本發(fā)明的實(shí)施例涉及電力傳輸功率的優(yōu)化，具體而言，涉及一種交直流混聯(lián)電網(wǎng)外送斷面輸送功率優(yōu)化方法。
背景技術(shù)：
：隨著電力系統(tǒng)的發(fā)展，電網(wǎng)規(guī)模越來越大，全國各大區(qū)域間的電網(wǎng)互聯(lián)已成為一種趨勢(shì)。由于國內(nèi)能源分布以及經(jīng)濟(jì)發(fā)展的不均衡，常常需要區(qū)域間進(jìn)行大量的能量傳輸，而當(dāng)傳送功率超過安全極限時(shí)，就可能引發(fā)系統(tǒng)振蕩、電壓崩潰以至大面積停電事故。為了降低區(qū)域互聯(lián)電網(wǎng)間的輸送功率損耗，并保證電網(wǎng)安全、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，就應(yīng)對(duì)電網(wǎng)向外傳輸?shù)墓β手颠M(jìn)行優(yōu)化分配，合理地對(duì)控制變量、狀態(tài)變量及變量函數(shù)的物理限制和運(yùn)行限制進(jìn)行調(diào)節(jié)，使電力部門及用戶總體設(shè)備的運(yùn)行指標(biāo)達(dá)到最佳狀態(tài)，并且獲得電網(wǎng)傳輸斷面?zhèn)鬏敼β实淖顑?yōu)分配值。目前，電網(wǎng)外送斷面?zhèn)鬏敼β手稻蛇\(yùn)行人員依據(jù)線路額定傳輸功率，按實(shí)際運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)給出。但是，隨著電力系統(tǒng)的日益擴(kuò)大，電網(wǎng)的運(yùn)行方式越來越復(fù)雜，需要考慮的問題也越來越多，為了得到較為滿意的結(jié)果，運(yùn)行人員往往需要反復(fù)多次嘗試調(diào)整參數(shù)，但是有時(shí)即使耗費(fèi)大量的時(shí)間和精力都很難找到滿意的優(yōu)化結(jié)果。斷面?zhèn)鬏敼β适侵嘎?lián)接兩個(gè)區(qū)域電網(wǎng)間的一組輸電線路的總傳輸功率值。技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：本發(fā)明的目的在于針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中的上述缺陷，提供一種交直流混聯(lián)電網(wǎng)外送斷面輸送功率優(yōu)化方法；該優(yōu)化方法能夠在滿足電網(wǎng)外送功率的前提下，求取網(wǎng)損最小的電網(wǎng)外送斷面交、直流通道輸送功率最優(yōu)分配，并按bpa軟件的數(shù)據(jù)格式給出最優(yōu)潮流結(jié)果，其優(yōu)化結(jié)果能夠直接采用bpa軟件進(jìn)行驗(yàn)算，且優(yōu)化后的潮流各項(xiàng)主要參數(shù)均在標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的范圍內(nèi)。為實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明采用了如下技術(shù)方案：一種交直流混聯(lián)電網(wǎng)外送斷面輸送功率優(yōu)化方法，見圖1，包括以下步驟：步驟一，讀入并利用自定義數(shù)據(jù)接口模塊解析包含有電力系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)和運(yùn)行數(shù)據(jù)的bpa潮流格式原始數(shù)據(jù)報(bào)表。然后設(shè)置控制變量和約束條件，其中的控制變量包含了發(fā)電機(jī)有功、無功出力，高壓直流系統(tǒng)中的各運(yùn)行參數(shù)(如直流電壓，各控制角)等等；約束條件包含了對(duì)控制變量上下界及節(jié)點(diǎn)電壓、線路功率約束、以及系統(tǒng)潮流約束。