一種基于雙層優(yōu)化的受端電網(wǎng)外受電能力評價方法
【技術領域】
[0001] 本發(fā)明屬于電力系統(tǒng)規(guī)劃、調(diào)度運行技術領域，特別是涉及一種基于雙層優(yōu)化的 受端電網(wǎng)外受電能力評價方法。
【背景技術】
[0002] 隨著我國諸多城市地區(qū)環(huán)境問題的不斷加劇和霧霾天氣的日益嚴重，暴露出長期 積累的能源資源稟賦與能源發(fā)展方式不協(xié)調(diào)的深層次矛盾，因此迫切需要轉變能源發(fā)展方 式，調(diào)整能源生產(chǎn)結構，提高城市受端電網(wǎng)外受電能力成為我國城市地區(qū)治理霧霾的重要 手段。外受電能力是受端電網(wǎng)接受并消納外來電力能力的衡量標志，是外部電網(wǎng)能夠向受 端電網(wǎng)"送得來"多少電力以及受端電網(wǎng)能夠"落得下"多少電力的綜合指標，是建設堅強 受端電網(wǎng)的重要體現(xiàn)。然而，目前尚無一種通用的受端電網(wǎng)外受電能力評價方法，因此無法 科學準確地評價受端電網(wǎng)的外受電能力，缺乏對受端電網(wǎng)進一步提升外受電能力和網(wǎng)架優(yōu) 化的理論指導。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 為了解決上述問題，本發(fā)明的目的在于提供一種基于雙層優(yōu)化的受端電網(wǎng)外受電 能力評價方法。
[0004] 為了達到上述目的，本發(fā)明提供的基于雙層優(yōu)化的受端電網(wǎng)外受電能力評價方法 包括：本發(fā)明提供的基于雙層優(yōu)化的受端電網(wǎng)外受電能力評價方法包括按順序執(zhí)行的下列 步驟：
[0005] 步驟1)設置粒子群算法的基本參數(shù)，初始化粒子位置和速度，并設置迭代次 數(shù)Iter= 0,其中基本參數(shù)包括粒子種群數(shù)、學習因子、飛行速度上下限和最大迭代次數(shù) Itermax；
[0006]步驟 2)令Iter=Iter+1;
[0007] 步驟3)判斷Iter是否等于1，若是，則進入步驟5)，否則更新粒子速度和位置，并 進入步驟4);
[0008] 步驟4)判斷Iter是否大于Itermax，若是，則結束，否則進入步驟5);
[0009] 步驟5)根據(jù)受端電網(wǎng)的線路參數(shù)、負荷大小、電源參數(shù)、網(wǎng)絡拓撲結構以及各個 外輸電通道的輸送功率，構造受端電網(wǎng)的最優(yōu)潮流模型，并計算受端電網(wǎng)的最優(yōu)潮流，判斷 最優(yōu)潮流是否存在可行解，若是，則進入步驟6)，否則轉入步驟2);
[0010] 步驟6)判斷是否滿足"N-1"校驗，若是，則進入步驟7)，否則轉入步驟2);
[0011] 步驟7)判斷是否滿足暫態(tài)穩(wěn)定校驗，若是，則進入步驟8)，否則轉入步驟2);
[0012] 步驟8)根據(jù)受端電網(wǎng)各個外受電通道的輸送功率，計算受端電網(wǎng)的外受電能力 P_，并更新群體極值以及各個粒子的個體極值。
[0013] 在步驟1)中，所述的粒子位置是指受端電網(wǎng)各個外受電通道的輸送功率PTk， kGST，其中，ST為受端電網(wǎng)外受電通道集合，PTkG[-PTkmax，PTkmax]，PTkmax為外受電通道k 的熱穩(wěn)定極限，該數(shù)值由外受電通道的線路參數(shù)決定，若pTk為正，則外部電網(wǎng)向該受端電 網(wǎng)輸送有功功率，若pTk為負，則該受端電網(wǎng)向外部電網(wǎng)輸送有功功率。
[0014] 在步驟3)中，所述的更新粒子速度和位置的具體公式為：
【主權項】
