一种应对功率缺失的省级电网区域互济贡献水平评价方法

摘要

本发明公开了一种应对功率缺失的省级电网区域互济贡献水平评价方法，包括以下步骤：1)将参与区域互济的电网划分为跨区联络线支援电网、跨省联络线支援电网；2)根据跨省联络线支援电网的负荷水平、备用容量、电源结构、电网结构，对省级电网区域互济支援能力进行优化评估；3)计算省级电网区域互济的支援度指标和贡献度指标；4)建立基于非线性指数函数的区域互济贡献水平综合评价指标模型；5)计算出应对大功率功率缺失的省级电网区域互济贡献水平评价结果。本发明有助于充分调动省级电网的区域互济积极性，提高大电网应对功率缺失的安全运行水平。

说明书

技术领域

本发明涉及一种应对功率缺失的省级电网区域互济贡献水平评价方法，属于电力系统调度自动化技术领域。

背景技术

随着特高压互联电网建设的不断深入，电网运行一体化程度大大提高，已经发展为以特高压主网架连接的统一电网，各级电网相互影响，交直流交换容量巨大，电网耦合特性凸显。在大规模互联电网的运行环境下，电力系统的安全稳定运行更加依赖于发电端源源不断的输出电能以及跨区联络线的正常工作。一旦出现特高压交直流联络线故障等情况，送端输送功率大幅减小，若不及时调整控制策略和发输电计划，将引发连锁反应，日内调度运行中大规模功率缺失的风险加大。

当出现大规模功率缺失时，受端电网落点省即便立刻调用省内发电资源也往往难以弥补空缺功率。此时，不仅需要在实时控制环节依靠动态ACE等方式快速进行全网功率快速支援，实现频率恢复，还迫切需要充分发挥跨区跨省联络线调整及受端电网非AGC机组的作用，在较短时间内，快速对日内长时段尺度进行计划调整实现区域互济。

大规模功率缺失将不可避免的牵涉到国、分、省多级调度之间的协调，而各级调度中心的调管范围相对独立又互相关联。大规模功率缺失时，需要考虑各级调度中心能否支撑以及能够在多大程度上支撑互联大电网的区域互济。同时，衡量区域互济贡献程度，可以更加全面的了解各省级电网的发输电调度情况，为区域互济的潮流转移提供更加科学的决策支持。因此，大规模功率缺失下的省级电网区域贡献互济水平评价，是国分省日内计划一体化优化调整模型改进、决策支持的重要依据。如何准确评价各省级电网在区域互济中的贡献度，尚缺乏有效的技术手段。目前在出现大规模功率缺额需要跨区跨省大范围调整时，还主要依靠调度人员人工调整方式，这种方式已无法适应日趋复杂精细化的大电网调度工作。

发明内容

为解决现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种应对功率缺失的省级电网区域互济贡献水平评价方法，实现对区域互济贡献度的在线自动计算分析，便于及时掌握区域互济的成效，合理分析各省级电网在日内计划调整中的承担责任，更好地指导大规模功率缺失下的多级调度区域互济。

为了实现上述目标，本发明采用如下的技术方案：

一种应对功率缺失的省级电网区域互济贡献水平评价方法，其特征是，包括如下步骤：

1)确定电网中参与区域互济的省级电网范围，按照联络线在多级调度中的支援范围，将参与区域互济的省级电网划分为跨区联络线支援电网、跨省联络线支援电网；

2)优化评估各省级电网的区域互济支援能力：获取所有跨省联络线支援的省级电网的负荷水平、备用容量、电源结构、电网结构数据，建立省级电网区域互济支援能力的优化评估模型，对省级电网的运行状况进行综合评估，获得各省级电网应对大规模功率缺失的区域互济支援能力；

3)获取省级电网区域互济支援度指标：获取省级电网应对大规模功率缺失的区域互济潮流转移量，基于省级电网区域互济支援能力，计算省级电网区域互济支援度指标；所述支援度定义为区域互济潮流转移量占支援能力的比重，用于评价各省级电网在自身负荷水平、电源结构、电网结构等条件下的支援力度；

4)获取省级电网区域互济贡献度指标：获取大规模功率缺失的区域互济潮流需求量，计算省级电网区域互济贡献度指标；所述贡献度定义为区域互济潮流转移量占需求量的比重，用于评价各省级电网在区域互济中的贡献力度；

5)计算省级电网区域互济贡献水平综合指标：基于区域互济的支援度指标和贡献度指标，计算应对大功率功率缺失的省级电网区域互济贡献水平综合指标。

前述的一种应对功率缺失的省级电网区域互济贡献水平评价方法，其特征是，所述步骤2)中优化模型的目标函数为其中，T为省级电网参与区域互济的联络线数；f_t为联络线t的实时计划出力。

前述的一种应对功率缺失的省级电网区域互济贡献水平评价方法，其特征是，所述步骤2)中优化模型的约束条件其中，Tie为省级电网联络线数；I为发电机组数；P_i为机组i的实时计划出力；L为系统的总负荷；f_t,max为联络线t的传输限值；R_i为机组i提供的备用；P_i,max和P_i,min分别表示机组i发电出力的上下限；Q为系统的备用需求；P_i,0为机组i的实时出力；Δ_i为机组i每时段爬坡速率的最大值；和p_ij分别表示支路ij的潮流上下限，p_ij为支路ij的潮流。

前述的一种应对功率缺失的省级电网区域互济贡献水平评价方法，其特征是，所述步骤3)中支援度指标为：其中，M_s为省级电网s的支援度；C_s为省级电网s的区域互济潮流转移量；F_s为省级电网s的区域互济支援能力。

