專利名稱：確定多斷面各輸電斷面可用輸電能力的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電網(wǎng)調(diào)度，尤其涉及確定用于電網(wǎng)調(diào)度的多輸電斷面可用輸電能力的方法。
背景技術(shù)：
由于我國電力資源分布不均勻，長距離大容量輸電在我國占有很大的比例；加之用電負(fù)荷逐年上漲，使得電網(wǎng)某些地方已經(jīng)運行在其安全極限的邊緣；另外，各種自然災(zāi)害的發(fā)生，讓接近極限的電網(wǎng)更加危機(jī)重重。因此，在電網(wǎng)極限運行方式下，電網(wǎng)可用輸電能力的計算是保證電網(wǎng)安全可靠運行的基礎(chǔ)，在電網(wǎng)可用輸電能力的約束條件下，采用合理的調(diào)度方法，不但能兼顧各方利益，還能保證電網(wǎng)運行的經(jīng)濟(jì)性。可用輸電能力(ATC - Available Transfer Capability)是指在確保電網(wǎng)安全運行和保證電力交易不變的情況下電網(wǎng)中由一個區(qū)域還能再向另一個區(qū)域輸送多少電能。ATC是確保電網(wǎng)安全可靠運行的重要信息，準(zhǔn)確的計算ATC是保證電網(wǎng)安全可靠運行的前提?，F(xiàn)有的ATC計算方法有采用連續(xù)潮流法來確定ATC的方法，這類方法一般采用的模型為負(fù)荷變化模型，但這類模型并不能反應(yīng)實時的調(diào)度需求；同時考慮的不等式約束一般不能或僅能考慮暫態(tài)穩(wěn)定約束，考慮的約束條件不是很全面，因此求出的ATC不能完全保證準(zhǔn)確性。多斷面ATC問題的本質(zhì)，在于充分分析斷面之間輸電極限的相互制約關(guān)系。斷面間的輸電極限相互制約關(guān)系復(fù)雜，在計算極限運行點的過程中，由于機(jī)組的調(diào)整而引起的運行模式的改變，不但影響著ATC計算的進(jìn)度，同時還影響著全網(wǎng)的潮流流向及穩(wěn)定性，這都將直接影響最終ATC計算的準(zhǔn)確性。本章將針對這些問題進(jìn)行深入研究。電力系統(tǒng)潮流計算是進(jìn)行電力系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)運行分析的一項基本計算，它是研究和分析電力系統(tǒng)的基礎(chǔ)。在電力系統(tǒng)規(guī)劃設(shè)計和現(xiàn)有電力系統(tǒng)運行方式的研究中，需要利用潮流計算來定量地分析比較供電方案或運行方式的合理性、可靠性和經(jīng)濟(jì)性。潮流計算的結(jié)果稱為潮流結(jié)果。為方便計算潮流計算數(shù)據(jù)和潮流結(jié)果一般采用標(biāo)么值表示，用P. u表示。常規(guī)潮流雅克比子陣是指潮流計算中雅克比矩陣的子陣，分別用
Λ,- = dPIde、Jiv = BPi BV、Jg, = QQidd、JQ￥ = QQidV 表示，在潮流方程確定后，這
些子陣的求解方法是唯一確定的。(《電力系統(tǒng)分析(下冊)》何仰贊，溫增銀。)
在潮流計算中需要進(jìn)行一種迭代計算，所謂迭代計算是指一種求解高維方程組的方法，這種方法通過不斷求解方程解的改變量來修正方程近似解直到無限接近真實解為止， 其中計算方程解的改變量的方程稱為迭代方程。連續(xù)潮流法是一種計算電壓穩(wěn)定用到的方法，它可以跟蹤潮流結(jié)果的軌跡，從一個初始運行狀態(tài)出發(fā)，逐步增加研究區(qū)域間的送受電量，直到靜態(tài)電壓穩(wěn)定極限或是設(shè)備出現(xiàn)過負(fù)荷，即系統(tǒng)的臨界最大潮流運行狀態(tài)點。(Ejebe G C, Tong J, Waight J G, et al. Available transfer capability calculations. IEEE Trans on Power Systems,1998，13(4): 1521- 1527.)運行狀態(tài)點是指包含武F,P,β四個參數(shù)確定的一個電網(wǎng)運行狀態(tài)，Θ為節(jié)點相角向量(AUp--U,芎為第j個節(jié)點的相角，F(xiàn)為節(jié)點電壓向量廠=巧義廣^廣，4+ +1),巧為第」個節(jié)點的電壓，戶為節(jié)點有功功率向量 P=Ifl,Ri,…， …U ,巧為第j個節(jié)點的有功功率巧H” Q為節(jié)點無功功率向量β 二(仏知…必廣、^+-), Qi為第j個節(jié)點的無功功率Q=^廠Sij,其中各節(jié)點的發(fā)電機(jī)有功功率巧』、無功功率這』，其中如果第j個節(jié)點沒有發(fā)電機(jī)則賦值ο ；各節(jié)
