[发明专利]一种基于参数灵敏度的输电系统可用传输容量计算方法

说明书

本申请公开了一种基于参数灵敏度的输电系统可用传输容量计算方法，包括以下步骤：计算支路有功潮流关于节点注入有功功率的灵敏度矩阵，并加入平衡节点将有功功率的灵敏度矩阵扩充为灵敏度S矩阵；计算支路有功潮流关于支路电抗的灵敏度矩阵；计算支路有功潮流关于支路节点电压的灵敏度；应用灵敏度分析法，计算系统中除指定节点以外的其它节点注入功率不变的情况下，指定节点间的第一可用传输容量ATC1；计算系统中指定节点间的第二可用传输容量ATC2；采用灵敏度分析法与蒙特卡罗模拟法相结合得出输电系统的可用传输容量。本申请计算相对快速，且计算过程易于操作，解决了现有可传输容量计算过程复杂、耗时多的问题。

技术领域

本申请涉及输电系统可用传输容量技术领域，尤其涉及一种基于参数灵敏度的输电系统可用传输容量计算方法。

背景技术

可用传输容量(ATC——Available Transfer Capability)是指在现有输电合同的基础上，实际物理输电网络中剩余的、可用于商业使用的传输容量。可用传输容量的计算主要用来评估系统的安全可靠性，在现在的复杂电力系统中也作为调度员的调度参考信息。实际电网运行中，各用电负荷的不确定性，以及电网随时可能出现的故障，导致实际输电网稳定性问题变得越来越突出。为了维护电力系统的稳定运行，在线监测电网运行水平变得十分重要，可用传输容量作为其中一个非常重要的评价指标，其研究就显得十分重要。ATC的研究在当今的电力市场环境下主要是指研究能用于交易的剩余传输容量，其大小可以反应当前电力网络的安全稳定裕度。调度员可以参考可用传输容量大小进行电力调度，用户和电厂也可以参考其大小决定市场行为，从而减少电力系统的阻塞几率；可用传输容量也能向用户反应电网的使用情况，方便电网用户合理使用电能。准确计算电网的输电能力对于电力系统运行具有重要意义，体现在以下几个方面：

(1)电力工业市场化的进程中，电网的输电能力大小是电能交易双方都需要了解的交易信息。输电能力的大小对于电力系统的各个环节都有影响，包括电厂的发电、调度中心的电力调度、用户的用电质量等等。计算输电能力还能对电能交易起到约束作用，保护电网的能够安全运行；

(2)电网输电能力的计算是一种对输电网络进行评测的一项指标。通过对电网输电能力的分析，可以评测电网的安全性、可靠性，分析输电区域间的连接性。准确的计算出电网输电能力，能够辅助电网规划及保护，对于维护电网的安全可靠性有着重要的参考价值；

(3)实时准确计算电网输电能力对于电力系统的调度分配有着极大的参考意义。实时计算可以帮助调度员了解当前电力系统的运行情况，以及剩余传输容量，为电能的调度提供安全性保证，减少波及全网的电网事故发生的概率。

现有ATC的研究分析大体分为以下3个阶段：

1、第1阶段

计算电力系统的传输能力，主要分为两种研究方向：一种是基于概率求解的方法，一种是确定性的求解方法。

概率性模型求解法：通过概率理论，模拟电力系统中可能出现的各种随机情况，如设备故障开断等。但是由于实际电力系统的机构十分复杂不确定，基于概率的求解规模较大，计算量过大导致计算不好实现。计算方法包括随机规划法、枚举法、蒙特卡罗模拟法。

确定性模型求解法：主要包括线性规划法、连续潮流法、最优潮流法、分布因子法、遗传算法、TRACE等。实际计算方式是利用优化的原理，通过改变系统运行方式，以达到所设定的目标函数。计算过程中会考虑多少各种约束问题，如系统的电压水平限制。

2、第2阶段

后来连续潮流法的逐渐应用越来越广泛。连续潮流法是以当前潮流解为初始值的非线性方程求解法，主要是用来计算静态电压稳定的PV曲线中的极限功率点。该方法能够规避传统的牛顿法在电压稳定极限点附近时，雅可比矩阵会奇异，潮流出现不收敛现象的问题，所以能用来求解静态稳定约束下的可用传输容量。采用CPF计算ATC一般忽略无功优化和电压控制的影响，因此计算结果一般偏保守。迭代的计算方法在速度上也难以满足在线的电压稳定分析的要求。