一種基于參數(shù)線性規(guī)劃的電網(wǎng)運行協(xié)調(diào)評估方法和系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種基于參數(shù)線性規(guī)劃的電網(wǎng)運行協(xié)調(diào)評估方法，首先，本方法在直流潮流模型下將線路負(fù)荷率和電網(wǎng)購電成本分別作為電網(wǎng)運行的安全指標(biāo)和經(jīng)濟指標(biāo)；然后，本方法建立了以選取電網(wǎng)購電成本最小作為主優(yōu)化目標(biāo)，將輸電線路的過載程度以參數(shù)進行約束的單目標(biāo)規(guī)劃模型，計算出參數(shù)不同的安全運行邊界；最后，通過求解參數(shù)線性規(guī)劃問題定位最優(yōu)運行點，得到量化描述安全指標(biāo)與經(jīng)濟指標(biāo)協(xié)調(diào)關(guān)系的二維曲線SECC，并進一步通過二維曲線SECC來評估當(dāng)前電網(wǎng)實際運行點可優(yōu)化的空間。實施本發(fā)明實施例，能夠量化描述安全指標(biāo)與經(jīng)濟指標(biāo)協(xié)調(diào)關(guān)系，為電網(wǎng)的優(yōu)化運行提供有益的激勵與指導(dǎo)。
【專利說明】一種基于參數(shù)線性規(guī)劃的電網(wǎng)運行協(xié)調(diào)評估方法和系統(tǒng)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及電力系統(tǒng)【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及一種基于參數(shù)線性規(guī)劃的電網(wǎng)運行協(xié)調(diào) 評估方法和系統(tǒng)。

【背景技術(shù)】
[0002] 在市場化環(huán)境中，電網(wǎng)運行最重要的目標(biāo)之一就是實現(xiàn)經(jīng)濟和安全相協(xié)調(diào)的社會 效益最大化。然而，電網(wǎng)運行的經(jīng)濟性與安全性是一對矛盾統(tǒng)一體：一方面，提升安全邊界 往往會降低電網(wǎng)運行的經(jīng)濟性；另一方面，經(jīng)濟性必須在確保安全性的前提下才能有效實 現(xiàn)。近年來國內(nèi)外所發(fā)生的幾起嚴(yán)重停電事故表明，確保系統(tǒng)運行的安全性和可靠性就是 對社會經(jīng)濟效益的重大貢獻。因此，協(xié)調(diào)電網(wǎng)運行的安全性與經(jīng)濟性是極有必要的，而協(xié)調(diào) 安全與經(jīng)濟的一個主要挑戰(zhàn)就在于定量描述這兩個目標(biāo)之間的替代效應(yīng)。
[0003] 目前，已經(jīng)有許多針對電網(wǎng)安全約束下經(jīng)濟運行的研究。然而，這些研究的重點主 要集中在系統(tǒng)運行的經(jīng)濟效益上，沒有對安全效益與經(jīng)濟效益的協(xié)調(diào)和替代效應(yīng)作進一步 的分析。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明實施例所要解決的技術(shù)問題在于，提供一種基于參數(shù)線性規(guī)劃的電網(wǎng)運行 協(xié)調(diào)評估方法和系統(tǒng)，能夠量化描述安全指標(biāo)與經(jīng)濟指標(biāo)協(xié)調(diào)關(guān)系，為電網(wǎng)的優(yōu)化運行提 供有益的激勵與指導(dǎo)。
