本發(fā)明涉及電網(wǎng)調(diào)度控制技術(shù)領域，具體涉及一種安全約束經(jīng)濟調(diào)度方法及系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

安全約束經(jīng)濟調(diào)度是實現(xiàn)交直流互聯(lián)大電網(wǎng)安全、經(jīng)濟、高效運行的關鍵環(huán)節(jié)，但是隨著電網(wǎng)規(guī)模的擴大和互聯(lián)程度的加深，數(shù)量龐大的變量及其約束條件使安全約束經(jīng)濟調(diào)度成為了一個大規(guī)模多目標復雜約束的數(shù)學規(guī)劃問題。其中，最突出的問題在于：通過直接求解法對大規(guī)模電網(wǎng)進行全網(wǎng)調(diào)度計劃時約束條件過多，即使將這些約束條件中的電網(wǎng)安全約束和實用化約束轉(zhuǎn)換為線性約束條件并對發(fā)電成本函數(shù)進行線性化，但隨著電網(wǎng)規(guī)模的增大仍會帶來求解效率極大降低、計算量過大和收斂困難等新的問題。

目前，在將非線性模型進行線性化以外還可以通過分解協(xié)調(diào)或電網(wǎng)等值的方法對電網(wǎng)模型進行合理分割、降低變量維度從而縮小計算規(guī)模，以便在合理時間范圍內(nèi)完成優(yōu)化計算的目標求得最優(yōu)可行解。對大規(guī)模電網(wǎng)的局部電網(wǎng)進行簡化，將大規(guī)模電網(wǎng)簡化為規(guī)模較小的小型電網(wǎng)，從而可以依據(jù)該小型電網(wǎng)對大規(guī)模點進行發(fā)電調(diào)度優(yōu)化計算。其中，簡化后的等值電網(wǎng)應該能夠體現(xiàn)原來局部電網(wǎng)的網(wǎng)絡特性。發(fā)電調(diào)度優(yōu)化計算主要包括網(wǎng)絡變換、化簡和等值三個步驟：網(wǎng)絡變換用于將原網(wǎng)絡變換為便于計算的形式；網(wǎng)絡化簡用于將網(wǎng)絡中不需要詳細分析的部分用簡化網(wǎng)絡代替，保留需要詳細分析的部分；網(wǎng)絡等值用于將待研究的網(wǎng)絡規(guī)模大大減小。

大范圍的安全約束經(jīng)濟調(diào)度用于實現(xiàn)跨省資源優(yōu)化配置，若通過直接求解法對多個區(qū)域進行聯(lián)合計算則無法滿大范圍的安全約束經(jīng)濟調(diào)度的實際業(yè)務需求，同時過大的計算范圍會給調(diào)度計劃優(yōu)化軟件帶來較難解決的計算規(guī)模激增問題，將顯著的降低算法優(yōu)化性能。因此，同樣采用分解協(xié)調(diào)或電網(wǎng)等值的方法求解大范圍的安全約束經(jīng)濟調(diào)度以提高計算效率，但是求解過程中還存在下述問題：被等值網(wǎng)絡的節(jié)點可能掛接機組，這些機組對等值網(wǎng)絡的外部重要支路及斷面呈現(xiàn)不同的潮流轉(zhuǎn)移特性，因此被等值網(wǎng)絡內(nèi)部機組的功率分配將影響外部潮流分布，對電網(wǎng)安全穩(wěn)定造成未知的干擾。

當前可以確定電網(wǎng)的某一些局部網(wǎng)絡具有下述特殊性質(zhì)：其內(nèi)部節(jié)點的功率分配對邊界節(jié)點的潮流影響很小。同時還可以確定的電網(wǎng)中存在大量的放射狀網(wǎng)絡及相對獨立的網(wǎng)絡具有上述特殊性質(zhì)，如地區(qū)電網(wǎng)和通過少量聯(lián)絡線相連的部分省級電網(wǎng)。因此，可以利用這種特殊性質(zhì)將被等值網(wǎng)絡作為一個整體進行發(fā)電計劃優(yōu)化，但是如何將具備這種特殊性質(zhì)的網(wǎng)絡辨識出來并準確確定其網(wǎng)絡邊界仍是亟待解決的技術(shù)難題。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

