互聯(lián)電網(wǎng)聯(lián)絡(luò)線功率控制方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種互聯(lián)電網(wǎng)聯(lián)絡(luò)線功率控制方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 我國電力需求和能源資源分別集中在東、南沿海地區(qū)和西北地區(qū)，因此必然要求 大規(guī)模長距離跨區(qū)域輸電，而隨著電力工業(yè)發(fā)展，特高壓電網(wǎng)建設(shè)、以及大量清潔能源并 網(wǎng)，對我國電網(wǎng)跨區(qū)域輸電安全帶來新的挑戰(zhàn)。區(qū)域間聯(lián)絡(luò)線的輸電量應(yīng)當(dāng)按照聯(lián)絡(luò)線計 劃交換功率執(zhí)行，若出現(xiàn)計劃外偏差，則易導(dǎo)致聯(lián)絡(luò)線交換功率越限，嚴(yán)重威脅系統(tǒng)安全。 尤其是對于特高壓聯(lián)絡(luò)線，聯(lián)絡(luò)線交換功率越限對系統(tǒng)造成的影響更為嚴(yán)重。因此，合理有 效的聯(lián)絡(luò)線控制策略十分重要，當(dāng)發(fā)現(xiàn)越限時，通過采取一些措施將其拉回至功率限值內(nèi)， 如區(qū)域間和區(qū)域內(nèi)發(fā)電重新分配，降低或切除輸電負荷等?，F(xiàn)有技術(shù)中主要有三種方式來 處理聯(lián)絡(luò)線交換功率越限和線路過載的問題，其中一種為調(diào)節(jié)運行方式，具體采用預(yù)防控 制方案，即提前減小機組出力并限制用戶負荷，這種方式在正常運行情況下限制機組出力， 會減少線路的輸送容量，使發(fā)輸電資源均不能得到充分運用；另外一種為安裝安全自動裝 置方式，通過對線路潮流的實時監(jiān)控，實現(xiàn)在線路過載時迅速控制指定機組進行調(diào)節(jié)，進而 可以充分發(fā)揮線路的傳輸能力，但這種方式參與調(diào)節(jié)的機組單一，控制難度較大；還有一種 靈敏度控制方式，是利用系統(tǒng)中某些物理量的微分關(guān)系，來獲得因變量和自變量敏感程度 的方法，在電力系統(tǒng)分析與控制中得到了廣泛的應(yīng)用，具體地，當(dāng)聯(lián)絡(luò)線發(fā)生交換功率越限 時，通過分析各發(fā)電機有功出力對各條線路有功潮流的靈敏度，來選擇合適的發(fā)電機，對選 出的發(fā)電機進行功率再分配進而消除越限，這種方式具有計算速度快、經(jīng)濟性強、且參與調(diào) 節(jié)的發(fā)電機節(jié)點少的優(yōu)點，但由于在整個系統(tǒng)中尋找靈敏度最大的發(fā)電機進行調(diào)節(jié)，故并 沒有考慮到各個區(qū)域內(nèi)部的平衡需求，電力系統(tǒng)是由數(shù)個區(qū)域聯(lián)接而成，區(qū)域控制偏差A(yù)CE 顯示各區(qū)域執(zhí)行發(fā)電計劃的情況，通過ACE可知各區(qū)域?qū)β?lián)絡(luò)線功率越限的責(zé)任大小，每 個區(qū)域需要盡量保證區(qū)域控制偏差A(yù)CE在一個很小的范圍內(nèi)，或使區(qū)域控制偏差A(yù)CE為有 利于系統(tǒng)頻率恢復(fù)的方向，因此若僅依據(jù)靈敏度進行調(diào)節(jié)而不考慮各區(qū)域的ACE，則會出現(xiàn) 特高壓聯(lián)絡(luò)線功率恢復(fù)但大量低電壓等級的線路越限的情況，且原本造成特高壓聯(lián)絡(luò)線交 換功率越限的區(qū)域，可能由于區(qū)域內(nèi)部發(fā)電機對越限線路的靈敏度小而不參與調(diào)節(jié)，反而 某個區(qū)域總要為其它區(qū)域的失誤負責(zé)，未區(qū)分各區(qū)域?qū)β?lián)絡(luò)線交換功率越限的責(zé)任大小， 以發(fā)電機為單位，選取整個系統(tǒng)中對越限線路靈敏度大的發(fā)電機調(diào)節(jié)，不能體現(xiàn)公平原則。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明針對以上問題的提出，而研制一種互聯(lián)電網(wǎng)聯(lián)絡(luò)線功率控制方法。
[0004] 本發(fā)明的技術(shù)手段如下：
[0005] -種互聯(lián)電網(wǎng)聯(lián)絡(luò)線功率控制方法，包括如下步驟：
