交直流并联输电通道功率优化分配方法和系统的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及省级电网间交直流并联输电技术领域，尤其涉及一种交直流并联输电 通道功率优化分配方法和系统。
【背景技术】
[0002] 由于能源和负荷的分布不均，远距离、大容量、超/特高压交直流输电成为我国电 网的发展趋势，南方电网、华东电网等区域电网都已形成了大型交直流互联电网格局。南方 电网"西电东送"通道覆盖南方五省（区），从云南、贵州境内开始，穿越广西全境，到达广东 境内，东西跨度近2000km，每年将大量云南和贵州的电力电量送往广东，对南方五省区电力 资源的优化和合理配置，以及各省区的经济社会发展发挥着重要作用。
[0003] 目前，"西电东送"主通道包括8回交流输电通道和8回直流输电通道，各个交流通 道和直流通道的输电损耗率存在一定差异，通过优化安排电网运行方式，合理安排各个直 流和交流通道的输电功率，能够有效降低整个输电通道的损耗电量，带来显著的经济效益。 因此，在满足系统运行安全性和电能质量要求的条件下，如何根据各省网已制定的发电调 度计划以及各省网间的总交换功率计划，合理分配省网间各直流和交流输电通道的送电功 率计划，以降低整个输电通道的功率损耗，是一个亟需解决的关键技术问题。
[0004] 交直流并联输电通道功率优化分配问题是在已知各省网制订的相应省内机组发 电出力计划和各个省网间总交换功率计划的前提下，确定各个省间交直流联络线的传输功 率计划，以确保在满足各个省间交流联络线断面的传输功率安全约束的前提下，使得交直 流联络线通道的总损耗最小（如图1所示，省网A和省网B之间通过直流联络线和交流联 络线进行输电，且省网间总交换功率计划已定）。为了满足各个省间交流联络线断面的传输 功率安全约束，准确地描述各个省间交流联络线传输功率与各节点注入功率之间的关系， 成为求解交直流并联输电通道功率优化分配问题的关键。
[0005] 目前，采用常规的交直流系统潮流计算模型可以表示各个省间交流联络线传输功 率与各节点注入功率（即各发电机功率和各负荷功率）之间的关系；然而，对于制定各省间 联络线日前输电功率计划问题而言，由于母线负荷预测只是预测下一天各个负荷节点的有 功功率，下一天各个负荷节点的无功功率无法得到，因而无法通过常规潮流计算模型获得 交流联络线功率。另外，采用直流潮流模型也可以表示各个省间交流联络线传输功率与各 发电机功率及负荷功率之间的关系；然而，为了保证较好的计算精度，直流潮流模型要求交 流线路两端节点电压相角差必须小于5度，而对于长度达数百公里的省间交流联络线，实 际运行中线路两端节点电压相角差往往大于5度，其传输功率的计算误差太大，因而在各 个省间交流联络线断面的传输功率安全约束下，常导致交直流并联输电通道功率优化分配 问题无法收敛。
[0006] 因此，如何在交直流并联输电通道功率优化分配中准确地计算各个省间交流联络 线的传输功率，是目前亟需解决的问题之一。
【发明内容】
[0007] 有鉴于此，有必要针对如何降低整个输电通道的功率损耗的问题，提供一种交直 流并联输电通道功率优化分配方法和系统。
[0008] -种交直流并联输电通道功率优化分配方法，优化目标为最小化交直流并联输电 通道一天的总网损电量；其中，所述优化分配方法包括如下步骤：
[0009] A、获取各省网间的总交换功率计划以及各发电机组日前出力计划；
[0010] B、根据预先设定的交直流并联输电通道功率优化分配模型，得到各省间直流联络 线的日前传输功率计划；
[0011] C、下发各省间直流联络线的日前传输功率计划至相应换流站执行；
[0012] 其中，所述交直流并联输电通道功率优化分配模型的约束条件包括各省网间的总 交换功率计划约束、每个直流联络线路的传输功率上下限约束、省网间交流联络线输电断 面的传输功率安全约束和直流线路一天内的功率调节次数限制约束。
[0013] 所述的交直流并联输电通道功率优化分配方法，其中，所述步骤B中交直流并联 输电通道功率优化分配模型描述如下：
[0019] 其中，T表示调度周期总的时段数，」T表示每个时段的时间长度；P^t(P dltt)表 示第1个交流联络线t时段的有功损耗，Putt (Pdltt)表示第k个直流联络线t时段的有功
[0014]
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[0017]
