[发明专利]计及瓶颈环节发现的电网供电能力评估方法与装置

说明书

技术领域

本发明涉及电网供电能力评估技术领域，特别涉及一种计及瓶颈环节发现的电网供电能力评估方法与装置。

背景技术

随着电力系统规模不断增大以及系统结构和负荷组成趋于复杂化，电网供电能力的评估分析工作难度日益增加。供电能力评估不仅需要得出准确的量度指标，更需要为系统运行和规划人员提供供电瓶颈环节的参考信息。现有的方法无法有效、准确地处理这些问题。

电网最大供电能力(load supplying capacity，LSC)是指在满足电力电量平衡约束下且任意设备均不过负荷网络所能供应的最大负荷[1，2]。为了更加直观的反映供电能力，通常定义供电裕度(load supplying margin，LSM)评价网络的负载能力。LSM计算方法为

LSM=LSC-P0LSC×100%]]>

其中，P⁰为研究电网基态潮流下的供电负荷大小(单位：MW)。

LSC和LSM是衡量电网运行安全性与经济性的重要指标，对电网优化规划与运行管理方面具有十分重要的价值和意义。随着电网规模的不断扩大和运行复杂性的不断提高，电网供电能力的评估分析不再仅局限于指标LSC和LSM的计算，更希望在计算过程中能够及时、准确地发现制约电网供电能力的关键瓶颈，为进一步的电网规划、建设和运行决策提供切实可信的参考信息。

现有的电网最大供电能力分析方法主要分为解析法和优化法两大类。

解析法是将电网供电能力表达为网络参数的函数，通过简单的计算即可得出LSC和LSM。解析法简单、便于操作，具有较为明显的物理意义，但计算结果过于粗糙，往往无法考虑发输电设备对供电能力的影响。这类方法一般仅用作供电能力的初步定性研究。

优化方法则是将LSC计算表达为一个带约束的优化问题，之后采用一定的算法进行求解，如重复潮流法、线性规划和信赖域等。优化方法能够充分考虑系统的各种物理约束，处理方式灵活，在实际电网中得到了较为广泛的应用。优化方法中的优化目标有两类取法：

1)假设电网中所有负荷按同一比例λ增长，则相应的优化目标为max{λ}。这样的优化目标与实际负荷增长情况较为吻合，但却存在着无法充分发掘瓶颈环节和计算结果过于保守的问题。如图1所示的简单系统，假设当λ＝1.05时，支路B₄过载，停止迭代优化计算，此时负荷节点L₁～L₄的LSM均为5％。然而，将B₄作为整个图1所示电网的瓶颈环节是不合理的，B₄应只是制约了节点L₄的LSM，若网络中其余设备仍有裕度，节点L₁～L₃的负荷可继续增长。因此，基于比例系数的优化方法往往并不能真实的反映电网各个负荷节点的LSM，对瓶颈环节的发现也较为含糊。

2)以极大化网络中所有负荷点有功负荷功率之和作为优化目标^[6～8]。这类优化目标存在瓶颈环节误判和负荷节点供电能力评估结果不合理的问题。仍以图1所示系统为例进行说明。当采用有功负荷节点有功功率之和作为优化目标时，负荷节点L₁和节点L₂上各增加负荷50MW和节点L₁上单独增长负荷100MW对于优化目标的效果是等价的。因此，在计算结果中可能出现节点L₁的LSM较大而L₂的LSM偏低的情况。这实际上并不是由于网络设备容量引起，而是由于优化过程中负荷增长模式不合理而导致的错误结果。这样的结果不仅不能为系统运行规划人员提供有效的信息反而会造成控制逻辑上的混乱。

发明内容

本发明针对上述问题，提出了一种计及瓶颈环节发现的电网供电能力评估方法与装置，在提高评估结果准确性的同时，充分准确地发现电网中的瓶颈环节。

本发明计及瓶颈环节发现的电网供电能力评估方法，包括步骤：

引入LSM价值函数作为电网供电能力评估的目标函数；