[发明专利]考虑人工调度知识的电网关键断面极限传输容量计算方法

摘要

一种考虑人工调度知识的电网关键断面极限传输容量计算方法：S1）发电区和负荷区的界定；S2发电负荷增长模式的界定；S3关键断面极限传输容量的计算：采用连续潮流的方法计算关键断面的极限传输容量。本发明的考虑人工调度知识的电网关键断面极限传输容量计算方法，采用考虑人工调度知识的发电区负荷区界定模式和发电负荷增长模式的连续潮流法计算关键断面的极限传输容量，使得关键断面极限传输容量的计算结果更加符合电网实际的运行模式，提高关键断面极限传输容量对电网实际在线运行的适应性，使结果更加真实可信。

主权项

1.一种考虑人工调度知识的电网关键断面极限传输容量计算方法，其特征是包括以下步骤：S1）发电区和负荷区的界定S1-1计算任意一个发电厂或负荷i到关键断面中线路两端任意一个厂站j的电气距离，如下式（1）所示：Dij=Zij,ij=MijTZMij=Zii+Zjj-2Zij---(1);]]>其中Z为以厂站为节点，以输电线路为线路形成的网络阻抗矩阵，Z_ii、Z_jj、Z_ij是阻抗矩阵Z中对应的元素，设阻抗矩阵Z的阶数为n，n为电网中厂站的个数，则M_ij是一个n×1的列向量，在第i、j行分别取1和-1，其余位置取0；S1-2计算任意一个发电厂i到关键断面中线路的首端厂站的平均电气距离D_io，如下式（2）所示：Dio=1nbΣj∈bDij---(2);]]>式中b是关键断面中线路的首端厂站的集合，n_b是集合b中厂站的数量，D_ij是厂站i、j之间的电气距离；S1-3计算任意一个负荷i到关键断面中线路的末端厂站的平均电气距离D_ii，如下式（3）所示：Dii=1ncΣj∈cDij---(3);]]>式中c是关键断面中线路的末端厂站的集合，n_c是集合c中厂站的数量，D_ij是厂站i、j之间的电气距离；S1-4设定平均电气距离阈值D_min，对于到关键断面中线路的首端厂站的平均电气距离大于该阈值的发电厂，选为发电区；到关键断面中线路的末端厂站的平均电气距离大于该阈值的负荷，选为负荷区；S2发电负荷增长模式的界定S2-1计算发电区中任意一个发电厂i到关键断面中线路两端任意一个厂站j的电气距离，如下式（4）所示：Dij=Zij,ij=MijTZMij=Zii+Zjj-2Zij---(4);]]>其中Z为以厂站为节点，以输电线路为线路形成的网络阻抗矩阵，Z_ii、Z_jj、Z_ij是阻抗矩阵Z中对应的元素，设阻抗矩阵Z的阶数为n（n为电网中厂站的个数），则M_ij是一个n×1的列向量，在第i、j行分别取1和-1，其余位置取0；S2-2计算发电区中任意一个发电厂i到关键断面中线路的首端（功率发出侧）厂站的平均电气距离D_io，如下式（5）所示：Dio=1nbΣj∈bDij---(5);]]>式中b是关键断面中线路的首端厂站的集合，n_b是集合b中厂站的数量，D_ij是厂站i、j之间的电气距离；S2-3定平均电气距离阈值D_ming，对于到关键断面中线路的首端厂站的平均电气距离大于该阈值的发电区中发电厂，选为重点考虑的发电厂；发电增长模式确定如下：首先增加重点考虑的发电厂的功率增长，按照发电厂的功率增长能力进行增长功率大小的分配；在重点考虑的发电厂无功率增长能力后，考虑发电区中其余发电厂的功率增长，按照发电厂的功率增长能力进行增长功率大小的分配；S2-4确定负荷的增长模式采用基于历史数据的负荷增长模式选择方法，按照历史上同时刻负荷区内各个负荷增长速率的大小分配各个负荷增长功率的大小，进行负荷区负荷的功率增长；S3关键断面极限传输容量（TTC）的计算采用连续潮流的方法计算关键断面的极限传输容量：故障集选取对应关键断面的最严重故障，即关键断面中任意一条线路在首末端分别发生三相接地故障，0.1s后断开线路；电网约束包含两部分：静态安全约束与动态稳定约束：静态安全约束如（6）式所示：Pgimin≤Pgi≤Pgimax,i∈GPgimin≤Pk,gi≤Pgimax,i∈G,k∈CQgimin≤Qgi≤Qgimax,i∈GQgimax≤Qk,gi≤Qgimax,i∈G,k∈CVjmin≤Vj≤Vjmax,j∈NVjmin≤Vk,j≤Vjmax,j∈N,k∈C|Il|≤Ilmax,l∈B|Ik,l|≤Ilmax,l∈B,k∈C---(6)]]>其中，C为故障集，G、N、B分别为发电机集合、节点集合、线路集合，P_gi^min、P_gi^max、Q_gi^min、Q_gi^max分别为发电机i的有功、无功出力上下限，为节点j的电压上下限，I_l^max为线路l的电流上下限，P_gi、Q_gi、V_j、I_l分别为正常情况下发电机i的有功、无功出力、节点j的电压、线路l的电流，P_k,gi、Q_k,gi、V_k,j、I_k,l分别为故障k情况下发电机i的有功、无功出力、节点j的电压、线路l的电流；动态稳定约束包括功角约束和电压约束两部分：功角约束如（7）式所示：|δ_k,i(t)-δ_k,j(t)|≤δ_max,i,j∈G,i≠j,k∈C(7)其中t∈[0,T]，T为所研究的动态过程时间段（取5s），δ_max为动态稳定允许的功角差上限（取180°），δ_k,i(t)、δ_k,j(t)为t时刻故障k情况下任意两个发电机i、j的功角；电压约束如（8）式所示：V_k,i(t)≤V_crit,t∈[t₁,t₂],t₂-t₁<T_crit,k∈C(8)其中V_k,i(t)为t时刻故障k情况下任意一个节点i的电压值，V_crit为节点电压阈值，取0.75p.u.，T_crit为持续时间阈值，取1s；断面TTC的计算包括以下子步骤：S3-1获取关键端面和故障集信息，设置每一步发电负荷增长步长；S3-2增加发电负荷并计算潮流；S3-3验算满足静态安全约束否，满足则进入下一步，否则跳至恢复上次潮流状态步骤S3-5；S3-4验算满足动态稳定约束否，满足则回到步骤S3-1，否则进入下一步；S3-5恢复上次潮流状态；S3-6验算系统发电负荷增长步长小于ξ否，小于则得到该短面的TTC，否则取系统发电负荷增长步长为原来步长的一半，返回步骤S3-2；ξ为系统发电负荷增长步长的阈值，当系统发电负荷增加步长小于ξ时停止连续潮流的计算，该时刻关键断面的传输功率即为断面的极限传输容量。