基于潮流轉(zhuǎn)移比的動態(tài)斷面控制方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及電力系統(tǒng)運行分析與控制領(lǐng)域，尤其是涉及基于潮流轉(zhuǎn)移比的動態(tài)斷 面控制方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 由于世界各國、各地區(qū)能源資源與經(jīng)濟發(fā)展區(qū)域分布不均，能源構(gòu)成、價格以及負 荷需求存在較大差異，大量電力需要通過互聯(lián)電網(wǎng)遠距離輸送。在市場化的大型互聯(lián)電力 系統(tǒng)中，區(qū)域間的經(jīng)濟效益與不斷增長的負荷需求促使區(qū)域間斷面?zhèn)鬏敼β试絹碓浇咏?極限值，逐步威脅系統(tǒng)的安全可靠性。因此，輸電斷面的運行與控制成為調(diào)度部門日常工作 的重點與難點。
[0003] 輸電斷面控制需要解決三方面問題：
[0004] (1)斷面辨識問題，即選取哪些線路或變壓器作為斷面。傳統(tǒng)輸電斷面選取是由運 行方式專家根據(jù)長期工作經(jīng)驗，在地域劃分的基礎(chǔ)上通過離線分析確定，往往難以適應(yīng)復(fù) 雜多變的運行方式。研宄人員提出了基于電氣分區(qū)或復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)理論的斷面在線辨識方法， 但辨識過程較為復(fù)雜，辨識結(jié)果的實用性也有待進一步驗證。
[0005] (2)斷面控制值選取問題，即如何計算斷面?zhèn)鬏敇O限并合理選取最優(yōu)控制值。隨 著電網(wǎng)結(jié)構(gòu)的不斷加強，組成輸電斷面的各條線路自身的熱穩(wěn)定問題成為限制斷面?zhèn)鬏敇O 限的主要因素之一?，F(xiàn)有技術(shù)以"N-1"原則為依據(jù)計算特定運行方式下的熱穩(wěn)定極限傳輸 功率，考慮到線路及斷面潮流受影響因素眾多，不同運行方式下潮流差異極大，單一方式下 求取的極限值在系統(tǒng)元件狀態(tài)或負荷水平發(fā)生變化時將不再適用。為此，研宄人員提出兩 類斷面控制值選取方法：第一，求取各種可能運行條件下的一系列斷面極限值，從中選取最 小值作為實際控制值。該結(jié)果偏于保守，不利于運行方式的靈活安排，斷面資源得不到充 分利用；第二，引入電力系統(tǒng)安全域思想，求取參數(shù)空間中系統(tǒng)能夠安全運行的熱穩(wěn)定域邊 界，將斷面極限由一維的控制值擴展成多維空間中的復(fù)雜邊界，能夠適應(yīng)各種運行方式的 變化。但是，求取安全域邊界需要模擬大量運行方式，計算量極大，且難于擬合出準確的安 全域邊界。
[0006] (3)斷面潮流控制問題，即斷面潮流越限或具有越限趨勢時，如何快速實施斷面潮 流控制。傳統(tǒng)方法依賴于調(diào)度人員運行經(jīng)驗，給出的控制手段可能不是最合理的方案。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] 基于此，有必要針對現(xiàn)有電網(wǎng)選取輸電斷面過程復(fù)雜，選取的斷面不實用，斷面控 制不合理的問題，提供一種所辨識的斷面更加實用，選取的動態(tài)斷面控制值適應(yīng)電網(wǎng)運行 方式的復(fù)雜變化，結(jié)果準確、計算量小、便于實用的基于潮流轉(zhuǎn)移比的動態(tài)斷面控制方法。
[0008] 基于潮流轉(zhuǎn)移比的動態(tài)斷面控制方法，包括如下步驟：