1. 一種基于雙層優(yōu)化的受端電網(wǎng)外受電能力評價方法，其特征在于：其包括按順序執(zhí) 行的下列步驟： 步驟1)設置粒子群算法的基本參數(shù)，初始化粒子位置和速度，并設置迭代次數(shù)Iter= 〇,其中基本參數(shù)包括粒子種群數(shù)、學習因子、飛行速度上下限和最大迭代次數(shù)Itermax; 步驟 2)令Iter=Iter+1 ; 步驟3)判斷Iter是否等于1，若是，則進入步驟5)，否則更新粒子速度和位置，并進入 步驟4); 步驟4)判斷Iter是否大于Itermax，若是，則結束，否則進入步驟5); 步驟5)根據(jù)受端電網(wǎng)的線路參數(shù)、負荷大小、電源參數(shù)、網(wǎng)絡拓撲結構以及各個外輸 電通道的輸送功率，構造受端電網(wǎng)的最優(yōu)潮流模型，并計算受端電網(wǎng)的最優(yōu)潮流，判斷最優(yōu) 潮流是否存在可行解，若是，則進入步驟6)，否則轉入步驟2); 步驟6)判斷是否滿足"N-1"校驗，若是，則進入步驟7)，否則轉入步驟2); 步驟7)判斷是否滿足暫態(tài)穩(wěn)定校驗，若是，則進入步驟8)，否則轉入步驟2); 步驟8)根據(jù)受端電網(wǎng)各個外受電通道的輸送功率，計算受端電網(wǎng)的外受電能力P_， 并更新群體極值以及各個粒子的個體極值。
2. 根據(jù)權利要求1所述的基于雙層優(yōu)化的受端電網(wǎng)外受電能力評價方法，其特征在 于：在步驟1)中，所述的粒子位置是指受端電網(wǎng)各個外受電通道的輸送功率PTk，keST，其 中，ST為受端電網(wǎng)外受電通道集合，PTkG[-PTkmax，PTkmax]，PTkmax為外受電通道k的熱穩(wěn)定極 限，該數(shù)值由外受電通道的線路參數(shù)決定，若PTk為正，則外部電網(wǎng)向該受端電網(wǎng)輸送有功 功率，若PTk為負，則該受端電網(wǎng)向外部電網(wǎng)輸送有功功率。
3. 根據(jù)權利要求1所述的基于雙層優(yōu)化的受端電網(wǎng)外受電能力評價方法，其特征在 于：在步驟3)中，所述的更新粒子速度和位置的具體公式為：
其中，為粒子i在第Iter次迭代次數(shù)時的速度，為粒子i在第Iter次迭代次數(shù) 時的位置，cdPc2為學習因子，rand為0至1之間的隨機數(shù)，為粒子i在第Iter次 迭代次數(shù)時的個體極值，gbestItJ%所有粒子在第Iter次迭代次數(shù)時的群體極值。
4. 根據(jù)權利要求1所述的基于雙層優(yōu)化的受端電網(wǎng)外受電能力評價方法，其特征在 于：在步驟5)中，所述的受端電網(wǎng)的最優(yōu)潮流模型是以受端電網(wǎng)內(nèi)所有發(fā)電機組的發(fā)電燃 料總耗量最小為目標函數(shù)，并結合有功功率平衡約束、無功功率平衡約束、有功電源出力約 束、無功電源出力約束、電壓約束和支路電流約束進行構造的。
5. 根據(jù)權利要求1所述的基于雙層優(yōu)化的受端電網(wǎng)外受電能力評價方法，其特征在 于：在步驟5)中，所述的受端電網(wǎng)的最優(yōu)潮流模型包括：最優(yōu)潮流目標函數(shù)和最優(yōu)潮流約 束條件； 所述最優(yōu)潮流目標函數(shù)為
其中，Se為受端電網(wǎng)內(nèi)發(fā)電機組集合，./,'0^,)=〃,〇幾+6；,，ai、bJPCi為發(fā)電機組 Gi的耗量特性系數(shù)，PM為發(fā)電機組Gi發(fā)出的有功功率； 所述的最優(yōu)潮流約束條件包括： (al)有功功率平衡約束，
