多时间梯度下切负荷方案自动生成方法、系统及存储介质与流程

[0001]
本发明涉及电力系统技术领域，尤其涉及一种多时间梯度下切负荷方案自动生成方法、系统及存储介质。


背景技术：

[0002]
电力系统在承受严重复杂的故障时可能会存在电压崩溃和频率崩溃，需要通过低频减负荷和低压减负荷来有计划、合理而又快速地切除负荷或解列，在地区内迅速调整发电出力，使得发电、输电、用电之间形成新的稳定匹配，以维持整个电网的稳定运行，保证电网的安全和对重要用户的供电。因此，低频减载和低压减载如何根据电网架构、负荷分布等实际情况有效地分时间梯度地控制切除负荷量，保证系统的安全、稳定运行一直是该领域一项重要而迫切的研究课题。
[0003]
针对上述问题，地区电网在开展减载工作时其低频或者低压减载方案与定值一般由上级调度中心依据系统容量、负荷及运行方式等情况，通过系统稳定软件计算得到，根据频率或者电压的下降程度分若干时间梯度来切除一部分不重要负荷，使电网尽快恢复到稳定值。上级调度中心根据计算结果为各地区电网确定具体的切负荷量及不同时间梯度分配方案。地市执行层面根据下达的地区电网减载整定方案及每个时间梯度切负荷率，结合实际经验人工制定具体的实施方案，确定每个时间梯度切负荷线路，每月并按照典型日统计切负荷率是否满足上级要求，在合格率的约束下既不能欠切也不能过切，使各时间梯度切负荷率保持在规定的范围内。
[0004]
但是，本发明的发明人在研究和实践中发现：地区调度技术人员需要通过人工办法来进行方案编制和调整，面对数据量大、时间跨度长的现状，人工方式不仅效率较低且难以做到全面的数据分析；采用单一负荷水平为依据编制方案，难以满足编制后的切负荷方案全天96个时刻点均达标的精细化要求。覆盖全天所有时段的精细化切负荷方案需要考虑上百条线路、96个时刻点的海量组合方式，当前采用的人工统计方式几乎无法达成，且人工方式不能保证多个时间梯度下的切负荷率都能达到合格率。


技术实现要素：

[0005]
本发明目的在于，提供一种多时间梯度下切负荷方案自动生成方法、系统及存储介质，以解决上述问题。
[0006]
本发明某一实施例提供一种多时间梯度下切负荷方案自动生成方法，包括：
[0007]
采集切负荷方案的计算参数；所述计算参数包括：切负荷各时间梯度信息、全网负荷典型曲线、变电站基本信息、线路基本信息、线路负荷典型曲线及线路转供关系；
[0008]
将所述计算参数作为输入，根据约束条件构建初始模型；所述约束条件包括：切负荷分时段区间限制约束、变电站被切负荷占比限制约束及线路转供关系约束；所述初始模型用于自动生成多时间梯度下切负荷方案；
[0009]
优化所述初始模型，得到多时间梯度下切负荷方案，满足各时间梯度整体切负荷
合格率达到预设值，且各时间梯度下线路负荷曲线与全网典型负荷曲线形状的相似度达到预设值。
[0010]
进一步地，所述切负荷分时段区间限制约束，由以下公式确定：
[0011][0012]
其中，α
i，r
表示线路的被切状态变量，为0时表示线路i不安排切负荷，为1时表示线路i被安排在梯度r下进行切负荷；aver_r
r
表示梯度r的控制切负荷平均合格比例，systemload
t
表示全网典型负荷曲线t时刻对应负荷，lineload
i，t
表示线路i典型负荷曲线t时刻对应负荷，n
l
表示线路总数；
[0013]
δe1
r，t
和δe2
r，t
满足目标函数：
[0014][0015]
其中，δe1
r，t
表示第r时间梯度t时刻负荷占比对应负荷与平均切负荷比例对应负荷之间的正偏差，δe2
r，t
表示第r时间梯度t时刻负荷占比对应负荷与平均切负荷比例对应负荷之间的负偏差，t为总时段，n
r
为总时间梯度数，为偏差系数。
[0016]
进一步地，所述变电站被切负荷占比限制约束，由以下公式确定：
[0017][0018]
其中，n
l_s
表示变电站s下所属线路总数，stationload
s，t
