一种大规模直流电力受入条件下的省网次日事故备用容量配置方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及电力系统领域，尤其涉及一种大规模直流电力受入条件下的省网次日 事故备用容量配置方法。
【背景技术】
[0002] 备用计划的制定是保证电力系统安全、稳定、可靠运行的重要手段之一，而事故备 用容量的确定是其中的主要内容。事故备用容量的确定方法主要考虑两方面的因素：系统 可靠性和经济性。
[0003] 在现有技术中，系统事故备用容量的确定一般采取确定性方法，即按照系统内最 大机组容量或系统高峰负荷的一定比例（一般为8%~10% )来确定。确定性方法虽然使 系统可靠性维持在较高水平，但却忽略了系统可靠性和经济性之间的关系，所制定的事故 备用计划往往是不经济的，特别是在制定大规模直流电力受入条件下的省网事故备用的时 候，若按原有的确定性方法预留事故备用容量，由于直流受入电力规模较大，其值往往大于 系统高峰负荷的8%~10%，此时一般是按直流受入电力规模作为标准来确定事故备用容 量，虽然系统可保持较高的可靠性水平，但却在经济性上做出了较大的妥协。
【发明内容】
[0004] 本发明的目的在于提供一种大规模直流电力受入条件下的省网次日事故备用容 量配置方法，可以兼顾电力系统的可靠性和经济性，使备用的社会效益达到最佳。
[0005] 为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
[0006] -种大规模直流电力受入条件下的省网次日事故备用容量配置方法，依次包括以 下步骤：
[0007] (1)忽略系统事故备用需求确定一个初始的火电机组组合以及初始的事故备用容 量I1，下标i = 0, 1，2……为迭代索引，下标c仅为区分作用，并非变量；
[0008] (2)取i = i+Ι，计算当前电力系统发电裕度的概率分布；
[0009] (3)根据电力系统发电裕度的概率分布，计算增加第i个容量步长为AR的事故备 用容量所能减少的期望失负荷损失AL 1;
[0010] (4)计算分别从发电侧、负荷侧以及联络线侧提供第i个容量步长为AR的事故备 用容量所需的成本，选取其最小值作为增加该段事故备用容量所增加的运行成本AC 1;
[0011] (5)比较AL1和AC1的大小，若AL1彡AC ^则进入步骤（7);若ALA AC1，则进 入步骤（6);
[0012] (6)以当前事故备用水平为基础计算系统新的事故备用需求R。= Ui · AR，以 新的事故备用需求为基础，重新调整火电机组组合，进入步骤（2)，&。表示第一次迭代时的 事故备用容量，下标c仅为区分作用，并非变量；
[0013] (7)计算系统最优备用容量/^ = Sc,0 + (i - 1) · AR，并记录i循环过程中每段 备用容量AR的提供者，汇总各备用提供者的提供容量。
[0014] 所述步骤（1)具体为
[0015] ①选取次日00:00~24:00为决策周期T，即T = 24h，并设一天之内火电机组开 停机状态保持不变；
[0016] ②首先确定水电机组的发电计划和所能提供的负荷备用和事故备用容量，然后确 定燃气机组的发电计划和所能提供的负荷备用和事故备用容量，将水电机组和燃气机组 提供的事故备用容量相加，即为系统所能提供的初始事故备用容量Ry;
[0017] ③考虑系统所需的负荷备用需求，用系统的负荷备用需求减去水电和燃气所能提 供的负荷备用，即为制定火电机组组合时所需的初始负荷备用容量；
[0018] ④以火电机组所需提供的负荷备用容量为约束，忽略事故备用容量确定次日火电 机组的初始开停机方式与开机容量，即为初始的火电机组组合。
[0019] 所述步骤（2)具体为
[0020] ①选取容量步长Δ R ;
[0021] ②根据系统第i_l次增加备用之后的水电、燃气和火电开机情况及强迫停运率、 交流联络线受电情况和直流联络线受电情况及相应的强迫停运率，以及预测的次日负荷曲 线，基于容量步长AR，采用卷积的计算方法，计算系统发电裕度的概率分布P nw(M), M = (M1, M2,……MH1，MH，MH+1，……M 1J表示系统的各种发电裕度，其中，M1-Mhi小于0，MH等于 0，M H+1大于0,相邻的两个发电裕度之间的步长为AlPni(Mk)表示裕度为1时的确切概率， 下标m仅为区分作用，并非变量，下标H用于标记发电裕度为0的点在发电裕度中的位置； [0022] 所述步骤（3)具体为