點的負(fù)荷有功功率Pij、無功功率δι+j，其中如果第j個節(jié)點沒有負(fù)荷則賦值0。電力系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定性是指電網(wǎng)受到大的擾動后，各個同步電機(jī)能否繼續(xù)保持同步運行的能力，在電力計算中常用暫態(tài)穩(wěn)定約束來描述。暫態(tài)穩(wěn)定分析的計算方法一般用隱式梯形積分法，暫態(tài)穩(wěn)定分析模塊是利用計算機(jī)自動進(jìn)行暫態(tài)穩(wěn)定分析的程序模塊。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種確定多斷面各輸電斷面可用輸電能力的方法。該方法先判斷多個輸電斷面之間相關(guān)或無關(guān)，然后分別計算輸電斷面的可用輸電能力。如果輸電斷面相關(guān)，則在計算輸電斷面的可用輸電能力時，考慮輸電斷面之間可用輸電能力的相互影響。本發(fā)明的優(yōu)點是模型準(zhǔn)確，處理方法合理、準(zhǔn)確，保證了結(jié)果的可靠性，可應(yīng)用于大型互聯(lián)電網(wǎng)的調(diào)度。為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案
確定多斷面各輸電斷面可用輸電能力的方法，該方法首先判斷多個輸電斷面之間相關(guān)或無關(guān)，如果某個輸電斷面與其它輸電斷面無關(guān)，則該輸電斷面的可用輸電能力為該輸電斷面在初始運行狀態(tài)下的輸電極限功率減去初始輸送功率；相關(guān)的多個輸電斷面形成一個輸電斷面組，先利用連續(xù)潮流法分別計算輸電斷面在電網(wǎng)不同運行狀態(tài)的輸電極限功率， 取輸電極限功率的最小值減去該輸電斷面的初始輸送功率作為該輸電斷面的可用輸電能力。該方法包含下列步驟
(a)在有m+n+1個節(jié)點和M個輸電斷面的電網(wǎng)中，其中m個為PQ節(jié)點，η個為PV節(jié)點，1個為平衡節(jié)點(何仰贊等，電力系統(tǒng)分析(下).武漢華中科技大學(xué)出版社，2002 年· pp. 52-53)；
(b)設(shè)定電網(wǎng)的初值設(shè)第j個節(jié)點的發(fā)電機(jī)有功功率Pgj、無功功率6gj，如果第j個節(jié)點沒有發(fā)電機(jī)則賦值0 ；設(shè)第j個節(jié)點的負(fù)荷有功功率Pij、無功功率β。， 如果第j個節(jié)點沒有負(fù)荷則賦值0;電網(wǎng)的潮流結(jié)果收斂于浐5為節(jié)點相角向量沒么《+1〉，弓為第j個節(jié)點的相角f力節(jié)點電壓向量F =斤…凡^為第j個節(jié)點的電壓，ρ為節(jié)點有功功率向量P = (P1, P2f-,Pi,-,Pxt^1), Pi為第j個節(jié)點的有功功率巧= - , ρ為節(jié)點無功功率向量e=(仏a,…,a,…,込+ +1), Oi為第j個節(jié)點的無功功率Si=ggj - 0xj, 妒Pm,表示電網(wǎng)初始運行狀態(tài)點的參數(shù)，上述j=l，2，3，-,m+n+l ^表示第i
個輸電斷面，40)表示Si的初始輸送功率，i=l，2，3，…，M ；設(shè)定判斷輸電斷面是否相關(guān)的
標(biāo)準(zhǔn)參數(shù)χ，0 < χ < 1 ；
(c)在M個輸電斷面中任意選取兩個輸電斷面一第k個輸電斷面&和第1個輸電斷面 S1, k和1均為大于等于1小于等于M的整數(shù)；
(d)利用連續(xù)潮流法(EjebeG C, Tong J, Waight J G, et al. Available transfer capability calculations. IEEE Trans on Power Systems, 1998, 13(4): 1521-1527.)分別計算輸電斷面&和輸電斷面&在電網(wǎng)初始運行狀態(tài)下的輸電極限，得到輸電
斷面&和輸電斷面&的有功功率極限分別為和P、,此時電網(wǎng)的運行狀態(tài)點參數(shù)分別是沒④),viSi\pC4),ρ*)和；
(e)利用連續(xù)潮流法計算，在電網(wǎng)運行狀態(tài)點參數(shù)為^Μ, ^Μ,Ρ^^ρΡΡ下輸電斷面
S1的輸電極限，得到輸電斷面&的有功功率極限為ps,,；
(f)如果
〈X，則輸電斷面&與輸電斷面&無關(guān)；否則，輸電斷面&與輸
電斷面Sk相關(guān);
(g)k、l取遍大于等于1小于等于M整數(shù)的組合，從而得到所有與Si相關(guān)的輸電斷面， =1,2,3, "·，Μ;
(h)如果第i個輸電斷面Si與其它輸電斷面均無關(guān)，則將P;^減去輸電斷面Si的初始輸送功率if1即為輸電斷面Si的可用輸電能力；如果第i個輸電斷面Si與輸電斷面S1,
S2,…，、中的N個輸電斷面相關(guān)，這N個輸電斷面用Sf)表示，用下面的方法確定輸電斷面Si的可用輸電能力；
(i)針對電網(wǎng)不同運行狀態(tài)點參數(shù)沒^^\Zf^pd1Igif).