表示变电站s在t时刻对应负荷，loadrate
s
表示变电站s最小负载率。
[0019]
进一步地，所述线路转供关系约束，为存在转供关系的线路被放置于同一时间梯度并使负荷总量不变。
[0020]
进一步地，所述优化所述初始模型，包括：
[0021]
在目标函数中加入诱导函数，使各时间梯度得到的负荷曲线与所述全网负荷典型曲线拟合，输出各时间梯度的线路组合；其中，在目标函数中加入诱导函数：
[0022][0023]
其中，rank
i
表示线路i按相似系数由大到小的排序号，δe1
r，t
表示第r时间梯度t时刻负荷占比对应负荷与平均切负荷比例对应负荷之间的正偏差，δe2
r，t
表示第r时间梯度t时刻负荷占比对应负荷与平均切负荷比例对应负荷之间的负偏差，t为总时段，n
r
为总时间梯度数，为偏差系数。
[0024]
本发明某一实施例提供一种多时间梯度下切负荷方案自动生成系统，其特征在于，包括：
[0025]
数据采集模块，用于采集切负荷方案的计算参数；所述计算参数包括：切负荷各时间梯度信息、全网负荷典型曲线、变电站基本信息、线路基本信息、线路负荷典型曲线及线路转供关系；
[0026]
建模模块，用于将所述计算参数作为输入，根据约束条件构建初始模型；所述约束条件包括：切负荷分时段区间限制约束、变电站被切负荷占比限制约束及线路转供关系约束；所述初始模型用于自动生成多时间梯度下切负荷方案；
[0027]
模型优化模块，用于优化所述初始模型，得到多时间梯度下切负荷方案，满足各时间梯度整体切负荷合格率达到预设值，且各时间梯度下线路负荷曲线与全网典型负荷曲线形状的相似度达到预设值。
[0028]
进一步地，所述切负荷分时段区间限制约束，由以下公式确定：
[0029][0030]
其中，α
i，r
表示线路的被切状态变量，为o时表示线路i不安排切负荷，为1时表示线路i被安排在梯度r下进行切负荷；aver_r
r
表示梯度r的控制切负荷平均合格比例，systemload
t
表示全网典型负荷曲线t时刻对应负荷，lineload
i，t
表示线路i典型负荷曲线t时刻对应负荷，n
l
表示线路总数；
[0031]
δe1
r，t
和δe2
r，t
满足目标函数：
[0032][0033]
其中，δe1
r，t
表示第r时间梯度t时刻负荷占比对应负荷与平均切负荷比例对应负荷之间的正偏差，δe2
r，t
表示第r时间梯度t时刻负荷占比对应负荷与平均切负荷比例对应负荷之间的负偏差，t为总时段，n
r
为总时间梯度数，为偏差系数。
[0034]
进一步地，所述变电站被切负荷占比限制约束，由以下公式确定：
[0035][0036]
其中，n
l_s
表示变电站s下所属线路总数，stationload
s，t
表示变电站s在t时刻对应负荷，loadrate
s
表示变电站s最小负载率。
[0037]
进一步地，所述线路转供关系约束，为存在转供关系的线路被放置于同一时间梯度并使负荷总量不变。
[0038]
本发明某一实施例提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质包括存储的计算机程序，其中，在所述计算机程序运行时控制所述计算机可读存储介质所在设备执行任一项所述的多时间梯度下切负荷方案自动生成方法。
[0039]
与现有技术相比，本发明实施例的有益效果在于：
[0040]
本发明提供一种多时间梯度下切负荷方案自动生成方法及系统，其中，所述方法包括：采集切负荷方案的计算参数；所述计算参数包括：切负荷各时间梯度信息、全网负荷典型曲线、变电站基本信息、线路基本信息、线路负荷典型曲线及线路转供关系；将所述计算参数作为输入，根据约束条件构建初始模型；所述约束条件包括：切负荷分时段区间限制约束、变电站被切负荷占比限制约束及线路转供关系约束；所述初始模型用于自动生成多时间梯度下切负荷方案；优化所述初始模型，得到多时间梯度下切负荷方案，满足各时间梯度整体切负荷合格率达到预设值，且各时间梯度下线路负荷曲线与全网典型负荷曲线形状