[0023] ①根据步骤（2)中计算得到的发电裕度概率密度Pniil(M),计算在第i-Ι次增加备 用容量后系统当前运行方式下，再增加第i个容量步长为A R的事故备用容量所能减少的 电量不足期望值AEENS1
[0024] Δ EENS1= EENS i !-EENS1
[0025] 其中，EENS1为增加备用后的电量不足期望值，EENS i i为增加备用前的电量不足期 望值，二者的计算公式如下
[0026]
[0027]
[0028] 其中，Pm(Mk)表示裕度为仏时的确切概率，T = 24h表示决策周期，下标L表示系 统有L种发电裕度。
[0029] ②设定系统的失负荷价值V0LL，根据步骤①得到的电量不足期望值△ EENS1和系 统的失负荷价值V0LL，计算出增加第i个容量步长为AR的事故备用容量所能减少的期望 失负荷损失A Li,
[0030] AL1= AeeNS1XVOLL
[0031] 其中，AEENS1为当前运行方式下增加第i个容量步长为AR的事故备用容量所能 减少的电量不足期望值。
[0032] 所述步骤（4)具体为
[0033] ①计算由发电侧提供第i个容量步长为AR的事故备用容量所需的成本AQ1，下 标g仅为区分作用，并非变量，下标i =〇，1，2……为迭代索引；
[0034] 在当前火电机组组合下，一个决策周期T内，火电机组的平均负荷率
[0035]
[0036] 其中，a i 表示火电机组的平均负荷率，Q表示火电机组在一个决策周期T内的 发电量，G1 i表示火电机组当前已开机的机组容量之和，在火电机组和燃气机组的发电计划 确定的情况下，Ciil^为定值。
[0037] 在当前运行方式下，火电机组再增加第i个容量步长为AR的事故备用容量后，火 电机组的平均负荷率
[0038]
[0039] 仕白刖;?仃力瓦卜，X电机组再増那弟1个容量步长为AR的事故备用容量后，火 电机组的平均负荷率的变化量为：
[0040] Δα;%=
[0041] Δ α %表示第i台机组平均负荷率的变化量，α %表示第i台机组的平均负荷 率，a i %表示第i-Ι台机组的平均负荷率；
[0042] 发电侧提供第i个容量步长为AR的事故备用容量所需要的发电成本ACgil = Δ y； · Q ；
[0043] Ayi表示机组的平均负荷率变化Δ α 1%时，火电机组的发电平均成本的变化量， 可由火电机组的发电平均成本曲线获得，A Cg, i即为发电侧发电侧提供第i个容量步长为 A R的事故备用容量所需要的发电成本。
[0044] ②计算由负荷侧发电侧提供第i个容量步长为△ R的事故备用容量所需要的发电 成本AC1^1，下标ILH仅为区分作用，并非变量，下标i = 0，1，2……为迭代索引；
[0045] Δ CILH, ,= LOLP , · VOLLilh · A R · Tp
[0046] 其中，Δ LOLP1表示第i-Ι次增加备用后系统的失负荷概率，VOLL Ι?Η表示负荷侧备 用的失负荷价值，AR表示容量步长，Tp表示负荷侧备用的调用时间，下标ILH和下标ρ均 仅为区分作用，并非变量。
[0047] ③计算由联络线侧提供第i个容量步长为△ R的事故备用容量所需要的发电成本 A CT, i，下标T仅为区分作用，并非变量，下标i =0，1，2……为迭代索引；
[0048] Δ CTj ,= LOLP , · PRICEt · A R · Tp
[0049] 其中，LOLP1表示第i-Ι次增加备用后系统的失负荷概率，PRICE 1表示为联络线提 供事故备用的电量价格，，A R表示容量步长，Tp表示负荷侧备用的调用时间，下标i为变 量，i = 0,1，2......，下标T和下标ρ均仅为区分作用，并非变量
[0050] ④比较Λ Cg,ρ Δ C^h,满Δ C T>1的大小，取其最小值作为增加该段事故备用容量所 需要的备用成本AQ。
[0051] 本发明通过逐步增加容量步长为AR的事故备用，并计算增加第i个容量