一种电力网络最大功率调节量的计算方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种电力系统的调度技术，特别是一种电力网络最大功率调节量的计 算方法。
【背景技术】
[0002] 如今，我国电力系统的发展已经日益成熟，区域互动运行更加智能化是发展趋势。 同时，对电能质量提出了更高的要求，而频率质量是其中考核的指标之一。我国电网运行的 过程中要保证频率稳定在50Hz，但是由于发电和负荷的有功功率不平衡导致的频率波动， 就需要通过调频来保证频率稳定。
[0003] 电力系统大规模互动运行有个优势，当某区域自身调频不能满足要求时，可以通 过互联电网联络线把功率波动转移到其他区域来进行调节。而对于多个区域的功率波动不 能通过一次调频、二次调频进行有效调节的时候，会引起这些区域频率质量不合格，导致这 些区域系统不稳定。所以这个时候就需要其他区域来帮忙进行消纳这些区域的功率波动。
[0004] 但是由于区域备用容量的限制，每个区域可以接受的功率容量有限，导致波动的 功率在电网传输过程中受到容量的限制，而不能完全地传输到理想的调频区域。所以需要 一种方法，把电力系统中能消纳功率波动的区域整合起来，考虑每个区域可以接受的功率 容量，然后计算这个电力系统中能消纳的功率波动的最大功率调节量。同时，针对这个最大 功率调节量，对于整个电力系统来说，需要计算每条联络线要求传输的功率是多少。
[0005]现有的最大功率调节量计算方法有动态ACE(区域控制偏差）技术，但该技术只是 用于电力系统扰动状态下的控制，不涉及电力系统正常运行状态。动态ACE技术，只能解决 故障时的区域间传输功率，不能解决平时的电能功率波动跨区消纳。
【发明内容】
[0006] 为解决现有技术存在的上述问题，本发明要设计一种电力网络最大功率调节量的 计算方法，不仅能够优化故障时的区域间传输功率，而且还可以解决正常情况下的功率波 动跨区消纳，从而降低电力系统备用成本。
[0007] 为了实现上述目的，本发明的技术方案如下：一种电力网络最大功率调节量的计 算方法，包括以下步骤：
[0008]A、网络转换
[0009]对于一个电力网络来说，如果它的波动点集和消纳点集都只含有一个区域，那么 称这个电力网络为单波单消网络。同时，任何一个电力网络，都能够转换为一个单波单消网 络。转换步骤如下：
[0010] A1、给网络N添加两个新的区域S和t;
[0011]A2、对VxeX，从s向x连一个联络线，其容量为;
[0012] A3、对vyeF，从y向t连一个联络线，其容量为〇〇 ;
[0013] 式中，添加的区域s和t分别称为人工波动点和人工消纳点；容量是指每个区域可 以接受的最大功率容量；网络N中所有区域的集合为V;将网络N中需要调节功率波动的区 域称为波动点x，所有波动点的集合称为波动点集X，每个波动点的入度为0。把网络N中能 够消纳功率波动的区域称为消纳点y，所有消纳点的集合称为消纳点集Y，每个消纳点的出 度为0。网络N中既没有波动又没有消纳的区域称为中转点。网络N中，每个区域都有可以 接受功率的最大容量函数，当多条联络线指向这个区域，就需要按比例分配这个容量函数， 该函数简称为容量C，它是定义在联络线集A上的非负函数，联络线集A是指网络中所有联 络线的集合。
[0014] B、建立约束条件
[0015] 定义网络N(V，X，Y，A，C)中的一个可行流f，是指在联络线集A上的一个整值函 数：
[0016] B1、满足容量约束：对〇彡f (a)彡c (a);
[0017] B2、保证流量守恒：对(尤u:F).，，f(v) =f+(v);
[0018] 其中f (v)表示区域v处于入联络线上的功率之和，f+(v)表示区域v处于出联络 线上的功率之和。