[0006] 步驟1 :確定互聯(lián)電網(wǎng)任一聯(lián)絡(luò)線1交換功率越限量APp1 = 1、2、一L;
[0007]步驟2 :根據(jù)聯(lián)絡(luò)線1交換功率越限量A匕，得出聯(lián)絡(luò)線1兩側(cè)系統(tǒng)A、B各自的 待調(diào)功率總量APJPAPb，-APa=APB=AP1;系統(tǒng)A包括n個區(qū)域，系統(tǒng)B包括m個區(qū) 域；
[0008] 步驟3:確定系統(tǒng)A和B中參與聯(lián)絡(luò)線1交換功率調(diào)節(jié)的區(qū)域：
[0009] ①計算出系統(tǒng)A中各區(qū)域的區(qū)域控制偏差A(yù)CEp以及系統(tǒng)B中各區(qū)域的區(qū)域控制 偏差A(yù)CE」，其中i=l、2、…n，j=l、2、…m;
[0010] ②獲取聯(lián)絡(luò)線1實際交換功率與計劃交換功率之間的差值A(chǔ)PT= ，定義聯(lián)絡(luò) 線交換功率&流出系統(tǒng)A為正方向，流入系統(tǒng)A為負方向，其中P^為聯(lián)絡(luò)線計劃交換功率；
[0011] ③對ACEi* 結(jié)果與0進行比較，若ACE"APT〈〇,則區(qū)域i不參與聯(lián)絡(luò)線1 交換功率調(diào)節(jié)，若ACE"APT>〇,則對lACEj與死區(qū)門檻值進行比較，若lACEj大于死區(qū)門 檻值，則區(qū)域i參與聯(lián)絡(luò)線1交換功率調(diào)節(jié)；若|ACEi|小于等于死區(qū)門檻值，則區(qū)域i不參 與聯(lián)絡(luò)線1交換功率調(diào)節(jié)；
【主權(quán)項】
1. 一種互聯(lián)電網(wǎng)聯(lián)絡(luò)線功率控制方法，其特征在于包括如下步驟： 步驟1 :確定互聯(lián)電網(wǎng)任一聯(lián)絡(luò)線1交換功率越限量AP1, 1 = 1、2、一L ; 步驟2 :根據(jù)聯(lián)絡(luò)線1交換功率越限量△ P1，得出聯(lián)絡(luò)線1兩側(cè)系統(tǒng)A、B各自的待調(diào)功 率總量ΛΡ，Λ P B，-ΛΡα= ΛΡΒ= Λ P1;系統(tǒng)A包括η個區(qū)域，系統(tǒng)B包括m個區(qū)域； 步驟3 :確定系統(tǒng)A和B中參與聯(lián)絡(luò)線1交換功率調(diào)節(jié)的區(qū)域： ① 計算出系統(tǒng)A中各區(qū)域的區(qū)域控制偏差A(yù)CEi,以及系統(tǒng)B中各區(qū)域的區(qū)域控制偏差 ACEj,其中 i = 1、2、···]!，j = 1、2、"-m ; ② 獲取聯(lián)絡(luò)線1實際交換功率與計劃交換功率之間的差值ΛPt= PT-Ptl，定義聯(lián)絡(luò)線交 換功率&流出系統(tǒng)A為正方向，流入系統(tǒng)A為負方向，其中P ^為聯(lián)絡(luò)線計劃交換功率； ③ 對ACEi · 結(jié)果與O進行比較，若ACEi · ΛΡτ〈〇,則區(qū)域i不參與聯(lián)絡(luò)線1交換 功率調(diào)節(jié)，若ACEi · Λ Ρτ>〇,則對IACEiI與死區(qū)門檻值進行比較，若IACEiI大于死區(qū)門檻值， 則區(qū)域i參與聯(lián)絡(luò)線1交換功率調(diào)節(jié)；若IACE iI小于等于死區(qū)門檻值，則區(qū)域i不參與聯(lián) 絡(luò)線1交換功率調(diào)節(jié)； 對ACEj · Λ 結(jié)果與O進行比較，若ACE」· Λ Ρτ>〇,則區(qū)域j不參與聯(lián)絡(luò)線1交換功 率調(diào)節(jié)，若ACEj · ΛΡτ〈〇,則對IACEjI與死區(qū)門檻值進行比較，若IACEjI大于死區(qū)門檻值， 則區(qū)域j參與聯(lián)絡(luò)線1交換功率調(diào)節(jié)；若IACE」小于等于死區(qū)門檻值，則區(qū)域j不參與聯(lián) 絡(luò)線1交換功率調(diào)節(jié)； 步驟4:根據(jù)公式
確定區(qū)域i的功率調(diào)節(jié)量，若功率調(diào)節(jié)量 APFi>〇,則功率調(diào)節(jié)方向為流出區(qū)域i，若功率調(diào)節(jié)量APFi〈0,則功率調(diào)節(jié)方向為流入?yún)^(qū)域 i，其中ΛΡΑ為系統(tǒng)A的待調(diào)功率總量、ACEi為區(qū)域i的區(qū)域控制偏差、Σ」ACE|為系統(tǒng)A 中所有參與聯(lián)絡(luò)線1交換功率調(diào)節(jié)的區(qū)域的區(qū)域控制偏差之和； 根據(jù)公式
