基于虛擬發電機的最優潮流協調優化方法與流程
本發明涉及電網運行分析及調度領域，特別是一種基于虛擬發電機的最優潮流協調優化方法，屬于電網最優潮流優化調度方法。
背景技術：
多年以來，國內的電網網架結構按照分層、分區的原則進行建設和管理。省級調度、網級調度中心通常對220kV及以上的電網進行監視和管轄，地級調度對220kV以下的電網進行監視和管轄。通常在監管模型中，220kV及以下的電網往往會在省網調的能量管理系統中處理成為一個固定負載的等值負荷，類似于一個終端用戶。
在上述情況下，省、網級調度中心的最優潮流的優化僅為對所管轄部分電網的運行優化，一方面，不能考慮到電網潮流優化后會引起地級電網的潮流分布的變化；另一方面，忽視了地級電網自身的調節能力。在目前地級電網接入了很多新能源性質的電源情況下，如果還將地級電網處理成一個固定負載的等值負荷，最優潮流計算出的潮流分布將與實際情況不相適應，從而影響電網的經濟運行。
因此，有必要將省網調的最優潮流和地級調度的最優潮流進行協調優化，既可以在省網調上級電網的優化中考慮下級電網的調節能力，又可以在地級調度的下級電網優化計算中考慮上級電網的優化目標，從而使得省網調和地級調度這樣的上下級電網進行協調最優潮流計算。
技術實現要素：
本發明的目的在于考慮上述問題而提供一種基于虛擬發電機的最優潮流協調優化方法。本發明充分考慮全電網的優化調度能力，以提升電網運行的經濟性。
本發明的技術方案是：本發明的基于虛擬發電機的最優潮流協調優化方法，包括有以下步驟：
1)在上下級電網聯絡的關口母線處人工定義一臺虛擬發電機，該虛擬發電機的初始出力為0，發電機的模型包含有功、無功上下限的屬性；
2)通過現有的能量管理系統獲取各下級電網實時上送的有功、無功可調節范圍；
3)在最優潮流中將各虛擬發電機模型中的有功、無功上下限屬性按2)實時上送的有功、無功調節范圍進行約束設置；
4)上級電網定義費用曲線來對虛擬發電機的調節成本進行建模；
5)啟動最優潮流計算，并將虛擬發電機的優化后出力下發給對應的下級調度；
6)下級電網在建模中也在關口母線處增加一臺虛擬發電機；
7)下級電網根據上級電網下發的虛擬發電機優化目標值來設置本電網模型中的虛擬發電機出力；
8)下級電網根據需要來定義費用曲線來對虛擬發電機的調節成本進行建模；
9)下級電網在最優潮流中將虛擬發電機處理成固定出力節點進行最優潮流的計算。
本發明通過在上、下級電網的最優潮流計算中引入虛擬發電機，在上級電網優化計算中通過虛擬發電機體現下級電網的調節能力，在下級電網優化計算中通過虛擬發電機體現對上級調節要求的響應，從而充分考慮全電網的優化調度能力，以提升電網運行的經濟性。本發明是一種方便實用的基于虛擬發電機的最優潮流協調優化方法。
附圖說明
圖1為本發明的原理圖。
具體實施方式
實施例：
本發明的原理圖如圖1所示，本發明的基于虛擬發電機的最優潮流協調優化方法，包括有以下步驟：
1)在上下級電網聯絡的關口母線處增加一臺虛擬發電機；
2)獲取各下級電網實時上送的有功、無功可調節范圍；
3)在最優潮流中將各虛擬發電機的有功、無功上下限按之前實時上送的有功、無功調節范圍進行約束設置；
4)上級電網定義費用曲線來對虛擬發電機的調節成本進行建模；
5)啟動最優潮流計算，并將虛擬發電機的優化后出力下發給對應的下級調度；
6)下級電網在建模中也在關口母線處增加一臺虛擬發電機；
7)下級電網根據上級電網下發的虛擬發電機出力來設置本電網模型中的虛擬發電機出力；
8)下級電網根據需要來定義費用曲線來對虛擬發電機的調節成本進行建模；
9)下級電網在最優潮流中將虛擬發電機處理成固定出力節點(簡稱PQ節點)進行最優潮流的計算。
本實施例中，上述步驟1)在上下級聯絡的關口母線處設置虛擬發電機的方法是：
使用最優潮流軟件時，在上下級電網聯絡的關口母線處人工定義一臺虛擬發電機，該虛擬發電機的初始出力為0，發電機的模型包含有功、無功上下限的屬性。
本實施例中，上級電網用此虛擬發電機對下級電網的有功、無功調節能力進行建模，即將從下級電網中獲取的有功無功調節能力，賦值給對應發電機的有功、無功上下限。
本實施例中，下級電網用此虛擬發電機來對上級電網的優化目標進行建模，即用此虛擬發電機的出力目標屬性來接收從上級電網獲得到的目標出力。
本實施例中，上級電網進行最優潮流計算時將下級電網上送的有功、無功調節能力作為虛擬發電機的出力約束。
本實施例中，下級電網進行最優潮流計算時按上級電網下發的有功、無功出力優化目標將虛擬發電機處理成PQ節點。
本實施例中，上述步驟2)中，獲取各下級電網實時上送的有功、無功可調節范圍。
本實施例中，上述步驟3)中，在最優潮流中將各虛擬發電機的有功、無功上下限按之前實時上送的有功、無功調節上下限進行對應的賦值處理，形成虛擬發電機出力的上下限約束。
本實施例中，上述步驟5)中，啟動常規最優潮流計算，并將虛擬發電機的優化后出力下發給對應的下級調度。
本實施例中，上述步驟6)中，下級電網在建模中也在關口母線處人工定義一臺虛擬發電機。
本實施例中，上述步驟7)下級電網根據上級電網下發的虛擬發電機出力來設置本電網模型中的虛擬發電機出力。
本實施例中，上述步驟4)及步驟8)中，用費用曲線對上級電網及下級電網的有功、無功協調的成本進行建模計算，費用曲線采用通用成本函數來描述，支持多項式和分段線性成本。
本實施例中，上述步驟9)中，最優潮流中對虛擬發電機的調節成本函數的處理方法如下：
①對最優潮流擴展成如下形式的優化問題:
s.t
g(x)＝0
h(x)≤0
xmin≤x≤xmax
zmin≤z≤zmax
其中，fu(x,z)為虛擬發電機的費用約束。
上面公式中，H是nω×nω維的對稱矩陣，N是nω×(nx+nz)維的矩陣，其它的參數都是nω×1的向量。
②ω可通過N線性變換及偏移獲得
接下來對u的每個元素按下面的帶死區標量函數處理以獲取相應的ω的元素：
上式中ki指定死區的范圍，mi是一個簡單的標量，是根據di的值選擇的預定義標量函數：
上式中，di＝1時，虛擬發電機的調節成本用分段線性函數描述，di＝2時，虛擬發電機的調節成本可以用二次多項式來描述。
- 還沒有人留言評論。精彩留言會獲得點贊！