大型电网概率性可用输电能力的分解协调计算方法
【专利摘要】本发明属于电力系统【技术领域】，是一种大型电网概率性可用输电能力的分解协调计算方法，如下步骤：l分解大型电网得到互联互通的若干个通过潮流计算能够得出可用输电能力的子系统；2根据大型电网所包括的各所述子系统的网络连接关系划分出若干个子区域电网，每个子区域电网包括两个串联或并联的子系统；3获取大型电网包括的所有子区域电网的概率性可用输电能力；4设定根据如上步骤已获取可用输电能力的各所述子区域电网作为子系统；5重复步骤2，步骤3和步骤4，直至获得大型电网的概率性可用输电能力结果。本发明有益效果在于：结合本研究所提出的分解计算模型，可快速计算跨多个区域电网的ATC，避开直接对该大型电网进行整体潮流计算的难题。
【专利说明】大型电网概率性可用输电能力的分解协调计算方法
【技术领域】
[0001 ] 本发明属于电力系统【技术领域】，可以应用于大型电网分析中的概率性可用输电能 力计算。
【背景技术】
[0002] 风电作为较成熟的可再生资源，得到了迅猛发展。然而，中国风电开发主要集中在 风能资源丰富的"三北"（东北、华北、西北)地区，多处在电网的末端，当地负荷水平低，系统 规模小，风电消纳能力十分有限。与此同时，我国的负荷中心则主要集中在经济发达的东南 沿海地区，当地负荷水平很高，能源供应却十分有限。为了保证三北的风电可以得到充分利 用，也为了保证东南负荷供应紧张的情况可以得到缓解，大规模风电必须送到其他区域电 网进行消纳，同时，电力系统经济运行也要求各类电源之间可以协调配合，降低电网的发电 成本。
[0003] 如此大容量的风电交易，能否通过现有的物理网络进行传输呢？或者现有的物理 网络在满足各自区域电能传输的前提下，还能为风电的传输提供多大容量的输电通道呢？ 解决这一问题的关键因素就是电网可用输电能力（Available transfer capability, ATC) 的计算。
[0004] 同时考虑到与水力发电、火力发电等常规电源的发电方式相比，风力发电最大的 特点在于其有功出力的随机性、间歇性和不可控性。短期内风电出力变化较大，较难做到准 确预测，但从长期来看，风电出力具有季节特性，一年内的风力发电总电量比较确定，所以， 两区域电网之间往往以年电量的形式进行交易。因此，实际中更需要解决的是电网长周期 可用输电能力的计算问题。
[0005] 单系统长周期可用输电能力的计算，算法很多，并且都已比较成熟。但是对于全国 范围内的大电网来说，若将其作为一个单系统来计算ATC的话，实际计算中就会遇到很多 问题，比如：发电机、负荷、线路等数据太多，收集起来十分困难，无法直接得到；全国电网 的规模过于庞大，建立的模型过于复杂;ATC程序运行时，维数灾难而导致的计算速度过于 缓慢等。
【发明内容】
[0006] 针对上述现有技术的不足，本发明提供了一种大型电网概率性可用输电能力的分 解协调计算方法，具体是通过以下步骤实现的：
[0007] 步骤1 :分解大型电网得到互联互通的若干个通过潮流计算能够得出可用输电能 力的子系统；
[0008] 步骤2 :根据大型电网所包括的各所述子系统的网络连接关系划分出若干个子区 域电网，每个子区域电网包括两个串联或并联的子系统；
[0009] 步骤3 :获取大型电网包括的所有子区域电网的概率性可用输电能力；
[0010] 步骤4:设定根据如上步骤已获取可用输电能力的各所述子区域电网作为子系 统；
[0011] 步骤5 :重复步骤2、步骤3和步骤4,直至获得大型电网的概率性可用输电能力结 果。
[0012] 进一步的，上述技术方案中，所述步骤3还包括如下步骤：
[0013] 步骤3. 1 :判断任一子区域电网所包括的子系统的网络连接关系是串联吗？是则 执行步骤3. 2,否则执行步骤3. 3 ;