[0019] 对于网络叭￥，父，￥，厶，〇中的一个可行流乜必有^(父）=€(￥)，^(父）和€(￥)均 为可行流f的功率调节量，记为Valf。网络N中功率调节量最大的可行流f称为网络N的 最大功率调节量。
[0020] C、找可增路
[0021] 对于网络N的可行流f，u是网络N中任意一个区域，P是网络N中一个x-u路。如 果对路P上的任一个联络线a，都有：
[0022] (1)若联络线a是P的正向联络线，则c(a)-f(a)>0;
[0023] (2)若联络线a是P的反向联络线，则f(a) >0。
[0024] 则称P是网络N中一个可行流f的可增x-u路。特别地，网络N中一个可行流f 的可增x-y路简称为网络N的一个可行流f?的可增路。对网络N中任一个可行流f可增路 P和P上任一个联络线a，令
[0025]
[0026] 则沿路P可增加的流量为
[0027]
[0028] A f (P)称为可行流f可增路P上的可增量。
[0029] 对于网络N中的一个可行流f，采用Ford-Fulkerson标号法来寻找可行流f的可 增路或者判断可行流f?的可增路不存在，标号过程包括以下步骤：
[0030] 从波动点x开始，首先给x标上即波动点x的容量1 (x)=°°，式中，x称为已 标未查区域，其他区域称为未标未查区域。
[0031] C1、任选一已标未查区域u;
[0032]C2、检查其所有尚未标号的邻接区域；
[0033] C3、任选一尚未标号的邻接区域；
[0034] C4、如果尚未标号的邻接区域为出邻接区域V，转步骤C5 ;如果尚未标号的邻接区 域为入邻接区域v，转步骤C6;
[0035] C5、对区域u的尚未标号的出邻接区域V，即<u,v>GA，若c(u,v) >f(u,v)，则给 区域v标号：1 (v) =min{l(u)，c(u,v)-f(u,v)}，v称为已标未查区域；转步骤C7 ;
[0036] C6、对区域u的尚未标号的入邻接区域V，即〈v，u>GA，若f(u，v) > 0,则给区域 V标号：1 (V) =min{l(u)，f(u,V)}，V称为已标未查区域；
[0037] C7、否则不给v标号。当检查完区域u的所有邻接区域以后，将区域u称为已标已 查区域。转步骤C8,否则选择另一个尚未标号的邻接区域，返回步骤C4;
[0038] C8、如果已标未查区域全部检查完毕，则转步骤D，否则，选择另一已标未查区域 u，转步骤C2;
[0039] D、求网络N中的最大功率调节量
[0040] D1、完成上述标、查过程后，检查消纳点y是否获得标号，如果消纳点y获得标号， 此时已得到可行流f的可增路，则沿着该路增流。
[0041] D2、由可增路的概念，对网络N中一个可行流f，如果找不出可增路则停止，转步骤 D3。如果能找到网络N中一个可行流f的可增x-y路P，则沿着P修改流的值，得到一个流 量更大的可行流)\修改步骤如下：
[0042]
[0043] 修改后可行流的流量为f= _l/ +A/(P)然后重新标号并返回步骤C1。 〇
[0044] 反复寻找网络N中的可增路，沿可增路将流量扩大，直到找不出可增路为止。也就 是说如果消纳点y点未获得标号，但已没有已标未查顶点，停止计算；
[0045] D3、当前的可行流f对应的流量即为最大功率调节量。
[0046] 与现有技术相比，本发明具有以下有益效果
[0047] 1、本发明通过运用网络流理论，在电力网络的约束条件下，引导电力系统中控制 区域共同消纳负荷波动，得到最大功率调节量。这种方法降低了整体备用，从而降低了电力 系统备用成本。
[0048]2、本发明把电力网络中各个区域转化为波动点、消纳点和中转点，通过约束每条 联络线能够传输的下个点可以接收的功率容量，运用网络流理论中Ford-Fullkerson标号 算法，反复进行标、查过程，直到人工消纳点未获得标号，但已没有已标未查顶点，此时当前 的流量即为最大功率调节量，停止计算。最终就