[发明专利]事故备用分散转移的运行经济效益评估方法

摘要

本发明公开了事故备用分散转移技术领域的事故备用分散转移的运行经济效益评估方法，一方面能够实时评估、预估DTCR的运行经济效益，另一方面能够完成线下仿真计算DTCR经济效益，得出在各种负荷需求量和备用负荷率下的DTCR经济效益提升率，从而为电网方及其他规划者提供配置DTCR容量的重要参考依据；本发明通过首次系统地提出了事故备用分散转移的运行经济效益评估方法；能够实现DTCR经济效益的实时评估和预估；本专利还提出了DTCR经济效益相关的重要指标，包括经济效益提升率、经济负荷空间、经济负载率阈值、经济效益产生概率等指标，多角度展现了DTCR的经济效益，能够在事故备用分散转移实施的过程中，为各方提供较为全面的参考指标。

主权项

1.事故备用分散转移的运行经济效益评估方法，包括集中式事故备用和分散式事故备用，其特征在于：所述具体步骤如下：第一步：输入待评估系统参数和数值第二步：计算事故备用总量R_total所述事故备用总容量R_total通常取最大发电负荷G_max的8％‑10％，即旋转备用占一半，且不小于任一台机组的额定容量G_N，所述额定容量G_N裕度通常取1～2倍，R_total＝max(k₁G_max,k₂max(G_N1,G_N2,...,G_Nn))其中，8％≤k1≤10％；1≤k2≤2；第三步：传统集中式事故分配方案或分散式事故用分配方案所述传统集中式事故分配方案为发电侧承担所有备用，各机组可按额定容量比例分配事故备用容量，或依据实际负荷分布情况，制定各机组非均匀承担事故备用容量的方案，若由各发电机组按比例承担，则第i台机组承担的事故备用容量(记为RGi)为所述分散式事故用分配方案为发电侧和用电侧共同承担事故备用，假设所述用电侧事故备用的总装配量为R_total，在t时刻，仅部分所述用电侧事故备用接入电网，成为有效的、可响应的分散式事故备用R_total，R_total占此时总负荷load(t)的比例为r₁，即R_active＝min(r₁load(t),R_load,R_total)其中，0≤r₁≤1，r₁越大，表示接入电网运行的用电侧负荷备用容量越大；所述r₁表征了用电侧的有效分散式事故备用的实际负荷值，因此称r₁为分散式事故备用负荷率，简称备用负荷率；将t时刻实际的事故备用分散转移率记为r₂，简称分散转移率，计算公式为其中，0≤r₂≤1，r₂越大，事故备用分散转移率越大，发电机组的事故备用负担越小；所述r₂的时变特性决定了发电侧机组的备用负担将不再是定值，而是随时间变化的量，此时发电侧事故备用总容量R_G变为R_G'＝R_total‑R_active＝(1‑r₂)R_total根据定义，t时刻r₁和r₂的关系为r₂＝r₁load(t)/R_total第四步：分别机组经济运行模型计算集中式最低成本cost₁和机组经济运行模型计算分散式最低成本cost₂目标函数：机组发电总成本最低其中，G表示发电机组集合；P_gi和Q_gi分别表示机组的有功出力和无功出力；f_1ii和f_2i分别是机组有功出力和无功出力对应的成本函数；约束条件：元件容量约束、节点电压约束、有功/无功平衡方程等；等式约束：其中，N表示系统节点数，V和θ分别表示节点i的电压幅值和相角；P_i和Q_i分别表示注入节点i的有功功率和无功功率；P_di和Q_di分别表示节点i的负荷；不等式约束：其中，L表示传输线路集合；S_ij^f和S_ij^t分别表示节点i到节点j对应线路(i,j)的首端和末端传输视在功率，S_ijmax表示该线路允许通过的最大传输视在功率；V_i表示节点i的电压，V_imax和V_imin分别表示该节点的电压上下限；P_imax和P_imin、Q_imax和Q_imin分别表示发电机的有功出力上下限和无功出力上下限；第五步：利用上述模型，分别计算集中式和分散式事故备用方案下的机组最低发电成本(直流潮流可通过经典线性规划解法求解，例如单纯形法；交流潮流模型可通过牛顿拉弗逊算法求解，即求解算法已非常成熟，不存在理论上的求解困难)，分别记为cost₁和cost₂，二者差值即为备用分散转移(在当前负荷需求下)的经济效益值benefitbenefit＝cost₁‑cost₂分散转移后的经济效益提升率(记为benefit％)可用成本降低的比例来衡量，即分散转移前、后，出现两个最优问题，分别记为A和B。由于分散转移后，发电机组出力上限增加而其余约束未变，所以A的可行域一定是B可行域的一部分，那么显然B的最优解一定不劣于A的最优解，至于B是否一定优于A，这与实际负荷大小、传输容量、节点电压约束等因素有关，不是必然；第六步：计算经济负荷空间、经济负载率阈值和经济效益产生概率假设系统中共有m个负荷节点，定义各节点负荷的有功功率构成的向量为负荷工作点(简称工作点)，记为L。L＝(P_load1,P_load2,...,P_loadm,)^T其中，Ploadi表示第i各节点负荷；将事故备用分散转移产生经济效益的负荷工作点称为经济负荷工作点，记为Lbenefit，即如果则Lbenefit＝Lx。通常Lbenefit有多个，将Lbenefit中各节点负荷产生经济效益的最小有功功率组成的向量成为最小经济工作点，记为Lbenefitmin；L_benefitmin＝(P_load1min,P_load2min,...,P_loadmmin)^T经济负荷空间(Ω)定义为最大负荷工作点(记为Lmax)与最小经济负荷工作点的差，即Ω＝L_max‑L_benefitmin用负载率描述的经济负荷空间为Ω％＝(L_max‑L_benefitmin)./L_max可见，经济负荷/负载率空间能够描述事故备用分散转移能够产生超过0.1％经济效益提升率(即ΔBenefit％≥0.1％)的负荷/负载率区间；同理，用发电机负载率(记为r3)描述的经济负荷率阈值(记为Gthreshold％)为G_threshold％＝G_benefitmin/G_max进一步，若已知某地区实际负荷及其时间分布，则能够通过统计方法，计算该地区所有经济负荷工作点出现的总概率Pbenefit，以此衡量该地区采用事故备用分散转移方案后，能够获得经济效益的产生概率。第七步：输出DTCR实际/仿真经济效益以及不同情况下的预估经济效益。