[0005] 為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明實施例提供了一種基于參數(shù)線性規(guī)劃的電網(wǎng)運行 協(xié)調(diào)評估方法，所述方法包括： (1) 將電網(wǎng)運行的安全指標(biāo)L定義為輸電線路過載程度的集合，根據(jù)公式mmi來確 定電網(wǎng)運行的安全目標(biāo)； (2) 將電網(wǎng)運行的經(jīng)濟指標(biāo)C定義為電網(wǎng)購電成本的集合，根據(jù)公式mmC來確定電網(wǎng) 運行的經(jīng)濟目標(biāo)； (3) 根據(jù)所述安全目標(biāo)公式mmi和經(jīng)濟指標(biāo)公式mmC，得到以選取所述電網(wǎng)購電成 本作為主優(yōu)化目標(biāo)，將所述輸電線路的過載程度以參數(shù)f進行約束的單目標(biāo)規(guī)劃模型； (4) 使用單純形法求解所述單目標(biāo)規(guī)劃模型，得到所述參數(shù)f的有效上界及其對應(yīng)的 全局最小購電成本t7Mbl和全局最大負(fù)載率; (5) 將所述參數(shù)F設(shè)定為e= 后，逐步減小所述參數(shù)e值，并同時采用帶有單個約束 右端參數(shù)的線性規(guī)劃靈敏度分析法求解所述單目標(biāo)規(guī)劃模型，計算出最優(yōu)基和最優(yōu)解發(fā)生 變化時所述參數(shù)S的每一個臨界值； (6) 根據(jù)所述參數(shù)r的每一個臨界值，分別確定對應(yīng)的最優(yōu)運行點(4C),并根據(jù)所述 每一個參數(shù)f臨界值確定對應(yīng)的最優(yōu)運行點$C),繪制出所述安全指標(biāo)L與所述經(jīng)濟指標(biāo)C相關(guān)聯(lián)的二維曲線SECC; (7)獲取當(dāng)前電網(wǎng)運行點Pk的安全指標(biāo)Lk和經(jīng)濟指標(biāo)Ck，并根據(jù)所述繪制出的二維曲 線SECC評估所述當(dāng)前電網(wǎng)運行點Pk的安全效益和經(jīng)濟效益。
[0006]其中，所述獲取當(dāng)前電網(wǎng)運行點Pk的安全指標(biāo)Lk和經(jīng)濟指標(biāo)Ck，并根據(jù)所述繪制 出的二維曲線SECC評估所述當(dāng)前電網(wǎng)運行點Pk的安全目標(biāo)和經(jīng)濟目標(biāo)的步驟進一步包 括： 在經(jīng)濟指標(biāo)Ck相同的前提下，根據(jù)所述二維曲線SECC確定所述當(dāng)前電網(wǎng)運行點Pk的 安全指標(biāo)Lk與最優(yōu)運行點Ps的第一差值M= ^ ，并將所述第一差值M作為所述當(dāng)前電 網(wǎng)運行點Pk可提高的安全效益； 在安全指標(biāo)Lk相同的前提下，根據(jù)所述二維曲線SECC確定所述當(dāng)前電網(wǎng)運行點Pk的 經(jīng)濟指標(biāo)Ck與最優(yōu)運行點Pe的第二差值A(chǔ)C=Cjt -Cs,并將所述第二差值A(chǔ)C作為所述當(dāng)前 電網(wǎng)運行點Pk可節(jié)省的經(jīng)濟效益。
[0007]本發(fā)明實施例還提供了一種基于參數(shù)線性規(guī)劃的電網(wǎng)運行協(xié)調(diào)評估系統(tǒng)，其特征 在于，所述系統(tǒng)包括： 第一定義單元，用于將電網(wǎng)運行的安全指標(biāo)L定義為輸電線路過載程度的集合，根據(jù) 公式mmi來確定電網(wǎng)運行的安全目標(biāo)； 第二定義單元，用于將電網(wǎng)運行的經(jīng)濟指標(biāo)C定義為電網(wǎng)購電成本的集合，根據(jù)公式mmC來確定電網(wǎng)運行的經(jīng)濟目標(biāo)； 模型構(gòu)建單元，用于根據(jù)所述安全目標(biāo)公式mini和經(jīng)濟指標(biāo)公式minC，得到以選取 所述電網(wǎng)購電成本作為主優(yōu)化目標(biāo)，將所述輸電線路的過載程度以參數(shù)E進行約束的單目 標(biāo)規(guī)劃模型； 