浏览量:0

基于潮流、灵敏度及约束一致性等值的互联电网最优潮流计算方法

专利类型:发明专利 

语 言:中文 

申 请 号:CN201510617577.1 

申 请 日:20150923 

发 明 人:余娟刘珏麟赵霞颜伟杨梦帆代伟 

申 请 人:重庆大学 

申请人地址:400044 重庆市沙坪坝区沙正街174号 

公 开 日:20151223 

公 开 号:CN105184418A 

代 理 人:王翔 

代理机构:重庆大学专利中心 50201 

摘  要:本发明提供了基于潮流、灵敏度及约束一致性等值的互联电网最优潮流计算方法,首先采用最优潮流方法计算获得等值前外网可用容量,然后在满足潮流和灵敏度一致性的等值网络的基础上,保持等值前后可用容量不变,同时约束信息不变,推导等值网络的约束条件,基于等值后的网络和约束条件,建立新的最优潮流模型。本发明方法采用最优潮流方法计算外网边界节点及边界截面的可用容量,基于等值前后可用容量一致性推导等值约束条件,有效提高等值约束计算的准确性。本发明方法的计算精度高于现有不考虑约束的最优潮流计算方法,能够很好地模拟实际外网的运行情况,向内网提供适当的功率支撑,以保证互联电网的安全稳定经济运行。 