的相似度达到预设值。本发明提供一种多时间梯度下切负荷方案自动生成方法，提升了系统的自动化、智能化水平，减少电网运行人员在低频或低压减载时进行切负荷方案编排上繁重而重复的工作量，实现了方案自动生成和优化的功能；通过多时间梯度下切负荷的统一优化，不再采用单一时间梯度下安排完被切线路后再转到下一梯度进行安排，提升了编制方案中所有时间梯度下切负荷的合格率；通过优先选择与全网系统负荷曲线相似度高的线路进行方案编排，保证了方案的整体稳定性和抗干扰能力。
附图说明
[0041]
为了更清楚地说明本发明的技术方案，下面将对实施方式中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0042]
图1是本发明某一实施例提供的一种多时间梯度下切负荷方案自动生成方法的流程图；
[0043]
图2是本发明另一实施例提供的一种多时间梯度下切负荷方案自动生成方法的流程图；
[0044]
图3是本发明某一实施例提供的一种多时间梯度下切负荷方案自动生成方法的流程框架图；
[0045]
图4是本发明某一实施例提供的一种多时间梯度下切负荷方案自动生成系统的装置图。
具体实施方式
[0046]
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0047]
应当理解，文中所使用的步骤编号仅是为了方便描述，不对作为对步骤执行先后顺序的限定。
[0048]
应当理解，在本发明说明书中所使用的术语仅仅是出于描述特定实施例的目的而并不意在限制本发明。如在本发明说明书和所附权利要求书中所使用的那样，除非上下文清楚地指明其它情况，否则单数形式的“一”、“一个”及“该”意在包括复数形式。
[0049]
术语“包括”和“包含”指示所描述特征、整体、步骤、操作、元素和/或组件的存在，但并不排除一个或多个其它特征、整体、步骤、操作、元素、组件和/或其集合的存在或添加。
[0050]
术语“和/或”是指相关联列出的项中的一个或多个的任何组合以及所有可能组合，并且包括这些组合。
[0051]
第一方面。
[0052]
请参阅图1，本发明一实施例提供一种多时间梯度下切负荷方案自动生成方法，包括：
[0053]
s10、采集切负荷方案的计算参数；所述计算参数包括：切负荷各时间梯度信息、全网负荷典型曲线、变电站基本信息、线路基本信息、线路负荷典型曲线及线路转供关系。
[0054]
s20、将所述计算参数作为输入，根据约束条件构建初始模型；所述约束条件包括：切负荷分时段区间限制约束、变电站被切负荷占比限制约束及线路转供关系约束；所述初始模型用于自动生成多时间梯度下切负荷方案。
[0055]
在某一具体实施方式中，所述切负荷分时段区间限制约束，由以下公式确定：
[0056][0057]
其中，α
i，r
表示线路的被切状态变量，为o时表示线路i不安排切负荷，为1时表示线路i被安排在梯度r下进行切负荷；aver_r
r
表示梯度r的控制切负荷平均合格比例，systemload
t
表示全网典型负荷曲线t时刻对应负荷，lineload
i，t
表示线路i典型负荷曲线t时刻对应负荷，n
l
表示线路总数；
[0058]
δe1
r，t
和δe2
r，t
满足目标函数：
[0059][0060]
其中，δe1
r，t
表示第r时间梯度t时刻负荷占比对应负荷与平均切负荷比例对应负荷之间的正偏差，δe2
r，t
表示第r时间梯度t时刻负荷占比对应负荷与平均切负荷比例对应负荷之间的负偏差，t为总时段，n
r
为总时间梯度数，为偏差系数。
[0061]
在某一具体实施方式中，所述变电站被切负荷占比限制约束，由以下公式确定：
[0062][0063]
其中，n
l_s
表示变电站s下所属线路总数，stationload
s，t
表示变电站s在t时刻对应负荷，loadrate
s
表示变电站s最小负载率。
[0064]
