[发明专利]一种交直流混联电网外送断面输送功率优化方法

说明书

技术领域

本发明的实施例涉及电力传输功率的优化，具体而言，涉及一种交直流混联电网外送断面输送功率优化方法。

背景技术

随着电力系统的发展，电网规模越来越大，全国各大区域间的电网互联已成为一种趋势。由于国内能源分布以及经济发展的不均衡，常常需要区域间进行大量的能量传输，而当传送功率超过安全极限时，就可能引发系统振荡、电压崩溃以至大面积停电事故。为了降低区域互联电网间的输送功率损耗，并保证电网安全、经济运行，就应对电网向外传输的功率值进行优化分配，合理地对控制变量、状态变量及变量函数的物理限制和运行限制进行调节，使电力部门及用户总体设备的运行指标达到最佳状态，并且获得电网传输断面传输功率的最优分配值。

目前，电网外送断面传输功率值均由运行人员依据线路额定传输功率，按实际运行经验给出。但是，随着电力系统的日益扩大，电网的运行方式越来越复杂，需要考虑的问题也越来越多，为了得到较为满意的结果，运行人员往往需要反复多次尝试调整参数，但是有时即使耗费大量的时间和精力都很难找到满意的优化结果。断面传输功率是指联接两个区域电网间的一组输电线路的总传输功率值。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术中的上述缺陷，提供一种交直流混联电网外送断面输送功率优化方法；该优化方法能够在满足电网外送功率的前提下，求取网损最小的电网外送断面交、直流通道输送功率最优分配，并按BPA软件的数据格式给出最优潮流结果，其优化结果能够直接采用BPA软件进行验算，且优化后的潮流各项主要参数均在标准规定的范围内。

为实现上述发明目的，本发明采用了如下技术方案：一种交直流混联电网外送断面输送功率优化方法，见图1，包括以下步骤：

步骤一，读入并利用自定义数据接口模块解析包含有电力系统的网络结构和运行数据的BPA潮流格式原始数据报表。然后设置控制变量和约束条件，其中的控制变量包含了发电机有功、无功出力，高压直流系统中的各运行参数(如直流电压，各控制角)等等；约束条件包含了对控制变量上下界及节点电压、线路功率约束、以及系统潮流约束。系统潮流约束用于保证获得满足当前电网外送功率的前提下的各交、直流通道输送功率最优分配值时，被评估电力系统始终满足系统潮流约束。上述自定义数据接口模块解析过程是将BPA软件格式的电网原始数据文件转化成优化计算所需格式，如TXT格式。

步骤二，初始化各个控制参数及状态变量；

步骤三，对节点顺序进行优化编号，使形成的矩阵在三角分解的过程中保持稀疏性，减少非零注入元，节约内存和计算时间。本方法中采用的是静态节点优化编号，可以取得比较好的效果。

步骤四，进行潮流计算，并判定是否收敛：若对偶间隙符合精度要求，则当前结果为最优值，计算结束，跳转至步骤七；若迭代次数小于设定值，进入步骤五；若迭代次数超出设定值，说明程序在预设的约束条件下无法找到最优值，跳转至步骤六，随后将进行不收敛性分析。

步骤五，首先计算扰动因子。然后形成修正方程并求解，得出各控制变量及状态变量的修正量。接着对发电机有功及无功出力、高压直流系统中的各运行参数和节点电压相角等等变量进行修正。再求取原始对偶步长，在步长的基础上更新各个变量值，该步长能确保各变量在每次迭代修正后不超出事先给定的约束值。最后计算互补间隙，迭代次数加1后返回步骤四，重新进行潮流计算并判定是否收敛。

步骤六，分析节点的有功最大平衡量和无功最大平衡量，查看该节点附近的负荷、发电机出力及无功补偿设置是否合理。分析对偶变量(对应于不等式约束，如线路功率限制)，当该变量的绝对值大于1时表示其对应的约束已达边界或越限，以此可分析所有的不等式约束条件，找到限制设置不合理的部分，估计该数据样本不收敛的问题何在。最后依据不收敛性分析结果，调整网络参数，返回步骤四，重新进行潮流计算并判定是否收敛。

若迭代次数达到预先设定的最大值时仍不收敛，则进行不收敛性分析。

步骤七，计算结果收敛，然后利用BPA电力系统计算分析软件对当前输出数据进行校核计算，如果对比校核后均没有出现电压越限、电流越限或功率越限，就说明对比校核的结果获得通过，则获得当前满足电网外送功率的前提下，各交、直流通道输送功率最优分配值。

相比于现有技术，本发明的优势有以下两点：