為了克服現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，本發(fā)明提供了一種安全約束經(jīng)濟調(diào)度方法及系統(tǒng)。

第一方面，本發(fā)明中一種安全約束經(jīng)濟調(diào)度方法的技術(shù)方案是：

所述方法包括：

辨識各電壓等級電網(wǎng)的各虛擬節(jié)點，該虛擬節(jié)點為所述各電壓等級電網(wǎng)的局部網(wǎng)絡；所述局部網(wǎng)絡的內(nèi)部節(jié)點對邊界節(jié)點具有相近的轉(zhuǎn)移關系，且其內(nèi)部網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)為連通結(jié)構(gòu)；所述內(nèi)部節(jié)點包括發(fā)電機組、變電站和負荷，各電壓等級電網(wǎng)的邊界節(jié)點為相比其高一個電壓等級的電網(wǎng)的主變壓器低壓側(cè)；

獲取所述各虛擬節(jié)點的各等值網(wǎng)絡，將所述各等值網(wǎng)絡與所述各電壓等級電網(wǎng)的其余網(wǎng)絡進行拼接，形成降維新網(wǎng)絡；將所有降維新網(wǎng)絡進行拼接形成全局網(wǎng)絡擴展模型；

獲取所述各等值網(wǎng)絡的可調(diào)節(jié)能力指標和成本曲線，依據(jù)所述可調(diào)節(jié)能力指標和成本曲線構(gòu)建等值發(fā)電機組，在所述全局網(wǎng)絡擴展模型上對所述等值發(fā)電機組和其余各發(fā)電機組進行經(jīng)濟調(diào)度計算，得到各等值網(wǎng)絡的發(fā)電計劃；

依據(jù)所述發(fā)電計劃對各等值網(wǎng)絡內(nèi)各發(fā)電機組進行發(fā)電計劃分解，得到各發(fā)電機組的發(fā)電計劃。

第二方面，本發(fā)明中一種安全約束經(jīng)濟調(diào)度系統(tǒng)的技術(shù)方案是：

所述系統(tǒng)包括：

虛擬節(jié)點辨識模塊，用于辨識各電壓等級電網(wǎng)的各虛擬節(jié)點，該虛擬節(jié)點為所述各電壓等級電網(wǎng)的局部網(wǎng)絡；所述局部網(wǎng)絡的內(nèi)部節(jié)點對邊界節(jié)點具有相近的轉(zhuǎn)移關系，且其內(nèi)部網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)為連通結(jié)構(gòu)；所述內(nèi)部節(jié)點包括發(fā)電機組、變電站和負荷，各電壓等級電網(wǎng)的邊界節(jié)點為相比其高一個電壓等級的電網(wǎng)的主變壓器低壓側(cè)；

全局網(wǎng)絡擴展模型構(gòu)建模塊，用于獲取所述各虛擬節(jié)點的各等值網(wǎng)絡，將所述各等值網(wǎng)絡與所述各電壓等級電網(wǎng)的其余網(wǎng)絡進行拼接，形成降維新網(wǎng)絡；將所有降維新網(wǎng)絡進行拼接形成全局網(wǎng)絡擴展模型；

經(jīng)濟調(diào)度計算模塊，用于獲取所述各等值網(wǎng)絡的可調(diào)節(jié)能力指標和成本曲線，依據(jù)所述可調(diào)節(jié)能力指標和成本曲線建立等值發(fā)電機組；在所述全局網(wǎng)絡擴展模型上對所述等值發(fā)電機組和其余各發(fā)電機組進行經(jīng)濟調(diào)度計算，得到各等值網(wǎng)絡的發(fā)電計劃；

發(fā)電計劃分解模塊，用于依據(jù)所述發(fā)電計劃對各等值網(wǎng)絡內(nèi)各發(fā)電機組進行發(fā)電計劃分解，得到各發(fā)電機組的發(fā)電計劃。

與最接近的現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：

1、本發(fā)明提供的一種安全約束經(jīng)濟調(diào)度方法，虛擬節(jié)點的內(nèi)部節(jié)點對邊界節(jié)點具有相近的轉(zhuǎn)移關系，即這些內(nèi)部節(jié)點的功率分配對邊界節(jié)點的潮流影響較小。通過獲取虛擬節(jié)點的等值網(wǎng)絡，將其與其余網(wǎng)絡部分拼接可以對電網(wǎng)模型進行壓縮，同時將處于不同電壓等級電網(wǎng)的降維新網(wǎng)絡拼接形成全局網(wǎng)絡擴展模型，可以突破各個電壓等級電網(wǎng)中發(fā)電機組和電廠的限制，便于對多個電網(wǎng)同時進行經(jīng)濟調(diào)度計算；

