[发明专利]一种考虑需求侧响应的电力系统可用输电能力计算方法

摘要

一种考虑需求侧响应的电力系统可用输电能力计算方法，包括：读取需求侧响应报价、发电机组报价和系统数据；根据需求侧响应报价和发电机组报价建立有功功率分配的双层优化模型，得到系统的初始运行状态即现有输电协议；双层优化模型包括上层模型和下层模型，上层模型包括优化目标函数和2个约束条件，下层模型包括优化目标函数和3个约束条件；采用基于最优潮流的可用输电能力计算模型，输电能力计算模型以发电区域所有发电节点的有功出力增量的最大值为目标函数，采用直流最优潮流模型包括目标函数和约束条件。本发明实现在系统初始运行点根据需求侧响应和发电机组的报价经济分配各节点的有功负荷和发电机出力，优化了电网的潮流分布，提高电网的输电能力。

主权项

1.一种考虑需求侧响应的电力系统可用输电能力计算方法，其特征在于，包括如下步骤：1)读取需求侧响应报价、发电机组报价和系统数据；2)根据需求侧响应报价和发电机组报价建立有功功率分配的双层优化模型，得到系统的初始运行状态即现有输电协议；所述的双层优化模型包括上层模型和下层模型，所述的上层模型包括优化目标函数和2个约束条件，所述的下层模型包括优化目标函数和3个约束条件；其中，所述的上层模型的优化目标函数是以独立系统运行商支付的补偿费用与用户的购电成本之和最小为优化目标函数，确定参与需求侧响应的用户，所述优化目标函数表示为：其中，目标函数的前一项乘积为需求侧响应补偿费用，其中的：N为所有节点的集合，ΔP_Di为节点i的需求侧响应量，ρ_i为对应节点i的需求侧响应报价，S_i为符号函数，当S_i为1时表示竞标成功，当S_i为0时表示竞标失败；后一项乘积表示用户的购电费用，其中的：π_i是由下层模型确定节点i的节点边际电价，表示节点i的负荷基态值；所述的上层模型的约束条件包括：(1)各节点响应量的上下限约束：其中，ΔP_Di为节点i的需求侧响应量；为节点i的需求侧最大响应量；(2)需求侧响应后负荷平衡约束：其中，表示节点i的负荷基态值；为节点i响应前的负荷，通过负荷预测确定；ΔP_Di为节点i的需求侧响应量；所述的下层模型的优化目标函数是以发电总报价最小为优化目标，按照报价经济地分配发电机组的有功出力，优化目标函数为：其中，N为所有节点的集合；C_i为节点i的发电机的报价；表示节点i的发电机出力基态值；所述的下层模型的约束条件包括：(1)功率平衡约束：其中，N为所有节点的集合；表示节点i的负荷基态值；表示节点i的发电机出力基态值；(2)发电机出力约束：其中，为节点i的发电机最小出力；表示节点i的发电机出力基态值；为节点i的发电机最大出力；(3)线路传输容量约束：其中，N为所有节点的集合；Limit_l为支路l的传输容量极限，GSF_l‑i为节点i对支路l的发电转移因子；表示节点i的负荷基态值；表示节点i的发电机出力基态值；3)采用基于最优潮流的可用输电能力计算模型，输电能力计算模型以发电区域所有发电节点的有功出力增量的最大值为目标函数，采用直流最优潮流模型，其中系统无网损且各节点电压幅值相等，所述的直流最优潮流模型包括目标函数和约束条件；其中，所述的最优潮流模型的目标函数为：其中，S_G为送电区域所有发电节点的集合；P_Gi表示节点i的发电机出力；表示节点i的发电机出力基态值；所述的最优潮流模型的约束条件包括：(1)功率平衡约束：其中，S_G为送电区域所有发电节点的集合；S_D为受电区域所有负荷节点的集合；P_Gi表示节点i的发电机出力，表示节点i的发电机出力基态值；P_Di表示节点i的负荷，表示节点i的负荷基态值；(2)支路传输容量约束：其中，N为所有节点的集合；Limit_l为支路l的传输容量极限，GSF_l‑i为节点i对支路l的发电转移因子；P_Di表示节点i的负荷，P_Gi表示节点i的发电机出力；(3)发电机出力约束:其中，S_G为送电区域所有发电节点的集合；表示节点i的发电机出力基态值；P_Gi表示节点i的发电机出力；为节点i的发电机最大出力；(4)交易约束：其中，S_D为受电区域所有负荷节点的集合；表示节点i的负荷基态值；P_Di表示节点i的负荷；表示节点i的最大负荷。