確定區(qū)域j的功率調(diào)節(jié)量ΛΡα若功率調(diào)節(jié)量APf，〇， 則功率調(diào)節(jié)方向為流出區(qū)域j，若功率調(diào)節(jié)量APFj〈〇,則功率調(diào)節(jié)方向為流入?yún)^(qū)域j，其中 ΛΡΒ為系統(tǒng)B的待調(diào)功率總量、ACE，；區(qū)域j的區(qū)域控制偏差、Σ B|ACE|為系統(tǒng)B中所有 參與聯(lián)絡(luò)線1交換功率調(diào)節(jié)的區(qū)域的區(qū)域控制偏差之和。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的互聯(lián)電網(wǎng)聯(lián)絡(luò)線功率控制方法，其特征在于在步驟4后還具 有如下步驟： 步驟5 :計算聯(lián)絡(luò)線1的有功潮流對系統(tǒng)A中區(qū)域i內(nèi)的發(fā)電機組k有功出力的靈敏 度Apk，計算聯(lián)絡(luò)線1的有功潮流對系統(tǒng)B中區(qū)域j內(nèi)的發(fā)電機組h有功出力的靈敏度A1+, 其中 k = 1、2、."K，h = 1、2、."H ; 步驟6:確定系統(tǒng)A中區(qū)域i內(nèi)各發(fā)電機組出力的調(diào)節(jié)量AGk，以及系統(tǒng)B中區(qū)域j內(nèi) 各發(fā)電機組出力的調(diào)節(jié)量AGh,其中k=l、2、…K，h = l、2、…H。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的互聯(lián)電網(wǎng)聯(lián)絡(luò)線功率控制方法，其特征在于以參與功率調(diào)節(jié) 的發(fā)電機組數(shù)最少為目標(biāo)來確定系統(tǒng)A中區(qū)域i內(nèi)各發(fā)電機組出力的調(diào)節(jié)量AG k、以及系 統(tǒng)B中區(qū)域j內(nèi)各發(fā)電機組出力的調(diào)節(jié)量AGh; 所述目標(biāo)對應(yīng)的優(yōu)化模型為
其中N為參與功率調(diào)節(jié)的發(fā)電機組數(shù)、Gkmin為發(fā)電機組k的出力下限、Gk max為發(fā)電機組 k的出力上限、Gk°為發(fā)電機組k的初始出力、G kd為發(fā)電機組k的爬坡率下限、G，為發(fā)電機 組k的爬坡率上限、Apk為聯(lián)絡(luò)線1的有功潮流對區(qū)域i中發(fā)電機組k有功出力的靈敏度、 Ghmin為發(fā)電機組h的出力下限、Ghmax為發(fā)電機組h的出力上限、G h°為發(fā)電機組h的初始出 力、Ghd為發(fā)電機組h的爬坡率下限、G hu為發(fā)電機組h的爬坡率上限、A η為聯(lián)絡(luò)線1的有功 潮流對區(qū)域j中發(fā)電機組h有功出力的靈敏度、為聯(lián)絡(luò)線1的初始交換功率、P Tx為聯(lián) 絡(luò)線1的交換功率限值、t為功率調(diào)節(jié)時間。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的互聯(lián)電網(wǎng)聯(lián)絡(luò)線功率控制方法，其特征在于以功率調(diào)節(jié)時間 最短為目標(biāo)來確定系統(tǒng)A中區(qū)域i內(nèi)各發(fā)電機組出力的調(diào)節(jié)量AGk、以及系統(tǒng)B中區(qū)域j 內(nèi)各發(fā)電機組出力的調(diào)節(jié)量AGh; 所述目標(biāo)對應(yīng)的優(yōu)化模型為