2、本發(fā)明提供的一種安全約束經(jīng)濟調(diào)度系統(tǒng)，虛擬節(jié)點辨識模塊可以辨識電網(wǎng)中的虛擬節(jié)點，虛擬節(jié)點的內(nèi)部節(jié)點對其邊界節(jié)點具有相近的轉(zhuǎn)移關系，即這些內(nèi)部節(jié)點的功率分配對邊界節(jié)點的潮流影響較小。全局網(wǎng)絡擴展模型構(gòu)建模塊可以獲取虛擬節(jié)點的等值網(wǎng)絡，并依據(jù)該等值網(wǎng)絡獲取電網(wǎng)的降維新網(wǎng)絡，進而得到各電壓等級電網(wǎng)組成的大電網(wǎng)的全局網(wǎng)絡擴展模型，能夠突破各電壓等級電網(wǎng)中發(fā)電機組和電廠的限制，便于對多個電網(wǎng)同時進行經(jīng)濟調(diào)度計算。

附圖說明

圖1：本發(fā)明實施例中一種安全約束經(jīng)濟調(diào)度方法實施流程圖；

圖2：網(wǎng)絡劃分示意圖。

具體實施方式

為使本發(fā)明實施例的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚，下面將結(jié)合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進行清楚、完整地說明，顯然，所描述的實施例是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒景l(fā)明中的實施例，本領域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。

下面結(jié)合附圖，對本發(fā)明實施例提供的一種安全約束經(jīng)濟調(diào)度方法進行說明。

圖1為本發(fā)明實施例中一種安全約束經(jīng)濟調(diào)度方法實施流程圖，如圖所示，本實施例中安全約束經(jīng)濟調(diào)度方法可以按照下述步驟實施，具體為：

步驟S101：辨識各電壓等級電網(wǎng)的各虛擬節(jié)點。

虛擬節(jié)點為各電壓等級電網(wǎng)的局部網(wǎng)絡，這個局部網(wǎng)絡的內(nèi)部節(jié)點對邊界節(jié)點具有相近的轉(zhuǎn)移關系，且其內(nèi)部網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)為連通結(jié)構(gòu)。其中，內(nèi)部節(jié)點包括發(fā)電機組、變電站和負荷，各電壓等級電網(wǎng)的邊界節(jié)點為相比其高一個電壓等級的電網(wǎng)的主變壓器低壓側(cè)。

步驟S102：獲取各虛擬節(jié)點的各等值網(wǎng)絡，將各等值網(wǎng)絡與各電壓等級電網(wǎng)的其余網(wǎng)絡進行拼接，形成降維新網(wǎng)絡；將所有降維新網(wǎng)絡進行拼接形成全局網(wǎng)絡擴展模型。

步驟S103：獲取各等值網(wǎng)絡的可調(diào)節(jié)能力指標和成本曲線，依據(jù)可調(diào)節(jié)能力指標和成本曲線建立等值機組，在全局網(wǎng)絡擴展模型上對所述等值機組和其余各發(fā)電機組進行經(jīng)濟調(diào)度計算，得到各等值網(wǎng)絡的發(fā)電計劃。

步驟S104：依據(jù)發(fā)電計劃對各等值網(wǎng)絡內(nèi)各發(fā)電機組進行發(fā)電計劃分解，得到各發(fā)電機組的發(fā)電計劃。其中，本實施例采用常規(guī)的發(fā)電量分解方法對各發(fā)電機組進行發(fā)電計劃分解。