主 权 项:基于潮流、灵敏度及约束一致性等值的互联电网最优潮流计算方法,其特征在于,包括以下步骤:1)采用最优潮流方法计算等值前外网可用容量;等值前的互联电网节点包括外网节点集合E、边界节点集合B和内网节点集合I三部分;首先输入互联电网基础数据,包括互联电网拓扑结构和电力设备参数;所述互联电网拓扑结构包括电网分区情况及电网中各节点的连接关系;所述电力设备参数包括,全部线路的阻抗参数与对地电纳参数,变压器的阻抗参数、对地导纳参数及变比参数,全部节点的对地导纳参数,发电机出力约束条件和线路传输约束条件;然后基于上述过程中输入的外网和边界处的基础数据,建立求解外网可用容量的最优潮流模型;I)目标函数;边界节点Bi处的可用容量CBi=max PBi,(i=1,2,...,NB)---(1)边界截面B?all处的可用容量CB?allCB-all=maxΣi=1NBPBi---(2)公式1和2中,为外网通过边界节点向外传输的实际功率,NB为边界节点数量;II)建立外网节点以及边界节点约束条件;首先建立如公式3和4的功率平衡约束模型;PEi-VEiΣj=1NE+NBVEj(GEi,EjcosδEi,Ej+BEi,EjsinδEi,Ej)=0,(i=1,2,...,NE+NB)---(3)QEi-VEiΣj=1NE+NBVEj(GEi,EjsinδEi,Ej-BEi,EjcosδEi,Ej)=0,(i=1,2,...,NE+NB)---(4)公式3和4中,Ei、Ej分别为外网节点以及边界节点i、j的节点编号,Ei∈{E,B},Ej∈{E,B},NE为外网节点数量,分别为节点Ei处的有功和无功注入功率,分别为节点Ei处的电压幅值、相角,分别为节点Ej处的电压幅值、相角,式中为节点导纳矩阵的第Ei行、第Ej列项元素的实部,为节点导纳矩阵的第Ei行、第Ej列项元素的虚部;然后建立如公式5、6、7和8的变量约束条件;VEiminVEiVEimax,(i=1,2,...,NE+NB)---(5)PGEiminPGEiPGEimax,(i=1,2,...,NGE)---(6)QGEiminQGEiQGEimax,(i=1,2,...,NGE)---(7)-PlEkmaxPlEkPlEkmax,(k=1,2,...,NlE)---(8)公式5?8中,分别为发电机节点Ei的有功和无功出力,NGE分别为外网发电机节点数量,NlE分别为外网支路数量,为支路Ek流过的有功功率,为节点Ei处的电压幅值,(*)max和(*)min分别表示(*)的上限和下限;最后采用内点法求解最优潮流模型获得等值前边界节点Bi可用容量和边界截面B?all可用容量CB?all的值;2)建立保留约束的等值模型;采用现有基于潮流和灵敏度一致性的静态等值方法计算等值网络的等值参数,所述等值参数包括等值支路阻抗等值对地支路和等值负荷边界节点Bi的功率平衡公式如公式9;边界截面B?all的功率平衡公式如公式10;Σi=1NBPeqLGiBi=Σi=1NBPeqBi+Σi=1NBPeqLBi+Σi=1NBPeqB0i---(10)公式9和10中,NB为边界节点数量,为等值网络通过边界节点Bi流入内网的有功功率;是等值发电机节点流向边界节点Bi的支路有功功率;由边界节点Bj流向Bi的支路有功功率;为边界节点Bi处等值对地支路的有功功率,其计算公式如公式11;PeqB0i=real[U·Bi(U·BiYeqB0i)*],(i=1,2,...,NB)---(11)其中,节点Bi的电压,为等值对地支路;边界节点Bi流过的功率应小于该边界节点Bi的可用容量,如公式12;PeqBiCeqBi,(i=1,2,...,NB)---(12)同理,边界截面B?all流过的功率应小于该边界截面的可用容量,如公式13;Σi=1NBPeqBiCeqB-all---(13)公式10和11中,NB为边界节点数量,为等值后边界节点的可用容量,CeqB?all为等值后边界截面的可用容量;保持等值前后边界节点Bi和边界截面B?all的可用容量不变,则有等式14和15;CeqBi=CBi,(i=1,2,...,NB)---(14)CeqB?all=CB?all???????????????(15)将公式12?15代入公式10和11,可求解得到等值约束条件,即;PeqLGiBi+PeqLBjBiCBi+PeqLBi+PeqB0i,(i=1,2,...,NB)---(16)Σi=1NBPeqLGiBiCB-all+Σi=1NBPeqLBi+Σi=1NBPeqB0i---(17)3)考虑等值的最优潮流模型;基于第2步获得的等值网络拓扑结构、等值参数和等值约束条件,结合内网及边界节点的电压、发电机及线路功率约束条件,建立基于潮流、灵敏度及约束一致性等值的互联电网最优潮流模型;i)建立目标函数;等值后的最优潮流目标函数表示如公式18;minxI,xeqfI(xI)+feq(xeq)---(18)公式16中,fI(xI)为内网的目标函数;feq(xeq)为外网的目标函数;xI为内网及边界节点的优化变量,所述内网及边界节点的优化变量包括内网及边界节点的电压幅值VI和相角θI;发电机有功出力PGI和无功出力QGI;xeq为等值网络的优化变量,所述等值网络的优化变量包括等值网络的电压幅值Veq和相角θeq,发电机有功出力PGeq和无功出力QGeq;ii)建立约束条件;a.潮流平衡约束;Pi-ViΣj=1NVj(Gi,jcosδi,j+Bi,jsinδi,j)=0,(i=1,2,...,N)---(19)Qi-ViΣj=1NVj(Gi,jsinδi,j-Bi,jcosδi,j)=0,(i=1,2,...,N)---(20)公式19和20中,i∈{I,B,eq},j∈{I,B,eq},N为等值后全网节点数量,Pi、Qi分别为节点i处的有功和无功注入功率,Vi、δi分别为节点i处的电压幅值和相角,Vj、δj分别为节点j处的电压幅值和相角,式中δi,j=δij,Gi,j为节点导纳矩阵的第i行、第j列元素的实部,Bi,j为节点导纳矩阵的第i行、第j列元素的虚部;b.内网变量约束;VIiminVIiVIimax,(i=1,2,...,NI+NB)---(21)PGIiminPGIiPGIimax,(i=1,2,...,NGI)---(22)QGIiminQGIiQGIimax,(i=1,2,...,NGI)---(23)-PlIkmaxPlIkPlIkmax,(k=1,2,...,NlI)---(24)公式21?24中,Ii为内网节点及边界节点的编号,Ii∈{I,B},NI为内网节点数量,NGI为内网的发电机节点数量,NlI为内网的支路数量,为节点Ii的电压幅值,分别为发电机节点Ii的发电机有功和无功出力,为支路Ik流过的有功功率;c.等值约束;PeqLGiBi+PeqLBjBiCBi+PLeqBi+PeqB0i,(i=1,2,...,NB)---(25)Σi=1NBPeqLGiBiCB-all+Σi=1NBPLeqBi+Σi=1NBPeqB0i---(26)至此,基于潮流、灵敏度及约束一致性等值的互联电网最优潮流模型建立完成。 

关 键 词: 

法律状态:生效 

IPC专利分类号:G06Q10/04(2012.01)I;G06Q50/06(2012.01)I;H02J3/00(2006.01)I