[发明专利]面向跨区跨省电力交易的省内安全约束边界等值生成方法

摘要

本发明公开一种面向跨区跨省电力交易的省内安全约束边界等值生成方法，属于电力市场交易技术领域。本方法首先获取省内电力系统运行基础数据，构建省内电力系统与外部电网交换功率可行域模型，采用顶点逐层搜索的方法求解交换功率可行域模型，将结果作为可行域约束用于跨区跨省交易出清以确保交易结果对本省电力系统可执行。本方法将省内复杂、高维度的电力系统运行安全约束等值为关于联络线交换功率的简单、低维度约束，使得跨区跨省交易中可充分考虑省内系统运行安全约束，有利于促进电力交易顺利开展和确保电力系统安全运行。

主权项

1.一种面向跨区跨省电力交易的省内安全约束边界等值生成方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：1)获取省内电力系统运行基础数据；所述省内电力系统运行基础数据包括：省内开机机组最小技术出力、省内开机机组有功出力上限、省内线路有功传输极限、省内电网的潮流转移分布因子；2)构建省内电力系统与外网交换功率可行域模型；具体步骤如下：2‑1)构建基于直流潮流的省内电力系统运行安全约束条件，分别如下：2‑2‑1)省内功率平衡约束条件：其中，是省内发电机组i的有功出力，是落点在节点j的联络线传输的有功功率，是负荷节点k的有功负荷，N_G是省内开机的发电机组数目，N_B是省内联络线节点数目，N_D是省内负荷节点数目；2‑2‑2)省内线路有功传输极限约束条件：其中，f_l是省内线路l的有功传输极限，是发电机组i所在节点到线路l的转移分布因子，是联络线节点j到线路l的转移分布因子，是负荷节点k到线路l的转移分布因子；2‑2‑3)机组出力上下限约束条件：其中，p_i是机组i的最小技术出力，是机组i的有功出力上限；2‑2‑4)联络线有功传输极限约束条件：其中，是落点在节点j的联络线的有功传输极限，u_j是落点在节点j的联络线的功率传输方向，+1表示送出功率，‑1表示受入功率；2‑2)将步骤2‑1)中约束条件(1)至(4)确定的以省内机组出力和联络线功率为变量的可行域投影为关于联络线功率的交换功率可行域模型，表达式如下：其中，是发电机组有功出力构成的列向量，是联络线节点送出有功功率构成的列向量，Ω是式(1)至(4)确定的关于p^G和p^B的可行域，即：3)采用顶点逐层搜索方法求解步骤2)中构建的交换功率可行域模型，得到面向跨区跨省电力交易的省内安全约束边界；具体步骤如下：3‑1)初始化顶点集；沿着p^B的各个维度计算Φ的初始顶点，其中第m个维度上Φ的初始顶点记为v_m，m∈{1,2,…N_B}，v_m的分量按下式计算：将计算得到的N_B个初始顶点构成集合则V₀为初始化的顶点集合V，即V＝V₀；3‑2)计算顶点的凸包；计算V中顶点的凸包，得到的多面体为P＝conv(V)，多面体P的所有表面构成的集合为F＝{…,fk,…}，fk为P的第k个表面；3‑3)初始化改进量集合G为空集，令k＝1，进入内层搜索；3‑4)对于P的第k个表面f_k，令f_k的顶点集合为f_k所在超平面的方程记为其中为H(f_k)的法向量的转置，则f_k对应的顶点搜索即求解如下优化模型：对式(8)所示模型求解，得到的最优顶点记为v_k、最优值记为定义搜索的相对改进量Δgk为搜索过程中H(fk)相对原点的移动距离，则Δgk计算表达式如下：3‑5)判断步骤3‑4)得到的最优顶点vk是否为有效顶点，具体步骤如下：3‑5‑1)计算中顶点的锥组合3‑5‑2)分别对步骤3‑4)得到的vk和Δgk进行如下检验：3‑5‑2‑1)检验v_k是否在在内部；3‑5‑2‑2)检验Δgk是否大于0；若vk和Δgk均通过对应检验，则进入步骤3‑6)；否则，进入步骤3‑8)；3‑6)将vk增加进顶点集合V中，更新顶点集合V；3‑7)将Δgk增加进改进量集合G中，更新改进量集合G；3‑8)判断是否对F中的所有表面执行了步骤3‑4)至3‑7)的内层搜索：若是，则进入3‑9)；否则，令k＝k+1，重新返回步骤3‑4)，从F中选取下一个表面执行内层搜索；3‑9)对改进量集合G进行判定：若改进量集合G中最大的元素小于预设的误差上限，则得到的节点集合V的凸包即为顶点逐层搜索方法得到的交换功率可行域，表示为一系列关于pB的线性不等式约束：其中βk是第k个不等式约束的右端项；面向跨区跨省电力交易的省内安全约束边界等值生成完毕；否则，返回步骤3‑2)，重新开始外层搜索。