系統(tǒng)潮流約束用于保證獲得滿足當(dāng)前電網(wǎng)外送功率的前提下的各交、直流通道輸送功率最優(yōu)分配值時(shí)，被評(píng)估電力系統(tǒng)始終滿足系統(tǒng)潮流約束。上述自定義數(shù)據(jù)接口模塊解析過程是將bpa軟件格式的電網(wǎng)原始數(shù)據(jù)文件轉(zhuǎn)化成優(yōu)化計(jì)算所需格式，如txt格式。步驟二，初始化各個(gè)控制參數(shù)及狀態(tài)變量；步驟三，對(duì)節(jié)點(diǎn)順序進(jìn)行優(yōu)化編號(hào)，使形成的矩陣在三角分解的過程中保持稀疏性，減少非零注入元，節(jié)約內(nèi)存和計(jì)算時(shí)間。本方法中采用的是靜態(tài)節(jié)點(diǎn)優(yōu)化編號(hào)，可以取得比較好的效果。步驟四，進(jìn)行潮流計(jì)算，并判定是否收斂：若對(duì)偶間隙符合精度要求，則當(dāng)前結(jié)果為最優(yōu)值，計(jì)算結(jié)束，跳轉(zhuǎn)至步驟七；若迭代次數(shù)小于設(shè)定值，進(jìn)入步驟五；若迭代次數(shù)超出設(shè)定值，說明程序在預(yù)設(shè)的約束條件下無法找到最優(yōu)值，跳轉(zhuǎn)至步驟六，隨后將進(jìn)行不收斂性分析。步驟五，首先計(jì)算擾動(dòng)因子。然后形成修正方程并求解，得出各控制變量及狀態(tài)變量的修正量。接著對(duì)發(fā)電機(jī)有功及無功出力、高壓直流系統(tǒng)中的各運(yùn)行參數(shù)和節(jié)點(diǎn)電壓相角等等變量進(jìn)行修正。再求取原始對(duì)偶步長，在步長的基礎(chǔ)上更新各個(gè)變量值，該步長能確保各變量在每次迭代修正后不超出事先給定的約束值。最后計(jì)算互補(bǔ)間隙，迭代次數(shù)加1后返回步驟四，重新進(jìn)行潮流計(jì)算并判定是否收斂。步驟六，分析節(jié)點(diǎn)的有功最大平衡量和無功最大平衡量，查看該節(jié)點(diǎn)附近的負(fù)荷、發(fā)電機(jī)出力及無功補(bǔ)償設(shè)置是否合理。分析對(duì)偶變量(對(duì)應(yīng)于不等式約束，如線路功率限制)，當(dāng)該變量的絕對(duì)值大于1時(shí)表示其對(duì)應(yīng)的約束已達(dá)邊界或越限，以此可分析所有的不等式約束條件，找到限制設(shè)置不合理的部分，估計(jì)該數(shù)據(jù)樣本不收斂的問題何在。最后依據(jù)不收斂性分析結(jié)果，調(diào)整網(wǎng)絡(luò)參數(shù)，返回步驟四，重新進(jìn)行潮流計(jì)算并判定是否收斂。若迭代次數(shù)達(dá)到預(yù)先設(shè)定的最大值時(shí)仍不收斂，則進(jìn)行不收斂性分析。步驟七，計(jì)算結(jié)果收斂，然后利用bpa電力系統(tǒng)計(jì)算分析軟件對(duì)當(dāng)前輸出數(shù)據(jù)進(jìn)行校核計(jì)算，如果對(duì)比校核后均沒有出現(xiàn)電壓越限、電流越限或功率越限，就說明對(duì)比校核的結(jié)果獲得通過，則獲得當(dāng)前滿足電網(wǎng)外送功率的前提下，各交、直流通道輸送功率最優(yōu)分配值。