在某一具体实施方式中，所述线路转供关系约束，为存在转供关系的线路被放置于同一时间梯度并使负荷总量不变。
[0065]
s30、优化所述初始模型，得到多时间梯度下切负荷方案，满足各时间梯度整体切负荷合格率达到预设值，且各时间梯度下线路负荷曲线与全网典型负荷曲线形状的相似度达到预设值。
[0066]
请参阅图2，在某一具体实施方式中，所述s30、优化所述初始模型，包括：
[0067]
s31、在目标函数中加入诱导函数，使各时间梯度得到的负荷曲线与所述全网负荷典型曲线拟合，输出各时间梯度的线路组合；其中，在目标函数中加入诱导函数：
[0068][0069]
其中，rank
i
表示线路i按相似系数由大到小的排序号，δe1
r，t
表示第r时间梯度t时刻负荷占比对应负荷与平均切负荷比例对应负荷之间的正偏差，δe2
r，t
表示第r时间梯度t时刻负荷占比对应负荷与平均切负荷比例对应负荷之间的负偏差，t为总时段，n
r
为总时间梯度数，为偏差系数。
[0070]
本发明提供一种多时间梯度下切负荷方案自动生成方法，提升了系统的自动化、
智能化水平，减少电网运行人员在低频或低压减载时进行切负荷方案编排上繁重而重复的工作量，实现了方案自动生成和优化的功能；通过多时间梯度下切负荷的统一优化，不再采用单一时间梯度下安排完被切线路后再转到下一梯度进行安排，提升了编制方案中所有时间梯度下切负荷的合格率；通过优先选择与全网系统负荷曲线相似度高的线路进行方案编排，保证了方案的整体稳定性和抗干扰能力。
[0071]
在某一具体实施例中，请参阅图3。
[0072]
电网第三道防线下低频或低压减载方案分为n个时间梯度，每个时间梯度由省调下达减载合格比例区间，由地市电网管理部门分配各时间梯度线路来制定切负荷方案，要求方案下各时间梯度控制切负荷比例在该时间梯度合格比例区间范围内，在电网发生大功率缺额或者电压跌落至失稳时能准确按控制量切除负荷，迅速实现源网两侧供需平衡，避免出现大面积停电重大事故，切负荷方案的制定以时间梯度为单位独立开展。
[0073]
多时间梯度下切负荷智能编排方法的实现，主要包括如下步骤，
[0074]
步骤一，获取地区所有配网线路及全网负荷96点(时刻点数可以变化，与基础负荷数据库保持一致即可)典型曲线，各时间梯度切负荷比例等基本信息，线路类型、所属变电站、与全网系统负荷曲线相似系数等基本信息，变电站负载率等基本信息，线路负荷转供信息。
[0075]
步骤二，根据上述获得的基础数据信息构建多时间梯度下切负荷智能优化编排算法基本模型，
[0076]
1.优化目标：
[0077]
各时间梯度得到的负荷96点典型曲线各时刻点负荷除以全网96点典型曲线对应时刻点负荷所计算的负荷占比与控制切负荷平均合格比例差值的绝对值的平均值最小。
[0078][0079]
其中，δe1
r，t
表示第r时间梯度t时刻负荷占比对应负荷与平均切负荷比例对应负荷之间的正偏差，δe2
r，t
表示第r时间梯度t时刻负荷占比对应负荷与平均切负荷比例对应负荷之间的负偏差，t为总时段，n
r
为总时间梯度数，为偏差系数。
[0080]
2.约束条件：
[0081]
(1)切负荷分时段区间限制约束-保证每时间梯度每个时段所切负荷尽可能趋近于每梯度平均被切负荷比例对应负荷。
[0082][0083]
其中，α
i，r
表示线路的被切状态变量，为0时表示线路i不安排切负荷，为1时表示线路i被安排在梯度r下进行切负荷；aver_r
r
表示梯度r的控制切负荷平均合格比例，systemload
t
表示全网典型负荷曲线t时刻对应负荷，lineload
i，t
表示线路i典型负荷曲线t时刻对应负荷，n
l
表示线路总数。
[0084]
(2)变电站被切负荷占比限制约束-保证各个变电站各时段被切负荷后还能满足最小负载率。
[0085][0086]
其中，n
l_s
表示变电站s下所属线路总数，stationload
s，t
表示变电站s在t时刻对应负荷，loadrate
s
表示变电站s最小负载率。
