[发明专利]一种应对冰灾的电力系统主动调度方法及系统

说明书

本发明公开了一种应对冰灾的电力系统主动调度方法及系统，该方法首先量化冰灾对元件的故障概率的影响，然后将冰灾期间系统的拓扑状态转移抽象为马尔科夫链，并利用网络栅格化的系统模型完成冰灾对电力系统影响的分析；基于半马尔科夫决策过程建立了主动调度模型，考虑元件的恢复过程，预先对系统的潮流重新进行调度。本发明是应对冰灾的电力系统主动调度策略模型，该模型可以从时间维度和空间维度两个方面计算灾害对电力系统的影响程度，从主动调度层面减小灾害带来的威胁，具有良好的前瞻性和减少负荷削减的效果。

技术领域

本发明涉及电力系统运行及调度领域，尤其涉及一种应对冰灾的电力系统主动调度方法及系统。

背景技术

冰灾天气是一种极端的自然灾害，极易导致其过境的电力系统区域发生大范围故障，具体表现为输电线路断线、绝缘子闪络、铁塔倒塔、线路自激振动等。线路覆冰是一个在低温环境下，大气中过冷却水滴，进而被输电导线、绝缘子等结构捕获并冻结成冰的复杂的物理过程。在冰灾天气中，电力系统的致灾因子可以用线路的冰荷载表征。目前有很多根据冰灾的历史气象数据推导冰荷载的模型研究，但其通用性不高且计算繁琐。

为研究电力系统对冰灾天气事件的应对能力，将冰灾事件分为冰灾天气灾害发生前、灾害发生时和灾害发生后三个阶段考虑。目前电力系统环境下的电网调度策略的研究大多集中在灾害发生前的对冰灾天气的预测和预防策略，以及灾害发生后的恢复策略。对于冰灾天气发生期间的调度策略研究多集中在配电网，且系统响应策略是在是在灾害期间发生故障后才执行。而且当前在电力系统具有故障风险时，针对输电环节的调度研究还比较初级，大多针对的也只是N-1事件。

综上，目前灾变下调度策略研究多以配电网为对象，且系统响应策略是在发生故障后才执行，故目前电网灾变下调度方法的前瞻性不够，缺乏能同时考虑灾害故障概率和未来时刻恢复策略的灾变下电网主动调度方法。基于此，本发明提出针对一种应对冰灾的电力系统主动调度策略，能够在灾害期间对电力系统的运行状态进行实时评估，采用对电力系统进行主动调度的方法，使系统在冰灾期间的负荷损失降到最小。

发明内容

本发明提供了一种应对冰灾的电力系统主动调度方法及系统，用以解决现有系统响应策略是在发生故障后才执行，故目前电网灾变下调度方法的前瞻性不够，缺乏能同时考虑灾害故障概率和未来时刻恢复策略的灾变下电网主动调度的技术问题。

为解决上述技术问题，本发明提出的技术方案为：

一种应对冰灾的电力系统主动调度方法，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，计算冰灾天气对系统的元件的致灾因子和持续时间；

基于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。

优选地，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：