[发明专利]一种计及电网拓扑优化的电力系统经济调度方法

说明书

本发明公开了一种计及电网拓扑优化的电力系统经济调度方法，将电网拓扑优化纳入电力系统经济调度模型，并计及电网拓扑连通性条件，提出以常规发电机组有功功率和电网输电元件状态为决策量的电力系统调度模型。拓扑连通性约束基于图论中最小割集的概念以判断系统拓扑连通性。所提模型由遗传算法和线性规划原对偶路径跟踪内点法组合求解。本发明对常规发电机组和电网拓扑进行预先安排，在保证电网运行安全的前提下提高电网运行的经济性，提高系统发电负荷功率平衡能力以在更大范围内接纳可再生能源发电以及有效缓解放弃可再生能源发电或切负荷情况，为电力系统调度的智能化发展提供技术支撑。

技术领域

本发明涉及电气工程领域，尤其涉及用于电力系统短期运行调度的一种计及电网拓扑优化的电力系统经济调度方法。

背景技术

电力系统经济调度主要是为应对负荷和不可调度的电源功率的变化，以系统运行经济性为目标，同时满足系统运行的物理和技术约束条件，预先对常规发电机组有功功率进行优化决策，促使发电与负荷按预知轨迹平衡，其实质为固定电网结构下发电跟踪负荷的经济决策。新形势下，随着电力市场竞争机制的不断推进，电力负荷呈现形式多元化发展，风光等可再生能源发电以分布或集中形式大规模地并入电网，电力系统中源网间呈现日趋交织纠结的矛盾，电网构架出现与其不相适应的非同调现象，即输电阻塞问题，该问题仅靠改变发电方式已难以抑制。为有效缓解这一矛盾，在经济调度决策中有效计及电网拓扑优化势在必行。由于电网拓扑改变会涉及到系统连通性问题，如何在保证系统拓扑连通性的条件下在经济调度决策中考虑电网拓扑优化是新形势下提高系统运行经济性以及发电负荷平衡能力的有效途径。计及电网拓扑优化的电力系统经济调度问题从数学意义上讲属于非线性整数规划范畴，具有极高的计算复杂度，如何实现其求解以满足工程应用需求是当前电力工程业界关注的难题。

专利号为CN201110084343.7的中国专利：“消纳风电接入的大电网调度滚动计划方法”，给出了一种消纳风电的大电网调度滚动计划方法，该专利根据时间尺度将调度划分为日前调度计划、日内滚动调度计划和实时调度计划等，能够很好地解决风电接入后对电网运行的影响，从而提高电网运行的安全性和经济性。专利号为CN201210428525.6的中国专利：“一种日前电力系统经济调度的方法”，公开了一种日前电力系统经济调度的方法，该专利建立使电力系统运行成本最小的日前电力系统经济调度模型，并有效包含约束条件使电力系统满足负荷平衡约束、机组运行约束和合同电量约束，并使用预测-校正内点法对模型进行求解，计算效率高，能够满足工程应用需求。专利号为CN201210448967.7的中国专利：“基于安全域的安全约束经济调度方法”，给出了一种基于安全域的安全约束经济调度方法，该方法分别计算系统的有功静态安全域边界系数、割集电压稳定域边界系数和动态安全域边界系数，以此为基础建立基于安全域的安全约束经济调度模型，为在电力系统经济调度问题中处理系统的网络安全约束和协调经济性与安全性提供有效的途径。以上专利所述经济调度均为固定电网结构下发电跟踪负荷的经济决策，而实际上电力系统拓扑具有一定的优化空间，调度决策中忽略这一特点势必会造成调度决策的保守性，特别是在新形势下源网间矛盾日益突出，输电阻塞问题时常发生，在此背景下若仍沿用传统的调度决策方法，放弃可再生能源发电或切负荷情况在所难免。

发明内容

本发明为了解决上述问题，提出了一种计及电网拓扑优化的电力系统经济调度方法，本方法在电力系统调度与控制中心对电网进行经济调度，超前决策电网中常规发电机组有功功率和电网输电元件状态，从而对常规发电机组和电网拓扑进行预先安排，为电力系统调度的智能化发展提供技术支撑。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种计及电网拓扑优化的电力系统经济调度方法，包括以下步骤：

(1)给定常规发电机组成本系数及功率上下限、输电支路参数及最大传输容量、系统负荷功率以及可再生能源发电功率计算参数；