[发明专利]一种应对冰灾的电力系统主动调度方法及系统

权利要求书

1.一种应对冰灾的电力系统主动调度方法，其特征在于，包括以下步骤：

将电力系统区域按照地理位置划分成若干小栅格；

建立冰灾天气强度模型，计算冰灾天气对所述系统的元件的致灾因子和持续时间；

基于所述致灾因子建立系统的元件的故障模型，计算元件的故障概率，并生成故障集；

建立系统的元件的恢复模型，考虑冰灾强度的随机性，计算元件在冰灾下的修复时间；

基于所述元件的故障模型以及元件的恢复模型中元件的状态转移，将冰灾期间系统的拓扑状态转移抽象为系统的马尔科夫状态，计算冰灾天气期间系统的状态转移概率，生成系统状态场景集；

建立负荷削减惩罚函数，计算动作即时成本；

建立主动调度优化模型，以决策值函数最小作为目标函数，并以电力系统常规运行约束作为约束条件；

运用线性标量法将目标函数的多目标优化问题转化为单目标混合整数线性规划问题进行求解，确定电力系统应对相应冰灾的调度策略。

2.根据权利要求1所述的应对冰灾的电力系统主动调度方法，其特征在于，所述冰灾对电力系统的致灾因子包括线路的覆冰厚度，计算公式如下：

式中，R_it表示覆冰厚度即冰荷载，N为元件覆冰的时间，P_j为在覆冰持续时间中第j小时的降水速率，为空气中液态水含水量，v_j为对应线路位置的风速，ρ_i是冰密度，取0.9g/cm³，ρ_o是水密度，取1.0g/cm³。

3.根据权利要求2所述的应对冰灾的电力系统主动调度方法，其特征在于，电力系统元件的故障模型，包括：

当元件覆冰厚度m不超过最大设计抗冰厚度M时，元件不受影响正常运行；

当元件覆冰厚度m≥5M时，元件一定发生故障并停止运行；

当元件覆冰厚度m处于最大设计抗冰厚度M以及5M之间时，故障概率p_fi随覆冰厚度的增大呈指数形式增加：

4.根据权利要求1所述的应对冰灾的电力系统主动调度方法，其特征在于，所述电力系统的元件的恢复模型，包括：

计算元件在冰灾下的修复时间，将冰灾天气下的故障修复时间TTR_W作为与冰灾天气强度和正常天气下的修复时间TTR_N有关的值，其中：

TTR_W＝k_W·TTR_N

式中，k_W为天气影响因子，不同冰灾强度对应的修复时间的随机性在此影响因子中考虑。

5.根据权利要求1所述的应对冰灾的电力系统主动调度方法，其特征在于，所述状态转移概率由元件的状态转移概率计算：

式中，i和i′是系统在相邻两时刻的状态，k为元件序号，S_i,t和S_i′,t+1分别表示系统在t和t+1时刻的状态，Ω_S,t表示系统t时刻的状态集合，Ω_C,t为在t时刻潜在故障的元件集合；s_k,t是元件k在t时刻的状态，其中0表示故障状态，1表示正常运行状态；Pr(S_i,t,S_i′,t+1)、Pr(s_k,t,s_k,t+1)分别表示系统和元件在相邻两时刻的状态转移概率。

6.根据权利要求1所述的应对冰灾的电力系统主动调度方法，其特征在于，所述建立负荷削减惩罚函数，计算动作即时成本，计算公式如下：

式中，PC_t(S_i,t,A_a,t)为t时刻S_i,t在动作A_a,t作用下的即时成本，ΔL_n,t,i表示节点n在t时刻S_i,t状态下的负荷削减量，ΔT为相邻调度时刻的间隔时间，μ_L,t,n是节点n在单位时间单位负荷的削减惩罚成本。