[发明专利]协调经济性及切负荷率公平性的紧急负荷控制优化方法

说明书

技术领域

本发明属于区域电力系统紧急负荷控制技术领域，涉及一种协调经济性及切负荷率公平性的紧急负荷控制优化方法。

背景技术

随着高压直流输电工程及特高压交流电网的建设，我国远距离输送电能的规模越来越大，这一方面可以向负荷中心提供更清洁、更经济的优质能源，有利于降低成本、保护环境，但另一方面，也提高了区域电力系统对外来输电的依赖性，在大功率输电线路发生故障的情况下，将造成受端系统功率严重不平衡，从而引发区域电力系统频率、功角及电压等稳定问题。大功率联络线故障常伴有功率的大规模跨网转移，使得电力系统中其它线路的传输功率超过稳定极限，如不及时采取紧急控制措施，将导致线路和机组的无序被动切除，进一步加重功率不平衡问题，直至电力系统全面崩溃。

目前，区域电力系统紧急负荷控制一般按照多轮次分时操作、逐次逼近的原则切除负荷，在一次负荷切除后系统不能恢复稳定的情况下，再依据系统电压、频率的限制进行下一轮切除，这种方法时间延迟较长，易错过紧急处理的最佳时机，无法适应事故情况下紧急控制的时间要求，而且易导致负荷过切或欠切等问题，因此迫切需要研究批量负荷的快速切除问题。现有区域电力系统紧急负荷控制中，确定各负荷中心切除量的常用方法主要有：等比例切除、以最小切除量为目标和以最小经济代价为目标。其中，等比例切除方法不考虑各节点负荷切除的经济代价及切除功效的差别，也不考虑各节点负荷组成及可控量约束的差别，方案的精细化程度不高。而另外两种紧急负荷控制的方法：以切除量最少为目标、以经济代价最小为目标的方法，则由于其目标函数单一，缺乏多目标之间的协调优化，并且，各负荷中心切负荷率的分配欠缺公平性。2011年，我国《电力安全事故应急处置和调查处理条例》颁布施行，对各类事故等级及处理办法做出了明确规定，在制定紧急负荷控制方案时不仅应考虑经济代价、切负荷量等指标，还必须使得各负荷中心切负荷率的分配尽量公平。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术所存在的考虑目标较为单一、延迟时间过长、精细化程度不高、易导致过切或欠切、缺乏多目标之间的协调优化，以及切负荷率的分配欠缺公平性的技术缺陷，提供一种协调经济性及切负荷率公平性的紧急负荷控制优化方法，不仅考虑到经济代价、切负荷量等指标，还能使各负荷中心切负荷率的分配尽量公平。

为了解决上述现有技术的技术问题，本发明采用以下技术方案。

本发明的一种协调经济性及切负荷率公平性的紧急负荷控制优化方法，包括以下步骤：

(1)获取区域电力系统数据；

(2)计算区域电力系统功率缺额对各负荷有功功率的灵敏度；

(3)构建区域电力系统紧急负荷控制优化问题数学模型；

(4)应用改进粒子群优化算法求解区域电力系统紧急负荷控制优化方案；

(5)校核紧急负荷控制优化方案下区域电力系统的暂态安全稳定性，

所述的区域电力系统数据包括：各支路阻抗、各负荷中心各类负荷的比例、可控量上下限及代价因子，各联络线对外输出功率，各变压器、同步发电机数据；设所述的区域电力系统有n台发电机、k个负荷中心，每个负荷中心包含1类、2类及3类三种负荷：第1类负荷优先级最高，中断后将带来严重后果，第3类负荷切除代价较小，可随时中断，第2类负荷介于两者之间；负荷L_lr表示负荷中心l的第r类负荷，其中，l＝1,…,k，r＝1,2,3，区域电力系统与外部电力系统之间有m条联络线，将输出有功功率的联络线视作区域电力系统的m个等效负荷L_l，l＝k+1,…,k+m。

在所述步骤(2)中，所述的计算区域电力系统功率缺额对各负荷有功功率的灵敏度，其过程为：

所述的区域电力系统的功率缺额为γ，其中，l＝1,…,k时，表示负荷中心l的有功负荷；l＝k+1,…,k+m时，表示区域电力系统通过m条联络线对外输出的有功功率；为发电机G_g输出的有功功率，其中，g＝1,…,n-1，第n台发电机所在节点为平衡节点，其输出有功功率为P_s，P_loss为区域电力系统网损；