本實施例中虛擬節(jié)點的內(nèi)部節(jié)點對其邊界節(jié)點具有相近的轉(zhuǎn)移關系，即這些內(nèi)部節(jié)點的功率分配對邊界節(jié)點的潮流影響較小。通過獲取虛擬節(jié)點的等值網(wǎng)絡，將其與其余網(wǎng)絡部分拼接可以對電網(wǎng)模型進行壓縮，同時將處于不同電壓等級電網(wǎng)的降維新網(wǎng)絡拼接形成全局網(wǎng)絡擴展模型，可以突破各個電壓等級電網(wǎng)發(fā)電機組和電廠的限制，便于對多個電網(wǎng)同時進行經(jīng)濟調(diào)度計算。例如，分別獲取一個地市級電網(wǎng)內(nèi)各電壓等級電網(wǎng)的降維新網(wǎng)絡，將所有降維新網(wǎng)絡拼接得到該地市級電網(wǎng)的全局網(wǎng)絡擴展模型。進一步地，還可以分別獲取一個省級電網(wǎng)內(nèi)各個地市級電網(wǎng)的全局網(wǎng)絡擴展模型，然后將所有的地市級電網(wǎng)的全局網(wǎng)絡擴展模型拼接得到該省級電網(wǎng)的網(wǎng)絡模型，從而可以突破各個電網(wǎng)中發(fā)電機組和電廠的限制，便于對這個大規(guī)模電網(wǎng)進行經(jīng)濟調(diào)度計算。

進一步地，本實施例中步驟S101可以按照下述步驟實施，具體為：

本實施例中按照電壓等級由小到大的順序依次對各電壓等級電網(wǎng)進行虛擬節(jié)點辨識，采用這種由低電壓等級到高電壓等級的辨識方式，可以逐漸減小網(wǎng)絡規(guī)模并便于開展計算。

1、構(gòu)建電網(wǎng)的邊界節(jié)點轉(zhuǎn)移矩陣，并依據(jù)該邊界節(jié)點轉(zhuǎn)移矩陣確定電網(wǎng)的各內(nèi)部節(jié)點之間的相對距離。

本實施例中邊界節(jié)點轉(zhuǎn)移矩陣A_tran,x如下式(1)所示：

其中，x為電網(wǎng)的電壓等級；a_m,n為電網(wǎng)的內(nèi)部節(jié)點n相對于邊界節(jié)點m的轉(zhuǎn)移系數(shù)，n≥1，m≥1。

2、依據(jù)相對距離對各內(nèi)部節(jié)點進行聚類，形成節(jié)點群。

本實施例中將相對距離符合聚類條件的內(nèi)部節(jié)點形成節(jié)點群。其中，聚類條件為內(nèi)部節(jié)點的歐式距離和最大單點距離均小于各自預設的門檻值。

(1)歐式距離如下式(2)所示:

其中，d_h,j為內(nèi)部節(jié)點h與內(nèi)部節(jié)點j在m×n維空間的歐式距離，h＝1,...,n，j＝1,...,n，h≠j；

(2)最大單點距離如下式(3)所示：

max{|a_1,h-a_1,j|,|a_2,h-a_2,j|,…,|a_m,h-a_m,j|} (3)

其中，a_m,i和a_m,j分別為內(nèi)部節(jié)點h和內(nèi)部節(jié)點j相對于邊界節(jié)點m的轉(zhuǎn)移系數(shù)。

3、對節(jié)點群進行廣度優(yōu)先搜索，確定節(jié)點群的連通網(wǎng)絡。

本實施例中連通網(wǎng)絡包括節(jié)點群所包含的內(nèi)部節(jié)點，及與內(nèi)部節(jié)點對應的邊界節(jié)點。

4、判斷連通網(wǎng)絡是否滿足降維條件：若滿足則該連通網(wǎng)絡為虛擬節(jié)點。具體為：

斷開電網(wǎng)的待檢修線路后，計算連通網(wǎng)絡中掛接發(fā)電機組的的內(nèi)部節(jié)點相對于其邊界節(jié)點的轉(zhuǎn)移系數(shù)。

(1)若轉(zhuǎn)移系數(shù)的變化量最大值小于預設的門檻值，且連通網(wǎng)絡包含的節(jié)點數(shù)大于預設的最低門檻值，則連通網(wǎng)絡為虛擬節(jié)點。其中，節(jié)點數(shù)為連通網(wǎng)絡中內(nèi)部節(jié)點和邊界節(jié)點的總數(shù)。轉(zhuǎn)移系數(shù)的變化量最大值如下式(4)所示：

max{Δa_1,h,Δa_2,h,…,Δa_m,h} (4)