前述的一种应对功率缺失的省级电网区域互济贡献水平评价方法，其特征是，所述步骤4)中的贡献度指标为：其中，N_s为省级电网s的贡献度；C_s为省级电网s的区域互济潮流转移量；V_s为区域互济潮流需求量。

前述的一种应对功率缺失的省级电网区域互济贡献水平评价方法，其特征是，所述步骤5)中省级电网区域互济贡献水平综合指标为：其中，Y_s为省级电网s的贡献水平综合评价指标；K取小于1的整数，当K取较小值时，Y_s衰减趋势较明显，当K取较大值时，Y_s衰减趋势较平缓。

本发明所达到的有益效果：本发明评价超短期调度运行条件下的省级电网区域互济贡献水平，可以提前防范大规模功率缺失对电网安全运行带来的风险，可以深度感知当前运行环境下电网区域互济的支援能力，可以准确评价各省级电网在区域互济中的贡献度，实现对区域互济贡献度的在线自动计算分析，可以为调度人员进行日内实时计划调整提供有效的参考依据，大大提高了电网应对大规模功率缺失的安全运行水平。

附图说明

图1是本方法的流程图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。

随着特高压互联电网规模不断扩大，日内调度运行中大规模功率缺失风险加大。当出现特高压直流闭锁时，受端电网产生1000MW以上的大规模功率缺失。通过调整跨区跨省联络线功率计划，弥补受端电网的空缺功率。此时，开展省级电网区域互济贡献水平评价，实现对区域互济贡献度的在线自动计算分析，便于及时掌握区域互济的成效，更好地指导大规模功率缺失下的多级调度区域功率支援与日内计划调整。

本方法的具体步骤为：

1)确定电网中参与区域互济的省级电网范围，按照联络线在多级调度中的支援范围，将参与区域互济的省级电网划分为跨区联络线支援电网、跨省联络线支援电网。

2)优化评估各省级电网的区域互济支援能力：获取所有跨省联络线支援的省级电网的负荷水平、备用容量、电源结构、电网结构数据，建立省级电网区域互济支援能力的优化评估模型，对省级电网的运行状况进行综合评估，获得各省级电网应对大规模功率缺失的区域互济支援能力。

本实施例中优化模型的目标函数为其中，T为省级电网参与区域互济的联络线数；f_t为联络线t的实时计划出力。

约束条件其中，Tie为省级电网联络线数；I为发电机组数；P_i为机组i的实时计划出力；L为系统的总负荷；f_t,max为联络线t的传输限值；R_i为机组i提供的备用；P_i,max和P_i,min分别表示机组i发电出力的上下限；Q为系统的备用需求；P_i,0为机组i的实时出力；Δ_i为机组i每时段爬坡速率的最大值；和p_ij分别表示支路ij的潮流上下限，p_ij为支路ij的潮流。

3)获取省级电网区域互济支援度指标：获取省级电网应对大规模功率缺失的区域互济潮流转移量，基于省级电网区域互济支援能力，计算省级电网区域互济支援度指标；所述支援度定义为区域互济潮流转移量占支援能力的比重，用于评价各省级电网在自身负荷水平、电源结构、电网结构等条件下的支援力度。

支援度指标为：其中，M_s为省级电网s的支援度；C_s为省级电网s的区域互济潮流转移量；F_s为省级电网s的区域互济支援能力。

4)获取省级电网区域互济贡献度指标：获取大规模功率缺失的区域互济潮流需求量，计算省级电网区域互济贡献度指标；所述贡献度定义为区域互济潮流转移量占需求量的比重，用于评价各省级电网在区域互济中的贡献力度。

贡献度指标为：其中，N_s为省级电网s的贡献度；C_s为省级电网s的区域互济潮流转移量；V_s为区域互济潮流需求量。

5)计算省级电网区域互济贡献水平综合指标：基于区域互济的支援度指标和贡献度指标，计算应对大功率功率缺失的省级电网区域互济贡献水平综合指标。

省级电网区域互济贡献水平综合指标为：其中，Y_s为省级电网s的贡献水平综合评价指标；K取小于1的整数，当K取较小值时，Y_s衰减趋势较明显，当K取较大值时，Y_s衰减趋势较平缓。

本发明能够在省级电网实时运行方式变化的条件下，动态地考虑电网区域互济应急支援能力的限制条件，在保障电网安全运行的前提下，获得省级电网区域互济的支援能力。区域互济贡献水平评价指标考虑了省级电网的贡献力度及自身支援能力，获得了更加全面的综合性评价指标。对评价结果进行分析，电网的潮流转移贡献度越大、支援度越大，区域互济贡献水平的评价越高，能够正确反映省级电网在区域互济中的贡献水平

相对于现有技术中的内容来说，本发明的方法具有以下特点和功能：

1)方法能够基于省级电网调度运行的实际情况，综合考虑与区域互济支援能力相关的各类因素，通过建立合理的优化评估模型，在电网的安全运行域内获得省级电网应对大规模功率缺失的区域互济支援能力。

2)方法提出了省级电网区域互济的支援度指标与贡献度指标，从多个不同角度评价省级电网区域互济贡献水平，保障了评价结果的合理性，避免了单一指标造成的评价片面性。

3)方法对支援度与贡献度等分散指标进行了融合，构建了基于非线性指数函数的省级电网区域互济贡献水平综合评价指标，更符合电网强非线性的本质特征，评价指标也更易于表征各省级电网的贡献水平。

综上所述，本方法实现对区域互济贡献度的综合评价及在线自动计算，不需要大量人力的参与，计算速度可以满足实际应用的需要，有效地解决了传统的日内计划调整责任分析需要大量人力，依靠经验，效率低，难以有效考虑省级电网调度运行实际情况的弊病，具有广泛的推广前景。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本发明的保护范围。