其中Gkmin為發(fā)電機組k的出力下限、G kmax為發(fā)電機組k的出力上限、G k°為發(fā)電機組k 的初始出力、Gkd為發(fā)電機組k的爬坡率下限、Gku為發(fā)電機組k的爬坡率上限、A η為聯(lián)絡(luò) 線1的有功潮流對區(qū)域i中發(fā)電機組k有功出力的靈敏度、Ghmin為發(fā)電機組h的出力下限、 Ghmax為發(fā)電機組h的出力上限、Gh°為發(fā)電機組h的初始出力、G hd為發(fā)電機組h的爬坡率下 限、Ghu為發(fā)電機組h的爬坡率上限、A η為聯(lián)絡(luò)線1的有功潮流對區(qū)域j中發(fā)電機組h有功 出力的靈敏度、為聯(lián)絡(luò)線1的初始交換功率、P Tx為聯(lián)絡(luò)線1的交換功率限值、t為功率 調(diào)節(jié)時間。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的互聯(lián)電網(wǎng)聯(lián)絡(luò)線功率控制方法，其特征在于以各發(fā)電機組 出力調(diào)節(jié)量的絕對值之和最少為目標(biāo)來確定系統(tǒng)A中區(qū)域i內(nèi)各發(fā)電機組出力的調(diào)節(jié)量 AGk、以及系統(tǒng)B中區(qū)域j內(nèi)各發(fā)電機組出力的調(diào)節(jié)量AGh; 所述目標(biāo)對應(yīng)的優(yōu)化模型為
其中Gkmin為發(fā)電機組k的出力下限、G kmax為發(fā)電機組k的出力上限、G k°為發(fā)電機組k 的初始出力、Gkd為發(fā)電機組k的爬坡率下限、Gku為發(fā)電機組k的爬坡率上限、A η為聯(lián)絡(luò) 線1的有功潮流對區(qū)域i中發(fā)電機組k有功出力的靈敏度、Ghmin為發(fā)電機組h的出力下限、 Ghmax為發(fā)電機組h的出力上限、Gh°為發(fā)電機組h的初始出力、G hd為發(fā)電機組h的爬坡率下 限、Ghu為發(fā)電機組h的爬坡率上限、A η為聯(lián)絡(luò)線1的有功潮流對區(qū)域j中發(fā)電機組h有功 出力的靈敏度、為聯(lián)絡(luò)線1的初始交換功率、P Tx為聯(lián)絡(luò)線1的交換功率限值、t為功率 調(diào)節(jié)時間。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的互聯(lián)電網(wǎng)聯(lián)絡(luò)線功率控制方法，其特征在于以各發(fā)電機組的 煤耗量之和最少為目標(biāo)來確定系統(tǒng)A中區(qū)域i內(nèi)各發(fā)電機組出力的調(diào)節(jié)量AGk、以及系統(tǒng) B中區(qū)域j內(nèi)各發(fā)電機組出力的調(diào)節(jié)量AGh; 所述目標(biāo)對應(yīng)的優(yōu)化模型為：
其中Gkmin為發(fā)電機組k的出力下限，G kmax為發(fā)電機組k的出力上限，G k°為發(fā)電機組k 的初始出力，Gkd為發(fā)電機組k的爬坡率下限，Gku為發(fā)電機組k的爬坡率上限，A η為聯(lián)絡(luò) 線1的有功潮流對區(qū)域i中發(fā)電機組k有功出力的靈敏度，Ghmin為發(fā)電機組h的出力下限， Ghmax為發(fā)電機組h的出力上限，G h°為發(fā)電機組h的初始出力，Ghd為發(fā)電機組h的爬坡率下 限，G hu為發(fā)電機組h的爬坡率上限，A η為聯(lián)絡(luò)線1的有功潮流對區(qū)域j中發(fā)電機組h有功 出力的靈敏度，ak、bk、c k為發(fā)電機組k的經(jīng)濟參數(shù)，ah、bh、ch為發(fā)電機組h的經(jīng)濟參數(shù)，P, 為聯(lián)絡(luò)線1的初始交換功率、P1maX為聯(lián)絡(luò)線1的交換功率限值、t為功率調(diào)節(jié)時間。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種互聯(lián)電網(wǎng)聯(lián)絡(luò)線功率控制方法，包括如下步驟：確定互聯(lián)電網(wǎng)任一聯(lián)絡(luò)線l交換功率越限量ΔPl；根據(jù)聯(lián)絡(luò)線l交換功率越限量ΔPl，得出聯(lián)絡(luò)線l兩側(cè)系統(tǒng)A、B各自的待調(diào)功率總量ΔPA和ΔPB，-ΔPA＝ΔPB＝ΔPl；確定系統(tǒng)A和B中參與聯(lián)絡(luò)線l交換功率調(diào)節(jié)的區(qū)域；本發(fā)明在消除聯(lián)絡(luò)線越限的同時，恢復(fù)各區(qū)域的ACE，有利于電網(wǎng)的安全運行，在區(qū)域間協(xié)調(diào)配合的同時，體現(xiàn)了誰引起誰負責(zé)的公平原則。
【IPC分類】H02J3-46
【公開號】CN104538991
【申請?zhí)枴緾N201410834029
【發(fā)明人】李衛(wèi)東, 孫喬, 沈碩, 巴宇, 張琳, 程凱
【申請人】大連理工大學(xué)
【公開日】2015年4月22日
【申請日】2014年12月27日