(2)若轉(zhuǎn)移系數(shù)的變化量最大值不小于所述預設的門檻值，則獲取斷開待檢修線路后電網(wǎng)新的連通網(wǎng)絡：若新的連通網(wǎng)絡包含的節(jié)點數(shù)大于預設的最低門檻值，則新的連通網(wǎng)絡為虛擬節(jié)點。

進一步地，本實施例中步驟S102可以按照下述步驟實施，具體為：

1、對虛擬節(jié)點進行WARD簡化，得到虛擬節(jié)點的等值網(wǎng)絡。

本實施例中WARD簡化指的是采用常規(guī)的WARD等值方法對虛擬節(jié)點進行簡化，下面對WARD簡化進行簡單說明。

圖2為網(wǎng)絡劃分示意圖，如圖所示，N表示原網(wǎng)絡的節(jié)點集合；被化簡部分稱為外部網(wǎng)絡，用E表示其節(jié)點集；保留網(wǎng)絡的節(jié)點集合用G表示，則有G∩E＝N。保留網(wǎng)絡的節(jié)點和外部網(wǎng)絡節(jié)點相關聯(lián)的節(jié)點為邊界節(jié)點，用集合B表示；不與外部網(wǎng)絡節(jié)點關聯(lián)的部分為內(nèi)部節(jié)點，用集合I表示。圖2所示網(wǎng)絡的節(jié)點導納方程如下式(5)所示：

將上述節(jié)點集合I、B和E代入公式(5)，得到：

消除公式(6)中電壓變量得到：

其中，為等值網(wǎng)絡的邊界節(jié)點新導納矩陣。

2、形成降維新網(wǎng)絡，具體為：

(1)將各電壓等級電網(wǎng)的各虛擬節(jié)點所包含的內(nèi)部節(jié)點，及與該內(nèi)部節(jié)點對應的支路消除，形成各電壓等級電網(wǎng)的各子電網(wǎng)模型。其中，各子電網(wǎng)模型包括各電壓等級電網(wǎng)的所有邊界節(jié)點。

(2)對各子電網(wǎng)模型的所有邊界節(jié)點進行編號，按照邊界節(jié)點的編號構(gòu)建各子電網(wǎng)模型的子電網(wǎng)導納矩陣Y_re。

(3)按照邊界節(jié)點的編號構(gòu)建各電壓等級電網(wǎng)的各等值網(wǎng)絡的邊界節(jié)點新導納矩陣t為等值網(wǎng)絡的總數(shù)。

(4)將各電壓等級電網(wǎng)的子電網(wǎng)導納矩陣和邊界節(jié)點新導納矩陣相加，得到各降維新網(wǎng)絡其中，為邊界節(jié)點新導納矩陣構(gòu)成的分塊對角陣。

以x電壓等級電網(wǎng)為例對其降維新網(wǎng)絡進行說明：假設該x電壓等級電網(wǎng)包括三個節(jié)點和一個等值網(wǎng)絡，該等值網(wǎng)絡包括一個節(jié)點。子電網(wǎng)導納矩陣Y_re和邊界節(jié)點新導納矩陣分別如下式(8)和(9)所示：

將式(8)和(9)相加，得到x電壓等級電網(wǎng)的降維新網(wǎng)絡：

進一步地，本實施例中步驟S103可以按照下述步驟實施，具體為：

1、獲取等值網(wǎng)絡的可調(diào)節(jié)能力指標

本實施例中可調(diào)節(jié)能力指標包括出力調(diào)節(jié)范圍和出力調(diào)節(jié)速率，通過構(gòu)建調(diào)節(jié)能力求解模型，求解該調(diào)節(jié)能力求解模型得到可調(diào)節(jié)能力指標。其中，調(diào)節(jié)能力求解模型包括目標函數(shù)minF₁、功率平衡約束條件、機組運行約束條件和支路安全約束條件。