[0009] 選取關(guān)鍵支路步驟：逐一斷開各支路，并逐次檢測未斷開的支路的負載率，判斷未 斷開的支路中是否有支路的負載率大于預(yù)設(shè)負載率門檻值，是則選取對應(yīng)的斷開支路為關(guān) 鍵支路；
[0010] 計算靈敏度步驟：采用直流潮流法計算各支路的節(jié)點在發(fā)生單位注入有功功率變 化時各支路的潮流變化量，并計算得出各支路的功率傳輸分布因子，根據(jù)所述功率傳輸分 布因子計算得出所述關(guān)鍵支路開斷后各支路的潮流轉(zhuǎn)移比；
[0011] 選取輸電斷面步驟：判斷支路的潮流轉(zhuǎn)移比是否大于預(yù)設(shè)潮流轉(zhuǎn)移比門檻值，是 則選取所述支路為強相關(guān)支路，所述強相關(guān)支路與所述關(guān)鍵支路構(gòu)成輸電斷面；
[0012] 計算輸電斷面動態(tài)極限步驟：判斷是否有切機切負荷措施，是則獲取發(fā)電機可切 量與負荷可切量，根據(jù)所述潮流轉(zhuǎn)移比、負荷波動功率、額定有功功率和發(fā)電機可切量或負 荷可切量獲得所述輸電斷面的動態(tài)極限表達式，否則根據(jù)所述潮流轉(zhuǎn)移比、負荷波動功率 和額定有功功率獲得所述輸電斷面的動態(tài)極限表達式；
[0013] 控制輸電斷面潮流步驟：根據(jù)所述功率傳輸分布因子和所述輸電斷面的動態(tài)極限 表達式控制斷面潮流。
[0014] 在一個實施例中，控制輸電斷面潮流步驟具體包括：
[0015] 根據(jù)所述輸電斷面的動態(tài)極限表達式判斷輸電斷面是否接近或大于極限值，是則 根據(jù)所述功率傳輸分布因子選擇與輸電斷面對應(yīng)的節(jié)點，通過調(diào)整所述與輸電斷面對應(yīng)的 節(jié)點的注入功率控制輸電斷面潮流。
[0016] 在一個實施例中，所述選取輸電斷面步驟中所述強相關(guān)支路與所述關(guān)鍵支路構(gòu)成 輸電斷面為電網(wǎng)割集輸電斷面或者為不封閉的局部輸電斷面。
[0017] 在一個實施例中，在所述計算靈敏度步驟中，計算靈敏度的具體實現(xiàn)方法如下：
[0018] 基于直流潮流模型，節(jié)點潮流方程與支路潮流方程表達為如下形式：
[0019]
[0020]
[0021] 式中：9i為節(jié)點i電壓相角；是節(jié)點i的自阻抗，Xu是節(jié)點i、j之間的互阻 抗;Pi、Pj為節(jié)點i、j的注入有功功率;Pab為支路1ab傳輸?shù)挠泄β剩? a、9 b分別為支路 lab首末端節(jié)點a、b的電壓相角；xab為支路1 &的阻抗；
[0022] 假沿貧占i炸人：Eh查亦ikAP..Kfh貧占：Eh查不亦?由式⑴、式⑵可以推出：
[0023]
[0024] 當(dāng)節(jié)點i發(fā)生單位功率變化時，支路lab的功率傳輸分布因子如下式所示：
[0025]
[0026] 當(dāng)支路U開斷時，計算支路1ab的潮流轉(zhuǎn)移比為：假設(shè)支路1。洶阻抗為xm，傳輸 的有功功率為Pd，當(dāng)支路L開斷時，節(jié)點c、d之間并聯(lián)了一個電抗為-x&的支路，則流過 該支路的有功功率為：
[0027]
[0028] 該負阻抗支路等效為在節(jié)點c新增注入功率-A Ped，在節(jié)點d新增注入功率A Ped， 由式⑶推出支路U開斷時，支路1 ab的潮流變化量如下：
[0029]
[0030]
[0031]
[0032]
[0033] 在一個實施例中，在所述計算輸電斷面動態(tài)極限步驟中，求取輸電斷面動態(tài)極限 的具體實現(xiàn)方法如下：
