[发明专利]一种基于交流潮流灵敏度的线路阻塞消除方法

说明书

本发明属于配电园区综合能源领域，具体涉及一种基于交流潮流灵敏度的线路阻塞消除方法。本发明基于交流潮流灵敏度模型，可根据电力系统当前的实际运行状况来获得灵敏度矩阵，且对于R/X较大的园区配电网系统来说计算结果精确度高，能够反映系统的实际情况。该方法有利于真正找出引起线路阻塞责任较大的节点并基于“责权匹配”的理念让其削减更多的用电权，真正体现用电权分配的合理性。该方法仅需求出与阻塞线路相关的灵敏度元素，因此可以设法只求出与这些元素相关的雅可比矩阵逆阵元素。这将显著加快基于灵敏度的阻塞管理求解过程。

技术领域

本发明属于配电园区综合能源领域，具体涉及一种基于交流潮流灵敏度的线路阻塞消除方法。

背景技术

在电力供应存在短缺，同时各节点柔性负荷调控资源已用尽的情况下，由于电源、负荷的分布不均及负荷的用能差异，使得某些输电线路发生输电阻塞。输电线路是将电能从发电机送往用户的通道，由于输电线路有其输送容量的极限，当某条输电线路的潮流量达到或超过其输送容量的极限时，就会发生输电阻塞现象。在理想的电力市场环境下，电力系统中任意节点的发电机可以自由地向任意节点的负荷供电，从而保证市场的最大自由度。然而输电系统的一个基本特性--安全性极大地限制了这种自由度。阻塞分割了完整的电力市场，削弱竞争机制，导致发电资源在整个网络中优化配置失效，减少了市场效率。

目前，一般采用优化潮流的方法来解决线路阻塞问题。如CN110348610A公开了一种基于技术型虚拟电厂的配电网阻塞管理方法，该方法根据原始数据构建以VPP利润最大为优化目标的VPP经济调度模型，求解该模型得到各聚合单元的调度方案；构造潮流计算优化模型，得到配电网各节点的电压和相角，并计算各线路潮流；当线路潮流越限时，则以调整节点数和系统调整量最小为优化目标建立VPP安全校正优化模型，通过引入权重和极大值将多目标优化问题转化为具有优先级的单目标优化问题，得到各聚合单元校正量。此种方法可有效消除线路阻塞问题。CN113300477A公开了一种中心城区电网储能配置的优化方法，该方法首先建立目标网架数据模型、节点电价与储能容量关联模型；然后确定目标网架直流潮流结果并计算节点边际电价结果、电源出力；最后确定节点边际电价是否上浮，若上浮，则计算上浮系数并通过预设的节点储能配置优化模型确定最优储能配置方案；若未上浮，则根据预设的安全校核规则对目标网架中双回线路进行安全校核，该方法可消除因线路阻塞引起的节点边际电价上抬现象。CN104158188A公开了一种可中断负荷参与下的输电阻塞消除方法，该方法根据边际价值评价用户损失来构建协调机组出力调整与可中断负荷调度的直流最优潮流模型，最后采用灵敏度方法消除阻塞线路。

上述传统的灵敏度分析方法通过构造消除输电阻塞的数学模型，讨论分别以发电机的发电功率以及负荷的调整容量之总和最小为目标、以发电机的发电功率及负荷的调整成本之总和最小为目标等两种优化目标下来消除输电阻塞。但是，求解灵敏度矩阵的时候存在速度较慢的缺点，尤其是对于多条线路同时过载的情况，每一次调整都需要重新计算系统的雅克比矩阵和灵敏度系数，这样导致调整速度受到了限制。此外，直流潮流灵敏度模型具有计算速度快但灵敏度仅与网络结构有关的特点。对于一个系统，无论其运行状态如何，其灵敏度矩阵只需要计算1次，但是不能反映无功功率的影响及系统的动态特性，因而也具有较大的误差。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供了一种基于交流潮流灵敏度的线路阻塞消除方法，交流潮流灵敏度模型的计算速度较直流潮流模型慢，但可以根据系统当前的实际运行状况来获得灵敏度矩阵，且对于R/X较大的园区配电网系统来说计算结果精确度高，能够反映系统的实际情况。本发明利用交流潮流灵敏度模型，提出一种基于交流潮流灵敏度的线路阻塞消除方法。该方法首先通过计算线路潮流来寻找阻塞最严重的支路，然后计算阻塞支路与各节点功率的灵敏度系数，最后根据灵敏度系数分配用电权。该方法有利于真正找出引起线路阻塞责任较大的节点并基于“责权匹配”的理念让其削减更多的用电权，真正体现用电权分配的合理性。若存在多条线路阻塞，先从阻塞程度最大的支路开始分配，直至阻塞消除。实际上，该方法仅需求出与阻塞线路相关的灵敏度元素，因此可以设法只求出与这些元素相关的雅可比矩阵逆阵元素。这将显著加快基于灵敏度的阻塞管理求解过程。具体技术方案如下：