(1)目標函數(shù)minF₁如下式(11)所示：

其中，T為對全局網(wǎng)絡擴展模型進行經(jīng)濟調(diào)度計算的時間范圍所包含的時間段的數(shù)量，t＝1,...,T；N為虛擬節(jié)點中可調(diào)節(jié)機組的數(shù)量，i＝1,...,N，可調(diào)節(jié)機組為所述等值網(wǎng)絡中用于保證優(yōu)先消納新能源的新能源機組以外的發(fā)電機組；為t時段可調(diào)節(jié)機組i的出力可行限值；u_i,t為t時段可調(diào)節(jié)機組i的啟停狀態(tài)：u_i,t＝0為關機，u_i,t＝1為開機；c_i,t為t時段可調(diào)節(jié)機組i的報價曲線；為各電壓等級電網(wǎng)的其余網(wǎng)絡在t時段對等值網(wǎng)絡中第k條支路的交換功率，k＝1,...,M，M為等值網(wǎng)絡中與所述的其余網(wǎng)絡相連的支路的數(shù)量；c_k為各電壓等級電網(wǎng)的其余網(wǎng)絡的價格曲線。

求解目標函數(shù)minF₁如得到出力調(diào)節(jié)范圍如下式(12)所示：

其中，和分別為t時段等值網(wǎng)絡的出力上限值和出力下限值，為t時段所述價格曲線c_k的值大于所有可調(diào)節(jié)機組的報價曲線的極大值時所述可調(diào)節(jié)機組i的出力值，為t時段所述價格曲線c_k取值小于所有可調(diào)節(jié)機組的報價曲線的極小值時所述可調(diào)節(jié)機組i的出力值。

出力調(diào)節(jié)速率Δp^node的限制條件如下式(13)所示：

其中，Δp_i為可調(diào)節(jié)機組i的爬坡限值，Lⁱⁿ為等值網(wǎng)絡的內(nèi)部節(jié)點集合；

(2)功率平衡約束條件

本實施例中功率平衡約束條件如下式(14)所示：

其中，為t時段所述等值網(wǎng)絡的負荷，l_i,t為t時段可調(diào)節(jié)機組i的負荷。

(3)機組運行約束條件

本實施例中機組運行約束條件如下式(15)所示：

其中，和分別為可調(diào)節(jié)機組i的出力上限值和出力下限值。

(4)支路安全約束條件

本實施例中支路安全約束條件如下式(16)所示：

其中，為t時段可調(diào)節(jié)機組i通過所述等值網(wǎng)絡的邊界節(jié)點與所述的其余網(wǎng)絡的交換功率，S為所述等值網(wǎng)絡內(nèi)所有支路的集合，為集合S中第g個支路的傳輸限額，s_i,g,t為t時段可調(diào)節(jié)機組i的注入功率對所述第g個支路的靈敏度。

2、獲取等值網(wǎng)絡的成本曲線

本實施例中通過構(gòu)建包含總功率和價格的訓練模型，求解該訓練模型得到成本曲線。其中，訓練模型包括目標函數(shù)minF₂、機組運行約束條件、支路安全約束條件和負荷平衡約束條件。

(1)目標函數(shù)minF₂如下式(17)所示：

其中，P_i,t為t時段機組i的出力值。

(2)負荷平衡約束條件

本實施例中負荷平衡約束條件如下式(18)所示：

其中，Ω_D為所述訓練模型中預設的總出力值的集合，D_e為所述集合Ω_D中第e個總出力值。

本發(fā)明還提供了一種安全約束經(jīng)濟調(diào)度系統(tǒng)，并給出具體實施例，

本實施例中安全約束經(jīng)濟調(diào)度系統(tǒng)包括虛擬節(jié)點辨識模塊、全局網(wǎng)絡擴展模型構(gòu)建模塊、經(jīng)濟調(diào)度計算模塊和發(fā)電計劃分解模塊。其中，

虛擬節(jié)點辨識模塊，用于辨識各電壓等級電網(wǎng)的各虛擬節(jié)點，該虛擬節(jié)點為各電壓等級電網(wǎng)的局部網(wǎng)絡；局部網(wǎng)絡的內(nèi)部節(jié)點對邊界節(jié)點具有相近的轉(zhuǎn)移關系，且其內(nèi)部網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)為連通結(jié)構(gòu)；所述內(nèi)部節(jié)點包括發(fā)電機組、變電站和負荷，各電壓等級電網(wǎng)的邊界節(jié)點為相比其高一個電壓等級的電網(wǎng)的主變壓器低壓側(cè)。

全局網(wǎng)絡擴展模型構(gòu)建模塊，用于獲取各虛擬節(jié)點的各等值網(wǎng)絡，將各等值網(wǎng)絡與各電壓等級電網(wǎng)的其余網(wǎng)絡進行拼接，形成降維新網(wǎng)絡；將所有降維新網(wǎng)絡進行拼接形成全局網(wǎng)絡擴展模型。