於們們；…；一、一們利用連續(xù)潮流法分別計算輸電斷面Si在電網(wǎng)各運行狀態(tài)點下的輸電極限功率，用N個輸電極限功率中的最小值減去輸電斷面Si的初始輸送功率Ifi即為輸電斷面Si的可用輸電能力。
本發(fā)明的優(yōu)點是
1、所建立的多斷面可用輸電能力計算模型準(zhǔn)確、靈活，考慮的約束條件及計算模型在原則上可以根據(jù)需要選??；2、對各種約束的處理方法較準(zhǔn)確，保證可用輸電能力計算的合理性；
3、本發(fā)明得到的幾個參數(shù)達(dá)GAg3^H,芍‘，給出了一種到達(dá)輸電斷面輸電功率警
戒值的調(diào)度方法，調(diào)度人員是要以此為警戒線來合理的安排調(diào)度計劃，其結(jié)果可以應(yīng)用于大型互聯(lián)電網(wǎng)的調(diào)度。


圖1為8機(jī)36節(jié)點系統(tǒng)。
具體實施例方式下面結(jié)合附圖，對本發(fā)明作進(jìn)一步的說明。實施例一
確定多斷面各輸電斷面可用輸電能力的方法，該方法包含下列步驟
(a)在有m+η+Ι個節(jié)點和M個輸電斷面的電網(wǎng)中，其中m個為PQ節(jié)點，η個為PV節(jié)點，1個為平衡節(jié)點(何仰贊等，電力系統(tǒng)分析(下).武漢華中科技大學(xué)出版社，2002 年· pp. 52-53)；
(b)設(shè)定電網(wǎng)的初值設(shè)第j個節(jié)點的發(fā)電機(jī)有功功率ξ』、無功功率ftj，如果第j個節(jié)點沒有發(fā)電機(jī)則賦值0 ；設(shè)第j個節(jié)點的負(fù)荷有功功率Pij、無功功率β。， 如果第j個節(jié)點沒有負(fù)荷則賦值0;電網(wǎng)的潮流結(jié)果收斂于滬5為節(jié)點相角向量沒=(Cl…，冬…>_+1〉，勺為第j個節(jié)點的相角，為節(jié)點電壓向量F = (FlfV2,-,Fj,-,Fm^，巧為第j個節(jié)點的電壓，ρ為節(jié)點有功功率向量 P = ( 巧,--,Fjj--,^),巧為第j個節(jié)點的有功功率冇=Psj-Pij, ρ為節(jié)點無功功率向量廣-,島廣-,&+ +1), q為第j個節(jié)點的無功功率島=込廠&” ^ν/(α),Ρ(￡>)，ρ_表示電網(wǎng)初始運行狀態(tài)點的參數(shù)，上述j=l，2，3，-,m+n+l 表示第i
個輸電斷面，4。)表示Si的初始輸送功率，i=l，2，3，…，M ；設(shè)定判斷輸電斷面是否相關(guān)的
標(biāo)準(zhǔn)參數(shù)χ，0 < χ < 1 ；
(c)在M個輸電斷面中任意選取兩個輸電斷面一第k個輸電斷面&和第1個輸電斷面 S1, k和1均為大于等于1小于等于M的整數(shù)；
(d)利用連續(xù)潮流法(EjebeG C, Tong J, Waight J G, et al. Available transfer capability calculations. IEEE Trans on Power Systems, 1998, 13(4): 1521-1527.)分別計算輸電斷面&和輸電斷面&在電網(wǎng)初始運行狀態(tài)下的輸電極限，得到輸電
斷面&和輸電斷面\的有功功率極限分別為Ρ、、和P^ ,此時電網(wǎng)的運行狀態(tài)點參數(shù)分