單純形法求解模型單元，用于使用單純形法求解所述單目標(biāo)規(guī)劃模型，得到所述參數(shù)f的有效上界及其對應(yīng)的全局最小購電成本Cinta和全局最大負(fù)載率; 靈敏度分析法求解模型單元，用于將所述參數(shù)F設(shè)定為e= 后，逐步減小所述參數(shù) f值，并同時采用帶有單個約束右端參數(shù)的線性規(guī)劃靈敏度分析法求解所述單目標(biāo)規(guī)劃模 型，計算出最優(yōu)基和最優(yōu)解發(fā)生變化時所述參數(shù)S的每一個臨界值； 曲線繪制單元，用于根據(jù)所述參數(shù)f的每一個臨界值，分別確定對應(yīng)的最優(yōu)運行點 ,并根據(jù)所述每一個參數(shù)f臨界值確定對應(yīng)的最優(yōu)運行點(4句，繪制出所述安全指標(biāo) L與所述經(jīng)濟指標(biāo)C相關(guān)聯(lián)的二維曲線SECC; 評估單元，用于獲取當(dāng)前電網(wǎng)運行點Pk的安全指標(biāo)Lk和經(jīng)濟指標(biāo)Ck，并根據(jù)所述繪制 出的二維曲線SECC評估所述當(dāng)前電網(wǎng)運行點Pk的安全效益和經(jīng)濟效益。
[0008]其中，所述評估單元包括： 安全效益評估模塊，用于在經(jīng)濟指標(biāo)Ck相同的前提下，根據(jù)所述二維曲線SECC確定所 述當(dāng)前電網(wǎng)運行點Pk的安全指標(biāo)Lk與最優(yōu)運行點Ps的第一差值M= ，并將所述第一 差值M作為所述當(dāng)前電網(wǎng)運行點Pk可提高的安全效益； 經(jīng)濟效益評估模塊，用于在安全指標(biāo)Lk相同的前提下，根據(jù)所述二維曲線SECC確定所 述當(dāng)前電網(wǎng)運行點Pk的經(jīng)濟指標(biāo)Ck與最優(yōu)運行點Pe的第二差值A(chǔ)C=Cjs-Cs ,并將所述第 二差值A(chǔ)C作為所述當(dāng)前電網(wǎng)運行點Pr可節(jié)省的經(jīng)濟效益。
[0009] 實施本發(fā)明實施例，具有如下有益效果： 在本發(fā)明實施例中，由于基于參數(shù)線性規(guī)劃方法，通過定義系統(tǒng)運行的安全指標(biāo)和經(jīng) 濟指標(biāo)，對參數(shù)線性規(guī)劃模型實施靈敏度分析，可以近似繪制系統(tǒng)運行的二維曲線SECC，以 實現(xiàn)對于安全、經(jīng)濟效益協(xié)調(diào)性的量化分析。并基于二維曲線SECC，可以量化分析電網(wǎng)運行 中安全性與經(jīng)濟性的可提升空間，而基于SECC的理想運行度指標(biāo)則可以對不同調(diào)度員的 工作水平或者不同時段的電網(wǎng)運行狀態(tài)進行客觀的比較評估，因此具有較好的適用性，尤 其在市場化環(huán)境下，將為電網(wǎng)的優(yōu)化運行提供有益的激勵與指導(dǎo)。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0010] 為了更清楚地說明本發(fā)明實施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實施例或現(xiàn) 有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本 發(fā)明的一些實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動性的前提下，根據(jù) 這些附圖獲得其他的附圖仍屬于本發(fā)明的范疇。