經(jīng)濟調(diào)度計算模塊，用于獲取各等值網(wǎng)絡的可調(diào)節(jié)能力指標和成本曲線，依據(jù)可調(diào)節(jié)能力指標和成本曲線建立等值發(fā)電機組，在全局網(wǎng)絡擴展模型對所述等值發(fā)電機組和其余各發(fā)電機組進行經(jīng)濟調(diào)度計算，得到各等值網(wǎng)絡的發(fā)電計劃。

發(fā)電計劃分解模塊，用于依據(jù)發(fā)電計劃對各等值網(wǎng)絡內(nèi)各發(fā)電機組進行發(fā)電計劃分解，得到各發(fā)電機組的發(fā)電計劃。

本實施例中虛擬節(jié)點辨識模塊可以辨識電網(wǎng)中的虛擬節(jié)點，虛擬節(jié)點的內(nèi)部節(jié)點對其邊界節(jié)點具有相近的轉(zhuǎn)移關系，即這些內(nèi)部節(jié)點的功率分配對邊界節(jié)點的潮流影響較小。全局網(wǎng)絡擴展模型構(gòu)建模塊可以獲取虛擬節(jié)點的等值網(wǎng)絡，并依據(jù)該等值網(wǎng)絡獲取電網(wǎng)的降維新網(wǎng)絡，進而得到各電壓等級電網(wǎng)組成的大電網(wǎng)的全局網(wǎng)絡擴展模型，能夠突破各電壓等級電網(wǎng)中發(fā)電機組和電廠的限制，便于對多個電網(wǎng)同時進行經(jīng)濟調(diào)度計算。

進一步地，本實施例中虛擬節(jié)點辨識模塊還包括下述結(jié)構(gòu)。

本實施例中虛擬節(jié)點辨識模塊包括邊界節(jié)點轉(zhuǎn)移矩陣單元、節(jié)點群聚類單元、連通網(wǎng)絡構(gòu)建單元和連通網(wǎng)絡校驗單元。其中，

1、邊界節(jié)點轉(zhuǎn)移矩陣單元

本實施例中邊界節(jié)點轉(zhuǎn)移矩陣單元用于構(gòu)建電網(wǎng)的邊界節(jié)點轉(zhuǎn)移矩陣，并依據(jù)該邊界節(jié)點轉(zhuǎn)移矩陣確定電網(wǎng)的各內(nèi)部節(jié)點之間的相對距離。其中，邊界節(jié)點轉(zhuǎn)移矩陣單元包括邊界節(jié)點轉(zhuǎn)移矩陣模型，如下式(19)所示：

2、節(jié)點群聚類單元

本實施例中節(jié)點群聚類單元用于依據(jù)相對距離對各內(nèi)部節(jié)點進行聚類，形成節(jié)點群。其中，節(jié)點群聚類單元包括聚類子單元，用于將相對距離符合聚類條件的內(nèi)部節(jié)點形成節(jié)點群。

聚類條件為內(nèi)部節(jié)點的歐式距離和最大單點距離均小于各自預設的門檻值。

(1)歐式距離如下式(20)所示:

(2)最大單點距離如下式(21)所示：

max{|a_1,h-a_1,j|,|a_2,h-a_2,j|,…,|a_m,h-a_m,j|} (21)

3、連通網(wǎng)絡構(gòu)建單元

本實施例中連通網(wǎng)絡構(gòu)建單元用于對節(jié)點群進行廣度優(yōu)先搜索，確定節(jié)點群的連通網(wǎng)絡；連通網(wǎng)絡包括節(jié)點群所包含的內(nèi)部節(jié)點，及與內(nèi)部節(jié)點對應的邊界節(jié)點。

4、連通網(wǎng)絡校驗單元

本實施例中連通網(wǎng)絡校驗單元用于判斷連通網(wǎng)絡是否滿足降維條件：若滿足則該連通網(wǎng)絡為虛擬節(jié)點。連通網(wǎng)絡校驗單元包括計算子單元、第一校驗子單元和第二校驗子單元。其中，

