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_3

文档序号:9200738阅读:来源:国知局
为直流线路k在调度周期T内允许的功率调节次数。
[0084] 在本实施例中,以15min为一个时段,则T = 96, Z T = l/4h。
[0085] 式(2)表示的省网与外网的总交换功率计划约束和式(4)表示的交流联络线断面 传输功率的安全约束,都包含了省间交流联络线输电功率的计算,显然,如何获得省间交流 联络线输电功率与各发电机组出力和直流线路功率之间的关系是模型求解的关键,由于直 流潮流模型对于长距离省间交流联络线功率的计算误差太大,本发明采用纯有功交流潮流 模型进行描述,如下式(6)所示,模型中忽略了换流站的有功损耗,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,本发明决策变量采用直流线路的逆变侧功率,整流侧 功率可由逆变侧功率和直流电压表示。
[0086]
[0087] 其中,Vi;t、Vj,# 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;
[0088] 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;
[0089] YjP p为节点电压的下限和上限,Ee^P冗为参考节点发电机有功出力的下限和 上限。
[0090] 同理,目标函数中的交流联络线有功损耗可根据纯有功交流潮流模型表示如下:
[0091] PLal,t= (Vi, ^ijCoseijit t = 1,2,…T (7)
[0092] 式中,P^t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。
[0093] 下面通过一个具体的例子来验证本发明的交直流并联输电通道功率优化分配方 法。
[0094] 以南方电网2013年10月26日数据为例进行仿真试验,分析本发明提出的省网间 交直流并联输电通道功率优化分配方法的效果。2013年底的南方电网主网架结构如图3, 整个交直流并联输电通道包括8回交流输电通道和7回直流输电通道(将"溪洛渡--从 西"同塔双回直流输电线路合并为1回),其中,云南送出断面共有3条直流输电电路和4条 交流输电线路,贵州送出断面共有2条直流输电电路和5条交流输电线路,广东送入断面共 有7条直流输电线路和8条交流输电线路。各个省网的总电力交换计划曲线如图4。各个 直流输电线路一天允许的功率调节次数均取为8。各节点电压上下限取为I. Ip. u.和0. 8p. u.。选定龙滩1#发电机端节点为电网的参考节点。
[0095] 请继续参阅图5和图6,图5中显示了各个省间直流联络线路的基本特性参数,图 6为四大省间500kV交流输电断面的安全极限的示意图。在获得各个省网的机组发电计划 的基础上,求解本发明提出的省网间交直流并联输电通道功率优化分配模型,得到优化后 一天整个交直流并联输电通道的总损耗曲线与优化前比较如图7所示,可以看到,通过对 各个交直流并联输电通道进行功率优化分配后,各个调度时段整个输电通道的总网损都有 所下降,整个输电通道一天的网损电量由协调前14926MWh降为8227MWh。从而验证了本发 明提出的省网间交直流并联输电通道功率优化分配方法的有效性及经济性。
[0096] 交直流并联输电通道输电功率优化分配方案对应的直流联络线功率如图8所示 (其中,虚线代表优化前,实线代表优化后)。依据图5所列6条直流线路输电特性,根据直 流线路有功损耗计算公式,线路电阻越小、额定电压越大,则直流线路的有功损耗越小。从 图8可以看出,优化后,线路电阻偏大的天广直流和兴安直流这2条线路传输功率都有不同 程度的减小,而线路电阻偏小的高肇直流和牛从直流这2条线路传输功率都有不同程度的 增加,以降低整个省间输电通道的有功损耗;对于线路电阻相等楚穗直流和普桥直流,优化 前楚穗直流的传输功率较大,普桥直流的传输功率较小,而优化后楚穗直流的传输功率减 小、普桥直流的传输功率增大,两个线路的传输功率比较接近,这是因为直流线路有功损耗 与传输功率的平方成正比,两个线路的传输功率接近有利于降低整个省间输电通道的有功 损耗。
[0097] 交直流并联输电通道输电功率优化分配方案对应的省间交流联络线断面总功率 中,四大省间500kV交流联络线断面传输功率都在安全约束范围内。同时优化后广东交流 送入断面的总功率增加,在满足省间总电力交换计划不变的情况下,送入广东直流联络线 的总功率必然减少,这也有利于减少整个输电通道交直流联络线总损耗。同时也说明了所 提交直流并联输电通道功率优化分配方法的有效性及合理性。
[0098] 相对于上述方法,本发明还提供了一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;如图9所示,其包括:
[0099] 获取单元100,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;
[0100] 计算单元200,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;
[0101] 执行单元300,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;
[0102] 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。
[0103] 进一步地,所述的交直流并联输电通道功率优化分配系统中,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:
[0104]
[0105]
[0106]
[0107]
[0109] 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
[0108] 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;
[0110] 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;
[0111] Eik和石分别为直流联络线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和万: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;
[0112] 11^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。
[0113] 进一步地,所述的交直流并联输电通道功率优化分配系统中,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 流电压表示。
[0114] 更进一步地,所述的交直流并联输电通道功率优化分配系统中,所述计算单元中 交直流并联输电通道功率优化分配模型进一步包括:
[0115]
[0116] 其中,\t、Vlt为t时段交流线路1两端节点i、j的电压,G ^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;
[0117] 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;
[0118] Yi和专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。
[0119] 另外,所述计算单元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:PLal,t= (V i,t2+Vj,AglijIViitV j,tglijC0S Θ ij t t = 1,2, ...Τ ;
[0120] 其中,Put为交流线路I在t时段的有功损耗,g w为交流线路I的支路电导。
[0121] 综上所述,本发明的交直流并联输电通道功率优化分配方
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