[0014] 步骤3.2 :根据公式（1)获取包括两个串联的子系统的子区域电网的概率性可用 输电能力，设定两个串联的子系统分别为第一子系统、第二子系统；
[0015] p 00 =Pi 00 p2 (bj 彡 X) +Pi (ai>X) p2 (X) (1)
[0016] 其中p(x)为子区域电网的可用输电能力等于X时的概率、Pl(X)为第一子系统 的可用输电能力等于X时的概率、p 2(x)为第二子系统的可用输电能力等于X时的概率、 pjapx)为第一子系统的可用输电能力大于X时的概率、p2(bj彡X)为第二子系统的可用 输电能力大于等于X时的概率、ai为第一子系统的确定性可用输电能力、bj为第二子系统 的确定性可用输电能力，i=l、2、3、"·、Ν，」=1、2、3、"·、Ν;
[0017] 步骤3. 3 :根据公式（2)获取包括两个并联子系统的子区域电网的概率性可用输 电能力，设定两个并联的子系统分别为第一子系统、第二子系统；；
[0018]
【权利要求】
1. 一种大型电网概率性可用输电能力的分解协调计算方法，其特征在于包括如下步 骤： 步骤1:分解大型电网得到互联互通的若干个通过潮流计算能够得出可用输电能力的 子系统； 步骤2 :根据大型电网所包括的各所述子系统的网络连接关系划分出若干个子区域电 网，每个子区域电网包括两个串联或并联的子系统； 步骤3 :获取大型电网包括的所有子区域电网的概率性可用输电能力； 步骤4 :设定根据如上步骤已获取可用输电能力的各所述子区域电网作为子系统； 步骤5 :重复步骤2、步骤3和步骤4,直至获得大型电网的概率性可用输电能力结果。
2. 如权利要求1所述一种大型电网概率性可用输电能力的分解协调计算方法，其特征 在于：所述步骤3还包括如下步骤： 步骤3. 1 :判断任一子区域电网所包括的子系统的网络连接关系是否为串联；是则执 行步骤3. 2,否则执行步骤3. 3; 步骤3. 2 :根据公式（1)获取包括两个串联的子系统的子区域电网的概率性可用输电 能力，设定两个串联的子系统分别为第一子系统、第二子系统； p ⑴=Pi (X) p2 (bj 彡 X) +Pi (apX) p2 (X) (1) 其中P(X)为子区域电网的可用输电能力等于X时的概率、Pl(X)为第一子系统的可用 输电能力等于X时的概率、p2 (X)为第二子系统的可用输电能力等于X时的概率、Pl (ai>X) 为第一子系统的可用输电能力大于X时的概率、p2 (bj彡X)为第二子系统的可用输电能力 大于等于X时的概率、ai为第一子系统的确定性可用输电能力、bj为第二子系统的确定性 可用输电能力，1=1、2、3、*"、1」=1、2、3、*"^; 步骤3. 3 :根据公式（2)获取包括两个并联子系统的子区域电网的概率性可用输电能 力，设定两个并联的子系统分别为第一子系统、第二子系统；；
其中P(X)为子区域电网的可用输电能力等于X时的概率、
为第 一子系统的可用输电能力等3
吋的概率、
彳第二子系 统的可用输电能力大于等弓
时的概率、
为第一子系统的 可用输电能力大于
讨的概率、
&第二子系统的可用输电 能力等3
时的概率、％为第一子系统的确定性可用输电能力、bj为第二子系 统的确定性可用输电能力，Wl为子区域电网注入第一子系统的功率，w2为子区域电网注入 第二子系统的功率，1=1、2、3、"*、1]_=1、2、3、"*、叱
【文档编号】G06F19/00GK104283208SQ201310273226
【公开日】2015年1月14日 申请日期:2013年7月2日 优先权日:2013年7月2日
【发明者】张学松, 李卫东, 方印, 王海霞, 高春成, 史述红, 刘奭昕, 杨菲, 于贺, 王峰 申请人:国家电网公司, 国网电力科学研究院, 大连理工大学, 国网重庆市电力公司