点和负荷节点进行控制，控制完毕后，流程结束；反之，则按照所述步骤4.2.3)中得到的控制措施对电力系统网络中的发电节点和负荷节点进行控制；

4.2.5)重新计算过载线路x当前的线路功率和极限热稳定运行时间t_overload/z+t_overload1，并调整过载线路x上过负荷保护装置的动作时间至t_overload/z+t_overload1，其中，t_overload1为t_overload/z时间段后线路x仍可过载运行的时间；

4.2.6)将时间t_overload1分为z-1份，确定0～t_overload/z+t_overload1/(z-1)时间段内电力系统网络中仍然存在的可调控制资源，进入所述步骤4.2.2)，直至线路x的功率恢复正常运行状态范围或z-1轮次循环结束；

4.2.7)进入第z轮循环，确定0～t_overload/z+t_overload1/(z-1)...+t_{overload(z-1)}时间段内电力系统网络中仍然存在的可调控制资源，采用路径优化模型及其约束条件对剩余的可调控制资源进行优化，确定过载线路x的功率调整量，进而确定控制措施，对电力系统网络中的发电节点和负荷节点进行控制，完成过载线路x上的过负荷保护装置和电力系统网络中的可调控制资源进行分段协调优化。