計算子單元，用于斷開電網(wǎng)的待檢修線路后，計算連通網(wǎng)絡的各內(nèi)部節(jié)點相對于其邊界節(jié)點的轉(zhuǎn)移系數(shù)。

第一校驗子單元，用于在轉(zhuǎn)移系數(shù)的變化量最大值小于預設的門檻值，且連通網(wǎng)絡包含的節(jié)點數(shù)大于預設的最低門檻值時，確定連通網(wǎng)絡為虛擬節(jié)點；節(jié)點數(shù)為連通網(wǎng)絡中內(nèi)部節(jié)點和邊界節(jié)點的總數(shù)。

第二校驗子單元，用于在轉(zhuǎn)移系數(shù)的變化量最大值不小于預設的門檻值時，控制虛擬節(jié)點辨識模塊獲取斷開待檢修線路后電網(wǎng)新的連通網(wǎng)絡：若新的連通網(wǎng)絡包含的節(jié)點數(shù)大于所述預設的最低門檻值，則確定新的連通網(wǎng)絡為虛擬節(jié)點。

進一步地，本實施例中全局網(wǎng)絡擴展模型構(gòu)建模塊還包括下述結(jié)構(gòu)。

本實施例中全局網(wǎng)絡擴展模型構(gòu)建模塊包括降維新網(wǎng)絡單元和全局網(wǎng)絡擴展模型單元。

1、降維新網(wǎng)絡單元

本實施例中降維新網(wǎng)絡單元用于構(gòu)建降維新網(wǎng)絡，該降維新網(wǎng)絡單元包括子電網(wǎng)模型構(gòu)建子單元、子電網(wǎng)導納矩陣構(gòu)建子單元、邊界節(jié)點新導納矩陣構(gòu)建子單元和降維新網(wǎng)絡拼接單元；其中，

子電網(wǎng)模型構(gòu)建子單元，用于將各電壓等級電網(wǎng)的各虛擬節(jié)點所包含的內(nèi)部節(jié)點，及與該內(nèi)部節(jié)點對應的支路消除，形成各電壓等級電網(wǎng)的各子電網(wǎng)模型；各子電網(wǎng)模型包括各電壓等級電網(wǎng)的所有邊界節(jié)點。

子電網(wǎng)導納矩陣構(gòu)建子單元，用于對各子電網(wǎng)模型的所有邊界節(jié)點進行編號，按照邊界節(jié)點的編號構(gòu)建各子電網(wǎng)模型的子電網(wǎng)導納矩陣。

邊界節(jié)點新導納矩陣構(gòu)建子單元，用于按照邊界節(jié)點的編號構(gòu)建各電壓等級電網(wǎng)的各等值網(wǎng)絡的邊界節(jié)點新導納矩陣；

所述降維新網(wǎng)絡拼接單元，用于將所述各電壓等級電網(wǎng)的子電網(wǎng)導納矩陣和邊界節(jié)點新導納矩陣相加，得到各降維新網(wǎng)絡。

2、全局網(wǎng)絡擴展模型單元

本實施例中全局網(wǎng)絡擴展模型單元用于構(gòu)建全局網(wǎng)絡擴展模型。

進一步地，本實施例中經(jīng)濟調(diào)度計算模塊還包括下述結(jié)構(gòu)。

本實施例中經(jīng)濟調(diào)度計算模塊包括可調(diào)節(jié)能力指標計算單元和成本曲線計算單元。其中，

可調(diào)節(jié)能力指標計算單元包括分別如公式(11)、(14)、(15)和(16)所示的目標函數(shù)minF₁、功率平衡約束條件、機組運行約束條件和支路安全約束條件；可調(diào)節(jié)能力指標包括分別如公式(11)和(12)所示的出力調(diào)節(jié)范圍和出力調(diào)節(jié)速率。

成本曲線計算單元包括分別如公式(17)、(15)、(16)和(18)所示的目標函數(shù)minF₂、機組運行約束條件、支路安全約束條件和負荷平衡約束條件。

顯然，本領域的技術(shù)人員可以對本發(fā)明進行各種改動和變型而不脫離本發(fā)明的精神和范圍。這樣，倘若本發(fā)明的這些修改和變型屬于本發(fā)明權(quán)利要求及其等同技術(shù)的范圍之內(nèi)，則本發(fā)明也意圖包含這些改動和變型在內(nèi)。