[0011] 圖1為本發(fā)明實施例提供的基于參數(shù)線性規(guī)劃的電網(wǎng)運行協(xié)調(diào)評估方法的流程 圖； 圖2為本發(fā)明實施例提供的電網(wǎng)運行安全指標(biāo)與經(jīng)濟指標(biāo)相關(guān)聯(lián)的二維曲線圖； 圖3為本發(fā)明實施例提供的一電網(wǎng)運行點中安全指標(biāo)與經(jīng)濟指標(biāo)評可估曲線圖； 圖4為本發(fā)明實施例提供的基于參數(shù)線性規(guī)劃的電網(wǎng)運行協(xié)調(diào)評估系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意 圖。

【具體實施方式】
[0012] 為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚，下面將結(jié)合附圖對本發(fā)明作進一 步地詳細(xì)描述。
[0013] 如圖1所示，為本發(fā)明實施例提供的一種基于參數(shù)線性規(guī)劃的電網(wǎng)運行協(xié)調(diào)評估 方法，所述方法包括： 步驟S101、將電網(wǎng)運行的安全指標(biāo)L定義為輸電線路過載程度的集合，根據(jù)公式minL來確定電網(wǎng)運行的安全目標(biāo)； 具體過程為，將電網(wǎng)運行的安全指標(biāo)L定義為輸電線路的過載程度，如下：

【權(quán)利要求】
1. 一種基于參數(shù)線性規(guī)劃的電網(wǎng)運行協(xié)調(diào)評估方法，其特征在于，所述方法包括： (1) 將電網(wǎng)運行的安全指標(biāo)L定義為輸電線路過載程度的集合，根據(jù)公式 mini來確定電網(wǎng)運行的安全目標(biāo)； (2) 將電網(wǎng)運行的經(jīng)濟指標(biāo)C定義為電網(wǎng)購電成本的集合，根據(jù)公式mmC來確定電網(wǎng) 運行的經(jīng)濟目標(biāo)； (3) 根據(jù)所述安全目標(biāo)公式mini和經(jīng)濟指標(biāo)公式mmC，得到以選取所述電網(wǎng)購電成 本作為主優(yōu)化目標(biāo)，將所述輸電線路的過載程度以參數(shù)f進行約束的單目標(biāo)規(guī)劃模型； (4) 使用單純形法求解所述單目標(biāo)規(guī)劃模型，得到所述參數(shù)f的有效上界及其對應(yīng)的 全局最小購電成本*7=!?和全局最大負(fù)載率; (5) 將所述參數(shù)e設(shè)定為e= 后，逐步減小所述參數(shù)f值，并同時采用帶有單個約束 右端參數(shù)的線性規(guī)劃靈敏度分析法求解所述單目標(biāo)規(guī)劃模型，計算出最優(yōu)基和最優(yōu)解發(fā)生 變化時所述參數(shù)f的每一個臨界值； (6) 根據(jù)所述參數(shù)的每一個臨界值，分別確定對應(yīng)的最優(yōu)運行點(4C),并根據(jù)所述 每一個參數(shù)f臨界值確定對應(yīng)的最優(yōu)運行點(40 ,繪制出所述安全指標(biāo)L與所述經(jīng)濟指標(biāo)C相關(guān)聯(lián)的二維曲線SECC; (7) 獲取當(dāng)前電網(wǎng)運行點Pk的安全指標(biāo)Lk和經(jīng)濟指標(biāo)CK，并根據(jù)所述繪制出的二維曲 線SECC評估所述當(dāng)前電網(wǎng)運行點Pk的安全效益和經(jīng)濟效益。
2. 如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述獲取當(dāng)前電網(wǎng)運行點Pk的安全指標(biāo)Lk 和經(jīng)濟指標(biāo)Ck，并根據(jù)所述繪制出的二維曲線SECC評估所述當(dāng)前電網(wǎng)運行點Pk的安全目 標(biāo)和經(jīng)濟目標(biāo)的步驟進一步包括： 在經(jīng)濟指標(biāo)Ck相同的前提下，根據(jù)所述二維曲線SECC確定所述當(dāng)前電網(wǎng)運行點Pk的 安全指標(biāo)Lk與最優(yōu)運行點Ps的第一差值M=I11 - ，并將所述第一差值M作為所述當(dāng)前電 網(wǎng)運行點Pk可提高的安全效益； 在安全指標(biāo)Lk相同的前提下，根據(jù)所述二維曲線SECC確定所述當(dāng)前電網(wǎng)運行點Pk的 經(jīng)濟指標(biāo)Ck與最優(yōu)運行點Pe的第二差值A(chǔ)C=Ce -Cs ,并將所述第二差值作為所述當(dāng)前 電網(wǎng)運行點Pk可節(jié)省的經(jīng)濟效益。