[0034] 從所述選取的輸電斷面中取出任意斷面，假設(shè)所述任意斷面由關(guān)鍵支路U、強相 關(guān)支路l ab組成；判斷1 &故障跳閘后是否有切機切負荷措施：
[0035] a)如果沒有切機切負荷措施：
[0036] 對于所述任意斷面，輸電斷面動態(tài)極限計算為：
[0037]
(8)
[0038] 式中：Pab是強相關(guān)支路1 ab故障如的有功功率；P &是關(guān)鍵支路1 &故障如的有功功 率；是lab的額定有功功率；k 是支路1 &開斷后，支路1 3)3的潮流轉(zhuǎn)移比。
[0039] 負荷節(jié)點在未來一段時間內(nèi)出現(xiàn)的負荷波動功率為S 多〇,根據(jù)負荷波動功率 計算輸電斷面動態(tài)極限：
[0040]
(9)
[0041] 式中：是負荷節(jié)點對支路1&的傳輸功率分布因子；
[0042] b)如果有切機切負荷措施：
[0043] 根據(jù)系統(tǒng)實時更新的所述任意斷面兩側(cè)區(qū)域發(fā)電機可切量〇與負荷可切 量彡〇,按照下式計算輸電斷面動態(tài)極限：
[0044]
(10)
[0045] 式中：義是發(fā)電機節(jié)點對支路1&的傳輸功率分布因子。
[0046] 在一個實施例中，所述支路包括單條線路、變壓器或同塔雙回線路。
[0047] 本發(fā)明的一種基于潮流轉(zhuǎn)移比的動態(tài)斷面控制方法的有益效果如下：
[0048] 1)在輸電斷面辨識方面，本發(fā)明充分考慮了輸電斷面的特點，將輸電斷面辨識問 題分解為兩個層次：即關(guān)鍵支路辨識和線路間的相關(guān)程度辨識，所獲取的輸電斷面能夠根 據(jù)運行方式的變化進行實時調(diào)整，更適于調(diào)度運行人員的監(jiān)視與控制。該方法相比于傳統(tǒng) 基于割集的斷面辨識方法，更加強調(diào)斷面內(nèi)元件之間的相關(guān)性，更能夠集中體現(xiàn)電網(wǎng)的薄 弱環(huán)節(jié)，更加靈活方便并且計算量小。
[0049] 2)在輸電斷面控制值選取方面，本發(fā)明提出了動態(tài)斷面控制的概念，即斷面極限 值能夠根據(jù)運行方式的變化進行實時調(diào)整，并且考慮了切機切負荷措施的影響，能夠動態(tài) 反映各種方式下潮流的實際情況，相比于求取最保守結(jié)果的傳統(tǒng)方法，實現(xiàn)了更加精細化 的控制，提高了斷面輸送能力，避免了為控制斷面越限而造成的不必要錯峰。該方法物理概 念清晰、計算速度快、計算結(jié)果實用。
[0050] 3)在斷面潮流控制方面，采用功率傳輸分布因子辨識敏感機組，對斷面潮流實施 快速而準確的控制，適用于復(fù)雜大電網(wǎng)。
[0051] 4)此外，本發(fā)明將實時更新的發(fā)電機與負荷可切量加入到斷面輸電能力計算中， 使得斷面極限可以根據(jù)當(dāng)前切機、切負荷措施進行實時調(diào)整，既保證了安全性，又提高了斷 面輸電能力。
【附圖說明】
[0052] 圖1為本發(fā)明一種基于潮流轉(zhuǎn)移比的動態(tài)斷面控制方法的流程示意圖；
[0053] 圖2為我國某大型省級電網(wǎng)關(guān)鍵輸電斷面示意圖；
[0054] 圖3為不同運行方式下的關(guān)鍵支路開斷后其他支路的潮流轉(zhuǎn)移比；
[0055] 圖4為本發(fā)明求取的輸電斷面動態(tài)極限示意圖。
【具體實施方式】
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