別是 $(4) (4) p(4) p(^ir) ^p β(Λ) ^Λ) ρ(Λ) pC^).(e)利用連續(xù)潮流法計算，在電網(wǎng)運行狀態(tài)點參數(shù)為
權(quán)利要求
1.確定多斷面各輸電斷面可用輸電能力的方法，其特征在于，該方法包含下列步驟 (3)在有m+n+l個節(jié)點和M個輸電斷面的電網(wǎng)中，其中m個為PQ節(jié)點，n個為PV節(jié)點， 1個為平衡節(jié)點；(b)設(shè)定電網(wǎng)的初值設(shè)第j個節(jié)點的發(fā)電機(jī)有功功率 與ハ無功功率05』，如果第j個節(jié)點沒有發(fā)電機(jī)則賦值0;設(shè)第j個節(jié)點的負(fù)荷有功功率ち”無功功率&”如果第」個節(jié)點沒有負(fù)荷則賦值0;電網(wǎng)的潮流結(jié)果收斂于ダ 'へグ.)づ為節(jié)點相角向量沒=消肩,-、巧廣-,氏+ +1),弓為第j個節(jié)點的相角ヴ為節(jié)點電壓向量ド孔ら…み…凡冊山巧為第ゴ個節(jié)點的電壓，戶為節(jié)點有功功率向量ァニ坑も-を…，^，芍為第コ-個節(jié)點的有功功率芍も-ちタ為節(jié)點無功功率向量0 =(仏22,—,￡レ、0^+1),0|為第」個節(jié)點的無功功率島=&-囚，^^-”,^ ,ダ”表示電網(wǎng)初始運行狀態(tài)點的參數(shù)，上述j=l，2，3，…，m+n+l ;S,表示第i個輸電斷面，40)表示Si的初始輸送功率，i=l, 2，3，…^ ；設(shè)定判斷輸電斷面是否相關(guān)的 標(biāo)準(zhǔn)參數(shù)乂，0 < X < 1 ；(0)在M個輸電斷面中任意選取兩個輸電斷面ー第k個輸電斷面も和第1個輸電斷面S1,k和1均為大于等于1小于等于M的整數(shù)；(d)利用連續(xù)潮流法分別計算輸電斷面も和輸電斷面も在電網(wǎng)初始運行狀態(tài)下的輸電極限，得到輸電斷面も和輸電斷面も的有功功率極限分別為PsM和P、，此時電網(wǎng)的運 行狀態(tài)點參數(shù)分別是鏟4),7(4)，尸(4)，2(妃和ダ4)嚴(yán),P^'\Q^ ；(^利用連續(xù)潮流法計算，在電網(wǎng)運行狀態(tài)點參數(shù)為滬乂產(chǎn)乂產(chǎn)^^⑷下輸電斷面S1的輸電極限，得到輸電斷面も的有功功率極限為\k ； p — p(f)如果
全文摘要
本發(fā)明公開了一種確定多斷面各輸電斷面可用輸電能力的方法，涉及電力系統(tǒng)的運行與調(diào)度。該方法包括了輸電斷面關(guān)聯(lián)性的判斷和多斷面可用輸電能力的確定，其步驟是先判斷多個輸電斷面之間相關(guān)或無關(guān)，然后分別計算輸電斷面的可用輸電能力。如果輸電斷面相關(guān)，則在計算輸電斷面的可用輸電能力時，考慮輸電斷面之間可用輸電能力的相互影響。本發(fā)明的優(yōu)點是模型準(zhǔn)確，處理方法合理、準(zhǔn)確，保證了結(jié)果的可靠性，可應(yīng)用于大型互聯(lián)電網(wǎng)的調(diào)度。
文檔編號H02J13/00GK102437643SQ20111029285
公開日2012年5月2日 申請日期2011年10月6日 優(yōu)先權(quán)日2011年10月6日
發(fā)明者余正峰, 黨杰, 劉天斌, 劉超, 奚江惠, 徐友平, 李勇, 洪峰, 陳金富 申請人:華中電網(wǎng)有限公司, 華中科技大學(xué)