其中，n為受端電網(wǎng)總節(jié)點數(shù)，SB為受端電網(wǎng)節(jié)點集合；PU為節(jié)點i的負荷有功功率， 仏和0冷別為節(jié)點i的電壓幅值和相角，0 u= 0「0^。_和8。分別為節(jié)點導納矩陣第 i行第j列元素的實部和虛部，A為節(jié)點i和外受電通道k的關聯(lián)系數(shù)，如果節(jié)點i和外受 電通道k直接相連，則，否則Cf=0 ; (a2)無功功率平衡約芽
其中，Qei為節(jié)點i各類無功源發(fā)出的無功功率，Qu為節(jié)點i的負荷無功功率； (a3)有功電源出力約束，PGimin^PGi^PGimax'iESq? 其中，和PMmin為節(jié)點i發(fā)出的有功功率上下限； (a4)無功電源出力約束，QGMn彡QGi<QGiniax，iGSK， 其中，&為受端電網(wǎng)無功源節(jié)點集合，為節(jié)點i發(fā)出的無功功率上下限； (a5)電壓約束，U_<U#Uimax，iGSB， 其中，UimadPUimin分別為節(jié)點i電壓幅值的上下限； (a6)支路電流約束，Ilmax，1GSl， 其中，Si為受端電網(wǎng)所有支路集合，Ii為支路1上流過的電流，Ilmax為支路1允許的電 流上限；需要說明的是，無功功率一般按分層分區(qū)原則配置，在理想情況下，不同區(qū)域之間 不存在無功功率交換，故受端電網(wǎng)最優(yōu)潮流約束條件中假定外受電通道僅傳輸有功功率。
6. 根據(jù)權利要求1所述的基于雙層優(yōu)化的受端電網(wǎng)外受電能力評價方法，其特征在 于：在步驟6)中，所述的滿足"N-1"校驗是指受端電網(wǎng)內(nèi)的任一元件或外受電通道中的任 一線路無故障斷開時，能保持受端電網(wǎng)的穩(wěn)定運行，且不致使其它元件超過規(guī)定的事故過 負荷和電壓允許偏差的要求。
7. 根據(jù)權利要求1所述的基于雙層優(yōu)化的受端電網(wǎng)外受電能力評價方法，其特征在 于：在步驟7)中，所述的滿足暫態(tài)穩(wěn)定校驗是指受端電網(wǎng)或外受電通道發(fā)生線路三相短路 永久故障和單相瞬時故障，且在不采取措施的情況下，系統(tǒng)能夠保持穩(wěn)定。
8. 根據(jù)權利要求1所述的基于雙層優(yōu)化的受端電網(wǎng)外受電能力評價方法，其特征在 m 于：在步驟8)中，所述的受端電網(wǎng)的外受電能力Pmax =SPn，其中，m為受端電網(wǎng)的外受電 k二1 通道個數(shù)。
【專利摘要】一種基于雙層優(yōu)化的受端電網(wǎng)外受電能力評價方法。其包括設置粒子群算法的基本參數(shù)；令Iter＝Iter+1；判斷Iter是否等于1；判斷Iter是否大于Itermax；根據(jù)受端電網(wǎng)的線路參數(shù)、負荷大小、電源參數(shù)、網(wǎng)絡拓撲結構以及各個外輸電通道的輸送功率，構造受端電網(wǎng)的最優(yōu)潮流模型，并計算受端電網(wǎng)的最優(yōu)潮流；判斷是否滿足“N-1”校驗；判斷是否滿足暫態(tài)穩(wěn)定校驗；根據(jù)受端電網(wǎng)各個外受電通道的輸送功率，計算受端電網(wǎng)的外受電能力，并更新群體極值以及各個粒子的個體極值等步驟。本發(fā)明能夠科學準確地評價受端電網(wǎng)的外受電能力大小，為受端電網(wǎng)提高外受電能力和網(wǎng)架結構優(yōu)化提供指導。
【IPC分類】G06Q10-04, G06Q50-06
【公開號】CN104809521
【申請?zhí)枴緾N201510223217
【發(fā)明人】王魁, 閆大威, 劉樹勇, 梁群, 羅濤, 李媛媛, 周進, 雷錚, 劉麗霞, 崔廣勝, 王學軍, 李慧
【申請人】國家電網(wǎng)公司, 國網(wǎng)天津市電力公司
【公開日】2015年7月29日
【申請日】2015年5月5日