相比于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明的優(yōu)勢(shì)有以下兩點(diǎn)：1、該優(yōu)化方法能夠在滿足交直流混聯(lián)電網(wǎng)外送功率給定的前提下，求取網(wǎng)損最小的電網(wǎng)外送斷面交、直流通道輸送功率最優(yōu)分配值，并按bpa軟件的數(shù)據(jù)格式給出最優(yōu)潮流結(jié)果，其優(yōu)化結(jié)果能夠直接采用bpa軟件進(jìn)行校核分析，最后獲得的驗(yàn)證結(jié)果可以直接用于指導(dǎo)編制電網(wǎng)運(yùn)行方式，以確保電網(wǎng)安全、經(jīng)濟(jì)的運(yùn)行。2、該優(yōu)化方法可使交直流混聯(lián)電網(wǎng)外送斷面輸送功率中各通道分配值的編制變得簡單易行，縮短了工作流程和制定時(shí)間，減輕運(yùn)行人員工作強(qiáng)度和壓力，全面提高電網(wǎng)運(yùn)行的電壓質(zhì)量和經(jīng)濟(jì)性。附圖說明為了更清楚地說明本發(fā)明實(shí)施例的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或相關(guān)技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅涉及本發(fā)明的一些實(shí)施例，并非對(duì)本發(fā)明的限制。圖1是本發(fā)明的優(yōu)化方法的流程圖。具體實(shí)施方式為了能夠更清楚地理解本發(fā)明的上述目的、特征和優(yōu)點(diǎn)，下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明技術(shù)方案作進(jìn)一步非限制性的詳細(xì)描述。實(shí)施例1：我國某地區(qū)實(shí)際電網(wǎng)為例，對(duì)2015年的豐大方式及枯大方式外送斷面輸送功率進(jìn)行優(yōu)化說明：該優(yōu)化區(qū)域在該年的豐大方式外送容量為24535mw，直流通道送出22600mw，交流通道送出1935mw。其中包含有5條直流通道，4條交流通道。在優(yōu)化前，因高壓直流通道的增加，直流輸送功率增大，導(dǎo)致了交流通道不能充分利用。電網(wǎng)外送斷面輸送功率的優(yōu)化過程大致是：首先讀入并解析bpa軟件格式的電網(wǎng)數(shù)據(jù)，設(shè)定該電網(wǎng)的優(yōu)化變量為電廠的有功無功出力、直流通道的輸送功率、直流電壓、控制角等參數(shù)；接著進(jìn)行迭代計(jì)算，不斷修正優(yōu)化變量，直至計(jì)算精度滿足要求，最后獲得的結(jié)果便滿足電網(wǎng)外送功率的前提下，各交、直流通道輸送功率最優(yōu)分配值。豐大方式優(yōu)化前后交直流通道功率分配如表1所示。表1：單位：mw項(xiàng)目優(yōu)化前優(yōu)化后1、直流線路2260021592a直流50005000b直流50005000c直流64005952d直流32003000e直流300026402、交流線路19352931f～g(雙回)600600h～i-105198j～k(雙回)8961358l～i5447753、外送總規(guī)模2453524523由表1可以看出，該區(qū)域電網(wǎng)外送交流通道的輸送容量由優(yōu)化前的1935mw增加至優(yōu)化后的約2931mw。優(yōu)化前，f～g、h～i、j～k、l～i四回500kv線路的平均輸送容量僅333mw，遠(yuǎn)低于500kv線路的最優(yōu)輸送能力(約1000mw)，線路存在通道能力利用不充分的現(xiàn)象。優(yōu)化后，四回交流線路的平均輸送容量增加到583mw，該區(qū)域的交流通道的輸送能力得到有效利用。豐大方式優(yōu)化前后網(wǎng)損變化如表2所示。該區(qū)域電網(wǎng)的網(wǎng)損從優(yōu)化前的974.3mw降為945.23mw，降低29.1mw，降幅約3.0％；整個(gè)電網(wǎng)其余地區(qū)網(wǎng)損從3826mw降為3793mw，降低33mw，降幅約0.9％。