3. -種基于參數(shù)線性規(guī)劃的電網(wǎng)運行協(xié)調(diào)評估系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)包括： 第一定義單元，用于將電網(wǎng)運行的安全指標(biāo)L定義為輸電線路過載程度的集合，根據(jù) 公式mmi來確定電網(wǎng)運行的安全目標(biāo)； 第二定義單元，用于將電網(wǎng)運行的經(jīng)濟指標(biāo)C定義為電網(wǎng)購電成本的集合，根據(jù)公式mmC來確定電網(wǎng)運行的經(jīng)濟目標(biāo)； 模型構(gòu)建單元，用于根據(jù)所述安全目標(biāo)公式和經(jīng)濟指標(biāo)公式mmC，得到以選取 所述電網(wǎng)購電成本作為主優(yōu)化目標(biāo)，將所述輸電線路的過載程度以參數(shù)e進行約束的單目 標(biāo)規(guī)劃模型； 單純形法求解模型單元，用于使用單純形法求解所述單目標(biāo)規(guī)劃模型，得到所述參數(shù)F的有效上界及其對應(yīng)的全局最小購電成本^和全局最大負(fù)載率; 靈敏度分析法求解模型單元，用于將所述參數(shù)f設(shè)定為6=后，逐步減小所述參數(shù)S值，并同時采用帶有單個約束右端參數(shù)的線性規(guī)劃靈敏度分析法求解所述單目標(biāo)規(guī)劃模 型，計算出最優(yōu)基和最優(yōu)解發(fā)生變化時所述參數(shù)￡的每一個臨界值； 曲線繪制單元，用于根據(jù)所述參數(shù)f的每一個臨界值，分別確定對應(yīng)的最優(yōu)運行點 ,并根據(jù)所述每一個參數(shù)e臨界值確定對應(yīng)的最優(yōu)運行點(AC),繪制出所述安全指標(biāo) L與所述經(jīng)濟指標(biāo)C相關(guān)聯(lián)的二維曲線SECC; 評估單元，用于獲取當(dāng)前電網(wǎng)運行點Pk的安全指標(biāo)Lk和經(jīng)濟指標(biāo)Ck，并根據(jù)所述繪制 出的二維曲線SECC評估所述當(dāng)前電網(wǎng)運行點Pk的安全效益和經(jīng)濟效益。
4.如權(quán)利要求3所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述評估單元包括： 安全效益評估模塊，用于在經(jīng)濟指標(biāo)Ck相同的前提下，根據(jù)所述二維曲線SECC確定所 述當(dāng)前電網(wǎng)運行點Pk的安全指標(biāo)Lk與最優(yōu)運行點Ps的第一差值M= ，并將所述第一 差值M作為所述當(dāng)前電網(wǎng)運行點Pk可提高的安全效益； 經(jīng)濟效益評估模塊，用于在安全指標(biāo)Lk相同的前提下，根據(jù)所述二維曲線SECC確定所 述當(dāng)前電網(wǎng)運行點Pk的經(jīng)濟指標(biāo)Ck與最優(yōu)運行點Pe的第二差值A(chǔ)C = Cjt-Cs,并將所述第 二差值A(chǔ)C作為所述當(dāng)前電網(wǎng)運行點Pr可節(jié)省的經(jīng)濟效益。
【文檔編號】G06F19/00GK104318074SQ201410525278
【公開日】2015年1月28日 申請日期:2014年10月9日 優(yōu)先權(quán)日:2014年10月9日
【發(fā)明者】史軍, 程韌俐, 方李兵, 匡洪輝, 郭少青, 張德亮 申請人:深圳供電局有限公司, 北京清大科越科技有限公司