[0087]
(3)线路转供关系约束-存在转供关系的线路需安排在同一时间梯度，负荷总量不变，不影响总的控制负荷量。
[0088]
例如，一个线路转供关系中有i1、i2两条线路，那么
[0089][0090]
步骤三，为保证各时间梯度线路组合能适应系统负荷的实时变化，理想情况下各梯度得到的负荷曲线应与系统负荷曲线完全一致，但实际情况是只能从曲线趋势上尽量逼近，在各梯度制定方案时，优先选择与全网系统负荷曲线相似度高的线路进行组合。
[0091]
因此，可在目标函数中加入诱导函数，
[0092][0093]
其中，rank
i
表示线路i按相似系数由大到小的排序号。
[0094]
步骤四，基于步骤三中的优化模型，得到每个时间梯度的线路组合编排方案，每梯度合格率及偏差。
[0095]
多时间梯度下切负荷智能编排方法，基于线路及全网系统负荷基础数据，通过建立优化模型，以所生成方案合格率最高、稳定度最高为优化目标，实现切负荷推荐方案的自动生成。
[0096]
多时间梯度下切负荷智能编排系统通过导入待分析线路集，生成编排方案列表，支持用户自行选择整体方案或者单梯度方案进行优化、调整，查看方案优化前后对比，选择适应电网变化的最佳编制方案。
[0097]
第二方面。
[0098]
请参阅图4，本发明某一实施例提供一种多时间梯度下切负荷方案自动生成系统，包括：
[0099]
数据采集模块10，用于采集切负荷方案的计算参数；所述计算参数包括：切负荷各时间梯度信息、全网负荷典型曲线、变电站基本信息、线路基本信息、线路负荷典型曲线及线路转供关系；
[0100]
建模模块20，用于将所述计算参数作为输入，根据约束条件构建初始模型；所述约束条件包括：切负荷分时段区间限制约束、变电站被切负荷占比限制约束及线路转供关系约束；所述初始模型用于自动生成多时间梯度下切负荷方案；
[0101]
模型优化模块30，用于优化所述初始模型，得到多时间梯度下切负荷方案，满足各时间梯度整体切负荷合格率达到预设值，且各时间梯度下线路负荷曲线与全网典型负荷曲线形状的相似度达到预设值。
[0102]
在某一具体实施方式中，所述切负荷分时段区间限制约束，由以下公式确定：
[0103][0104]
其中，α
i，r
表示线路的被切状态变量，为0时表示线路i不安排切负荷，为1时表示线路i被安排在梯度r下进行切负荷；aver_r
r
表示梯度r的控制切负荷平均合格比例，systemload
t
表示全网典型负荷曲线t时刻对应负荷，lineload
i，t
表示线路i典型负荷曲线t时刻对应负荷，n
l
表示线路总数；
[0105]
δe1
r，t
和δe2
r，t
满足目标函数：
[0106][0107]
其中，δe1
r，t
表示第r时间梯度t时刻负荷占比对应负荷与平均切负荷比例对应负荷之间的正偏差，δe2
r，t
表示第r时间梯度t时刻负荷占比对应负荷与平均切负荷比例对应负荷之间的负偏差，t为总时段，n
r
为总时间梯度数，为偏差系数。
[0108]
在某一具体实施方式中，所述变电站被切负荷占比限制约束，由以下公式确定：
[0109][0110]
其中，n
l_s
表示变电站s下所属线路总数，stationload
s，t
表示变电站s在t时刻对应负荷，loadrate
s
表示变电站s最小负载率。
[0111]
在某一具体实施方式中，所述线路转供关系约束，为存在转供关系的线路被放置于同一时间梯度并使负荷总量不变。
[0112]
第三方面。
[0113]
本发明某一实施例提供的一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质包括存储的计算机程序，其中，在所述计算机程序运行时控制所述计算机可读存储介质所在设备执行任一项所述的多时间梯度下切负荷方案自动生成方法。
[0114]
以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。