優(yōu)化后，整個(gè)電網(wǎng)損耗共降低62.1mw。表2：單位：mw項(xiàng)目優(yōu)化前優(yōu)化后網(wǎng)損降低該優(yōu)化區(qū)域網(wǎng)損合計(jì)974.3945.229.1全網(wǎng)其它地區(qū)網(wǎng)損合計(jì)3826379333實(shí)施例2：該優(yōu)化區(qū)域在該年的枯大方式外送容量為15512.3mw，直流通道送出14680mw，交流通道送出832.3mw。其中包含有5條直流通道，4條交流通道。電網(wǎng)外送斷面輸送功率的優(yōu)化過程大致是：首先讀入并解析bpa軟件格式的電網(wǎng)數(shù)據(jù)，設(shè)定該電網(wǎng)的優(yōu)化變量為電廠的有功無功出力、直流通道的輸送功率、直流電壓、控制角等參數(shù)；接著進(jìn)行迭代計(jì)算，不斷修正優(yōu)化變量，直至計(jì)算精度滿足要求，最后獲得的結(jié)果便滿足電網(wǎng)外送功率的前提下，各交、直流通道輸送功率最優(yōu)分配值?？荽蠓绞絻?yōu)化前后交直流通道功率分配如表3所示。表3：單位：mw項(xiàng)目優(yōu)化前優(yōu)化后1、直流線路1468015268a直流35004278b直流35003560c直流44805520d直流32001910e直流002、交流線路832.3233.3f～g(雙回)600208h～i-32.3-67j～k(雙回)1272.3958l～i-1007.7-8653、外送總規(guī)模15512.315501優(yōu)化前，由于枯期水電出力有所減少，該區(qū)域主網(wǎng)少許線路存在“功率倒送”的現(xiàn)象，且潮流較重，與該區(qū)域總體外送流向相反，由此導(dǎo)致的該年枯大方式下潮流損耗較大。優(yōu)化后的潮流分布使得“功率倒送”的現(xiàn)象有所緩解。從該區(qū)域交流外送通道來看，由于直流外送容量有所增加，使得交流外送容量由優(yōu)化前的832mw降至優(yōu)化后的233mw?？荽蠓绞较聝?yōu)化前后網(wǎng)損變化如表4所示。該區(qū)域電網(wǎng)的網(wǎng)損從優(yōu)化前的700.7mw降為607.1mw，降低93.7mw，降幅約13.4％；整個(gè)電網(wǎng)其余地區(qū)網(wǎng)損從2720.3mw降為2638.8mw，降低82mw，降幅約3％。優(yōu)化后，全網(wǎng)損耗共降低175mw，效果顯著。表4：單位：mw項(xiàng)目優(yōu)化前優(yōu)化后網(wǎng)損降低該優(yōu)化區(qū)域網(wǎng)損合計(jì)700.7607.193.6全網(wǎng)其它地區(qū)網(wǎng)損合計(jì)2720.32638.881.5綜上所述，通過上述的兩個(gè)例子，由于合理調(diào)整發(fā)電機(jī)組的有功與無功出力及高壓直流系統(tǒng)運(yùn)行參數(shù)；可以使被優(yōu)化區(qū)域的電網(wǎng)外送斷面輸送功率在滿足要求的前提下合理分配，并使全網(wǎng)網(wǎng)損得到有效降低。其中，電壓水平，線路功率均在合理水平內(nèi)，從而使得電網(wǎng)處于安全、經(jīng)濟(jì)的運(yùn)行狀態(tài)。需要指出的是，上述較佳實(shí)施例僅為說明本發(fā)明的技術(shù)構(gòu)思及特點(diǎn)，其目的在于讓熟悉此項(xiàng)技術(shù)的人士能夠了解本發(fā)明的內(nèi)容并據(jù)以實(shí)施，并不能以此限制本發(fā)明的保護(hù)范圍。凡根據(jù)本發(fā)明精神實(shí)質(zhì)所作的等效變化或修飾，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。當(dāng)前第1頁12