[发明专利]一种基于原对偶内点法的地区电网载荷裕度分析方法

摘要

本发明提供一种基于原对偶内点法的地区电网载荷裕度分析方法，包括提炼、简化地区电网的物理模型；以地区电网的供电主变载荷总裕度最大为目标，并以电网N‑1安全为准则，构造满足电网运行约束及设备容量约束的数学优化模型；基于原对偶内点法求解载荷裕度优化模型，对地区电网进行N‑1安全分析，得到载荷总裕度最优时负荷的分布情况；由算法的松弛变量演化情况，判断限制电网载荷裕度的关键约束。本发明所提供的地区电网载荷裕度分析方法，简捷实用，求解速度快，能够准确快速地分析地区电网的载荷裕度，并指示限制电网载荷能力的瓶颈信息。对电网规划以及运行调度等工作具有实用的参考价值。

主权项

一种基于原对偶内点法的地区电网载荷裕度分析方法，其特征在于，包括如下步骤：S1、提炼地区电网的网架结构，确定所述网架结构的网络节点数和支路数，并对所述网架结构的节点和支路进行编号，得到简化的分析模型；S2、以地区电网的供电主变载荷总裕度最大为目标，并以电网N‑1安全为准则，构造满足电网运行约束及设备容量约束的数学优化模型；S3、采用基于原对偶内点法的优化算法求解载荷裕度优化模型，对地区电网进行N‑1安全分析，得到载荷总裕度最优时负荷的分布情况；S4、由算法的松弛变量演化情况，判断限制电网载荷裕度的关键约束；所述步骤S2包括以下分步骤：S21、选择控制变量xc：以各负荷变电站的视在负荷SLi为优化模型的控制变量；S22、确定状态变量xs：除控制变量外，优化模型的状态变量为地区电网中各个电源节点的有功出力PGi，对于上一电压等级变电站而言需用主变容量及功率因数换算得到；各无功电源的无功出力QGi，对于不同种类的无功电源需进行换算；各节点的电压幅值Vi，i＝1,…,n以及相角θi，i＝1,…,n；S23、构造负荷增长因子：并以全网的负荷增长因子之和最大化为优化模型的目标函数，即其中为变电站在优化前的有功负荷值，PLi为变电站的有功负荷：为负荷节点i的功率因数角，为参变量，D为负荷节点的集合；S24、设置等式约束条件：根据电路原理中的基尔霍夫电压定律和电流定律，地区电网载荷裕度优化模型必须满足节点功率平衡约束方程组，即g(xc,xs)＝[ΔP1,ΔQ1,ΔP2,ΔQ2,……,ΔPn,ΔQn]T＝0，其中，Gij、Bij分别为节点i和节点j之间的互电导和互电纳，n为地区电网简化模型中的节点个数；S25、设置不等式约束条件：包括电源节点出力约束、负荷功率上下限约束、节点电压合格范围约束以及线路传输功率热稳约束等：S251、电源节点出力约束：S252、负荷功率上下限约束：S253、节点电压合格范围约束：S254、线路传输功率热稳约束：-P‾l(k)≤Pij=-Vi2Gij+ViVj(Gijcosθij+Bijsinθij)≤P‾l(k),k=1,...,b]]>其中，b为地区电网中支路的条数；S26、合成完整优化模型：其中，为各不等式约束的下限值所组成的向量，为各不等式约束的上限值所组成的向量。