[0018] 损耗，
Pk为直流线路的运行极数，Udfflt为直流线路k的额定 电压，Rdk为直流线路k的单极电阻；N a。、Nd。分别为整个省网间交直流并联输电通道包含的 交流联络线总条数和直流联络线总条数，Pdlt t为第k个直流联络线t时段的逆变侧直流功 率；
[0020] PSs，t为省网S在t时段的总电力交换计划值，Psal，t(P dIk，t)为省网s与外网连接的 交流联络线1在t时段的输电功率，Psdtt (Pdltt)为省网S与外网连接的直流联络线k在t 时段的输电功率，Nsa和Nsd分别为省网s与外网连接的交流联络线总条数和直流联络线总 条数；
[0021] Eik和万分别为直流联络线k传输功率的下限和上限；Plut为第m个省间交流联 络输电断面中节点i与节点j之间线路1在t时段传输的有功功率，Em表示第m个输电断 面包含的交流线路集合，Elm和瓦：分别为第m个省间交流联络线输电断面传输功率的安全 下限和上限；
[0022] 1^是0_1决策变量，表示直流输电线路k在t时段是否调整了线路功率，当Ui， t = 1时，表示直流线路k在t时段调整线路功率，则直流线路k在t时段的逆变侧功率为Pdlt t， 当Ui，t= 0时，表示直流线路k在t时段不调整线路功率，即直流线路k在t时段的逆变侧 功率为Pdlk t= P dIk，α_υ，Ck为直流线路k在调度周期T内允许的功率调节次数。
[0023] 所述的交直流并联输电通道功率优化分配方法，其中，所述步骤B中交直流并联 输电通道功率优化分配模型中将换流站直流侧功率当成换流站交流母线节点的注入功率， 控制变量为各直流联络线的逆变侧直流功率，整流侧功率可由逆变侧功率和直流电压表 不O
[0024] 所述的交直流并联输电通道功率优化分配方法，其中，所述步骤B中交直流并联 输电通道功率优化分配模型中交流联络线传输有功功率采用纯有功交流潮流模型描述，因 而模型进一步包括：
[0025]
[0026] 其中，Vi^Vjit为t时段交流线路1两端节点i、j的电压，G u和B u分别为节点导 纳矩阵i行j列元素的实部和虚部，Θ u t时段交流线路1两端节点i、j的电压相角 差；
[0027] Pei，t、Pu，t、PDi， t分别为节点i在t时段的发电有功、负荷有功和直流有功，η为电 网的总节点数，第η个节点为电网的参考节点，相角恒定为0度；
[0028] Yi和写为节点电压的下限和上限，Een和瓦为参考节点发电机有功出力的下限和 上限。
[0029] 所述的交直流并联输电通道功率优化分配方法，其中，所述步骤B中交直流 并联输电通道功率优化分配模型中交流联络线有功损耗表示如下：P^t= (viit2+vjit2) giijJVuVitg^.cos Θ iJ t t = 1，2,…T ;
[0030] 其中，Put为交流线路1在t时段的有功损耗，g W为交流线路1的支路电导。
[0031] -种交直流并联输电通道功率优化分配系统，优化目标为最小化交直流并联输电 通道一天的总网损电量；其中，包括：
[0032] 获取单元，用于获取各省网间的总交换功率计划以及各发电机组日前出力计划；
[0033] 计算单元，用于根据预先设定的交直流并联输电通道功率优化分配模型，得到各 省间直流联络线的日前传输功率计划；
[0034] 执行单元，用于下发各省间直流联络线的日前传输功率计划至相应换流站执行；
[0035] 其中，所述交直流并联输电通道功率优化分配模型的约束条件包括各省网间的总 交换功率计划约束、每个直流联络线路的传输功率上下限约束、省网间交流联络线输电断 面的传输功率安全约束和直流线路一天内的功率调节次数限制约束。
[0036] 所述的交直流并联输电通道功率优化分配系统，其中，所述计算单元中交直流并 联输电通道功率优化分配模型描述如下：
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[0038]
[0039]
[0040]
[0041]
[0042] 其中，T表示调度周期总的时段数，」T表示每个时段的时间长度；Put(P dltt)表 示第1个交流联络线t时段的有功损耗，Putt (Pdltt)表示第k个直流联络线t时段的有功
损耗， Pk为直流线路的运行极数，Udfflt为直流线路k的额定 ， 电压，Rdk为直流线路k的单极电阻；N a。、Nd。分别为整个省网间交直流并联输电通道包含的 交流联络线总条数和直流