一种特高压通道的输送容量以及风火打捆输电优化方法
【技术领域】
[0001 ] 本发明涉及一种输送容量以及风火打捆输电优化方法，尤其是涉及输送容量以及 风火打捆输电优化方法。
【背景技术】
[0002] 为解决我国能源分布不均问题，大规模"西电东送"、"北电南送"的电力流格局。大 容量长距离输电需要通过特高压专用通道远距离输送至东、中部负荷中心随着电网大范围 资源优化配置作用的不断增强，我国跨区电力流及跨区电力交易逐步扩大，我国将大力推 进长距离特高压交流通道的建设。
[0003] 建设特高压输电系统的目的是为了实现远距离、有效地输送大量电力，加强电网 的互联，改进系统稳定性和降低短路电流。在特高压输电线路形成和建设初期过程中，由于 受稳定极限的限制，线路的输电能力与自然具备的能力间将有较大的差距。特高压输电线 路的实际输电能力不仅与其设备自身的能力（热容量以及自然功率）有关，还与特高压输 电线路与下一电压等级系统的协调发展及输电线路落点在系统中所处位置有关，只有依赖 沿途超高压电网支撑才能实现远距离大容量送电。因此必须采取线路加装串联电容补偿， 中间分段落点建l〇〇〇kV特高压变电站与当地500kV系统联网，获得支撑电源，提高输送容 量。随着特高压电网的发展、下一级500kV电网的完善以及特高压与500kV电磁环网的解 开，特高压输电通道静态及暂态稳定水平才能够充分发挥作用，满足未来电网发展需求。 目前，特高压输电通道的系统决策理论方法的相关研宄尚未见相关报道。输电通道的优选 主要从受端电网的的电力电量需求、电力系统技术要求和工程投资等角度进行综合评价， 而1000kV特高压输电通道的输送容量及其成分由静态安全指标、暂态稳定性指标、电压稳 定裕度指标、电力电量需求指标和经济性指标多目标共同决定，各目标间的性质和量纲不 同而无法统一比较，甚至存在矛盾性，因此特高压通道的经济输送容量及风火打捆比例需 要综合考虑各方面的因素，属于典型的多目标决策问题。
[0004] 输电通道布局是电网建设规划工作中的一个重要环节，其输电容量和风火打捆比 例布局对电网结构、供电质量和供电可靠性意义重大。输电通道的优选工作分为3个阶段， 本专利主要为第一阶段提供理论支撑，即以负荷预测结果为基础，建立考虑受端电网电力 电量需求、静态安全指标、暂态稳定指标、经济性指标以及输电电价的指标体系。该阶段属 于典型的多因素相互作用下的多属性优选问题，指标体系如何建立直接影响到输电通道的 布局情况。本专利建立考虑受端电网的可靠性、稳定性和经济性指标，以确立输电通道输电 容量和风火打捆比例。
[0005] 为合理调整风电火电打捆比例以及输电容量，提出一种规划方法。首先建立了考 虑受端电网电力电量需求、静态安全指标、暂态稳定指标、经济性指标以及输电电价的指标 体系。然后对这些指标进行量化，建立了多目标函数的数学模型，采用多目标优化算法进行 计算。在求解过程中，对多个目标函数同时求解，计算得到满足约束条件的备选解，进而利 用熵权函数法确定最优折中解。
【发明内容】
[0006] 本发明主要是解决现有技术所存在的技术问题；提供了一种考虑受端电网电力电 量需求、静态安全指标、暂态稳定指标、经济性指标以及输电电价的指标体系，评价指标便 于计算和定量分析，可以综合反映输电线路输电容量以及送端风火打捆比例对受端电网的 影响的一种特高压通道的输送容量以及风火打捆输电优化方法。
[0007] 本发明的上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的：
[0008] 一种特高压通道的输送容量以及风火打捆输电优化方法，其特征在于，定义该优 化方法基于一个多目标优化函数以及一个若干不等式约束条件和等式约束条件，其中，
[0009] 多目标优化函数定义如下：
[0010] minF = (f1； f2, f3, f4, f5)
[0011] 不等式约束条件定义如下：
【主权项】
1. 一种特高压通道的输送容量以及风火打捆输电优化方法，其特征在于，定义该优化 方法基于一个多目标优化函数以及一个若干不等式约束条件和等式约束条件，其中， 多目标优化函数定义如下： minF = (fi, f2, f3, f4, f5) 不等式约束条件定义如下：
其中，fl、f2、f3、f4和f5分别是多目标优化函数的五个优化指标；等式约束条件即潮 流约束方程，其中Pi和Qi分别是节点i的有功功率和无功功率注入量；Ui和Uj分别是节 点i和j的电压幅值；Gi j和Bi j分别是导纳矩阵第i行、第j列元素的实部和虚部；Θ u是 节点i和j之间的电压相角差；不等式约束条件中，C=和分别是输电容量的上限和下 限值;Wmin和W max分别是风电装机容量上下限；Waetual和C artual分别是风电和火电实际出力。
2. 根据权利要求1所述的一种特高压通道的输送容量以及风火打捆输电优化方法， 其特征在于，所述Π 为线路过负荷静态安全指标，该指标反映了支路开断等故障后线路的 过载程度；大规模风火打捆电量集中从某一落点接入受端电网后，线路发生N-I故障导致 部分线路功率超过其热稳定极限，存在静态安全风险；输电容量选择应尽量减少静态安全 风险，满足N-I安全稳定准则；为了将线路重载及过载程度量化成可以比较的指标，定义在 N-I故障情况下线路仁的过负荷指标I U(Ir)为
式中，为风火打捆容量接入后第r条考核线路的传输功率；P_^为第r条考核线路的 热稳定极限功率；考核线路总数为1?;风火打捆容量接入后受端电网线路过负荷指标I 定义为
3. 根据权利要求1所述的一种特高压通道的输送容量以及风火打捆输电优化方法，其 特征在于，所述f2为暂态稳定指标，具体解释是：在给定系统运行点的情况下，暂态稳定表 达为柯西问题：
应用梯形积分原理，将微分方程式（3)差分化，就可以将暂态稳定问题转化为一般的