[发明专利]一种考虑安全距离约束的输电网结构优化方法及装置

说明书

本发明公开了一种考虑安全距离约束的输电网结构优化方法及装置，通过建立考虑安全距离约束的输电网结构优化模型，采用Benders分解法对输电网结构优化模型进行求解，获取满足安全裕度要求的优化调度策略，解决现有输电网结构优化未考虑系统应对新能源出力波动性的安全裕度问题。

技术领域

本申请涉及电力系统规划和运行领域，具体涉及一种考虑安全距离约束的输电网结构优化方法，同时涉及一种考虑安全距离约束的输电网结构优化装置。

背景技术

我国社会经济发展由高速增长阶段转向高质量发展阶段，能源需求特别是电力需求增长旺盛，加快能源结构调整、控制能源对外依存度，形势更为紧迫。根据我国《能源生产和消费革命战略(2016-2030)》，预计2030、2050年我国非化石能源占一次能源消费比重将达到约20％和50％，风电、太阳能发电等新能源将持续快速增长。同时，分布式能源、储能、电动汽车等交互式能源设施快速发展，多能联供、综合服务、智慧用能等各种新型能源形式不断涌现，电力在能源转型中的中心地位进一步凸显，经济社会发展的电气化水平不断提升。这些都对加快电网发展、强化电网功能作用提出更高要求。

为了转变旧的能源生产与消费模式，改变以化石能源为主的能源格局，世界各国都在努力探索新的能源生产和消费模式，寻求多元化的能源供应策略，一场以推动可再生能源和新能源发展为核心的新能源革命已风起云涌。在此背景下，为了实现更大范围内能源资源的优化配置，满足大规模新能源的接入、传输和消纳，作为电力传输载体的电网发展模式将发生重大变化。电网规划战略如何应对新能源波动、哪些新技术可以满足未来电网安全、高效和智能运行的要求并为之提供支撑等问题成为近年来国内外专家学者关注的热点及难点。

作为输电网的主要组成设备，输电线路的灵活运行方式可以用于优化输电网结构，消除电网的薄弱环节，增强系统的安全裕度，从而提高电网应对随机扰动的能力。目前输电网结构优化方法主要应用于：(1)减轻/消除线路过载、电压越限以及短路电流水平等电网紧急故障处理问题；(2)在电网正常优化运行方面，国内外专家针对输电结构优化也开展了广泛的探讨，已将其成功应用于降低电网损耗、降低发电机成本以及鲁棒性优化等问题的研究。已有研究将新能源的接入和消纳问题纳入输电网结构优化模型中，采用随机优化、鲁棒优化等方法进行求解。但上述输电网结构优化研究均是通过一系列“硬约束”来保证电网安全性，未考虑系统应对新能源出力波动性的安全裕度问题。

发明内容

本申请提供一种考虑安全距离约束的输电网结构优化方法及装置，解决现有输电网结构优化未考虑系统应对新能源出力波动性的安全裕度问题。

本申请提供一种考虑安全距离约束的输电网结构优化方法，包括：

根据电力系统负荷和发电机组出力，通过发电机组出力向量表征系统运行点；根据直流潮流模型，获取系统静态安全域；

建立所述运行点到所述安全域边界的安全距离测度模型，根据所述模型获得系统当前状态下的安全距离测度；

以电力系统运行成本最小为目标，建立考虑安全距离约束的输电网结构优化模型；

采用Benders分解法对输电网结构优化模型进行求解，获取满足安全裕度要求的优化调度策略。

优选的，发电机组出力，包括：

设发电机组出力为P_G，P_G包含了常规机组出力和新能源机组出力。

优选的，根据直流潮流模型，获取系统静态安全域，包括：

系统静态安全域表示为，