[发明专利]基于概率潮流的输电线路利用率计算方法

摘要

本发明涉及电力系统输电网规划领域，为辅助电网规划人员评估未来电网容量裕度、甄别系统薄弱环节识别和不合理网架结构、平衡电网规划方案的可靠性和经济性等，本发明采取的技术方案是，基于概率潮流的输电线路利用率计算方法，包括如下步骤：步骤1）：对输电线路利用率进行定义说明：步骤2）：建立未来N年负荷概率分布模型和发电机停运概率模型；步骤3）：生成随机负荷和发电机随机停运状态；步骤4）：以各发电机组总出力成本最低为经济分配目标函数，同时满足约束条件；步骤5）：通过直流潮流或交流潮流方法计算线路潮流值；步骤6）：记录线路每次仿真得到的线路潮流值。本发明主要应用于电力系统输电网规划。

主权项

1.一种基于概率潮流的输电线路利用率计算方法，其特征是，包括如下步骤：步骤1)：对未来N年输电线路利用率进行定义说明：选用“未来N年各小时输送电量总值占理论极限输送电量的比例”反映未来电网线路的平均利用情况，即采用未来N年线路的传输功率的概率分布函数表示未来线路传输电量的分布情况，其中N表示规划周期年，未来N年输电线路利用率计算公式如下： I = ∫ f ( S ) dS C - - - ( 1 ) ]]>式中，I为未来N年输电线路利用率，S为线路流过的视在功率，f(S)为未来N年线路上出现视在功率S时对应的概率值，C为该线路的额定容量，对于考察期内存在双向电量传输的线路，分子应为传输功率数值之和；步骤2)：建立未来N年负荷概率分布模型和发电机停运概率模型；步骤3)：根据负荷概率分布和发电机停运概率分布进行蒙特卡罗抽样，生成随机负荷和发电机随机停运状态；步骤4)：根据系统总负荷值、系统总网损值以及各台发电机停运状态，进行发电机组经济分配优化，以各发电机组总出力成本最低为经济分配目标函数，同时满足约束条件；步骤5)：根据各负荷值和各发电机组出力，通过直流潮流或交流潮流方法计算线路潮流值；步骤6)：记录线路每次仿真得到的线路潮流值，获得传输功率的概率分布函数，利用公式(1)以及线路的额定传输容量值计算输电线路利用率。如权利要求1所述的基于概率潮流的输电线路利用率计算方法，其特征是：在步骤2)中，建立未来N年负荷概率分布模型具体包括如下步骤：1)、电网规划人员通过总量负荷预测，估算出未来N年中每年系统负荷点的负荷峰值：P_peak1，P_peak2，…，P_peakN，其中P_peak1、P_peak2、P_peakN分别表示未来第1年、未来第2年以及未来第N年该负荷点的负荷峰值，下标peak表示最大值的含义；2)、根据该地区历史等效年负荷持续曲线(LoadDurationCurve，LDC)曲线数据以及各预测年的负荷峰值，制定出各预测年的LDC曲线，根据各预测年的时负荷分布获得未来N年的LDC曲线；3)、对未来N年的LDC曲线进行分析，取曲线中最小负荷P_min和最大负荷P_max，将区间[P_min，P_max]平分成M个子区间，M表示子区间总数，并用其区间负荷中值代表：P_int1，P_int2，…，P_intM，其中P_int1、P_int2、P_intM分别表示第1、2、M个子区间的负荷中值，下标int表示区间的含义；负荷落在每个子区间的时间分别为：T_int1，T_int2，…，T_intM，其中T_int1、T_int2、T_intM分别表示负荷落在第1、2、M个子区间的时间，则第k个子区间的负荷分布概率p_k可表示为： p k = T intk 8760 × N ]]>k＝1，2，3，...，M(2a) Σ k = 1 M p k = 1 - - - ( 2 b ) ]]>其中，k表示子区间编号，T_intk表示负荷落在第k个子区间的时间；建立未来N年发电机停运模型：假设发电机存在两种状态：(1)检修或故障造成停运状态；(2)正常运行状态，其概率分布函数符合两点分布，根据机组的强迫停运率对其随机状态抽样。如权利要求1所述的基于概率潮流的输电线路利用率计算方法，其特征是：在步骤4)中，经济分配目标函数： min F = Σ m = 1 N G ( a m × P m 2 + b m × P m + c m ) - - - ( 3 ) ]]>式中，F表示发电机出力总成本，为发电机有功功率的二次函数，m表示发电机编号，N_G表示系统发电机组数，P_m表示第m台发电机输出有功功率，a_m、b_m、c_m为第m台发电机的成本系数；经济分配约束条件：1)功率平衡约束条件 Σ m = 1 N G P m = P LOAD + P LOSS - - - ( 4 ) ]]>式中，P_LOAD表示系统的总负荷，下标LOAD表示负荷的含义，P_LOSS表示系统的总网损，下标LOSS表示网损的含义；2)发电机组功率上下限条件： P m min ≤ P m ≤ P m max - - - ( 5 ) ]]>式中，P_m^min和P_m^max分别为第m台发电机有功功率最小值和最大值。