基于安全经济综合优化的电网靶向规划设计方法
【专利摘要】传统的电网规划方法不易得到在静态安全域内优化的扩容方案，且电网扩容成本优化的经济效益远小运行成本（即发电成本和网损）优化的效益。本发明“基于安全经济综合优化的电网靶向规划设计方法”，基于前期研究基础（中国发明专利：发输电经济及电网安全综合优化的建模方法，CN104103023A），利用该综合优化模型且放开静态安全性边界进行优化；再根据优化后的潮流和安全性边界，寻找需要扩容的线路和无功补偿节点（即标靶），并进行“靶向扩容设计”。IEEE39节点系统算例验证了本发明方法寻找“标靶”的合理性。该方法可得到满足电力系统安全经济优化运行的电网扩容方案。
【专利说明】基于安全经济综合优化的电网朝向规划设计方法
【技术领域】
[0001] 电力系统（电网）规划。
【背景技术】
[0002] 传统的电网规划方法一般是根据负荷和电源分布情况W及某些的运行方式，在满 足安全性条件下，确定经济性较好的网架扩容方案和无功补偿容量。
[0003] 在经济性方面，传统电网规划方法主要考虑的是电网投资成本，对运行考虑不足。 其实，电力系统（发电和输电）运行的经济性远比电网扩容投资的经济性重要，因为持续的 运行成本（发电成本和输电网损）差异远大于电网扩容法案不同造成的投资成本差异。所 W，电网规划的经济性更应考虑电力系统运行的总体经济性，该是电网公司自身的经济责 任和作为国有企业的社会责任。
[0004] 在安全性方面，电网规划首先需满足静态安全边界约束，即线路有功潮流的上限 和节点电压的上、下限。故传统的规划方法对静态安全性是卡住安全边界的办法，不易得到 在安全域内优化的网架扩容方案。
[0005] 针对该些问题，基于前期研究基础（中国发明专利；发输电经济及电网安全综合 优化的建模方法，CN104103023A)，利用该方法得到的综合优化模型，放开静态安全性边界 进行优化，根据优化后的潮流和安全性边界，寻找需要扩容的线路和无功节点（即标祀）， 再进行针对性的扩容设计。
[0006] 该方法可得到满足电力系统经济安全优化运行的电网扩容方案。
【发明内容】
[0007] 本发明"基于安全经济综合优化的电网祀向规划设计方法"，基于前期研究基础 (中国发明专利；发输电经济及电网安全综合优化的建模方法，CN104103023A)，利用该综 合优化模型且放开静态安全性边界进行优化；再根据优化后的潮流和安全性边界，寻找需 要扩容的线路和无功节点（即标祀），并进行"祀向扩容设计"。该方法可得到满足电力系 统经济安全优化运行的电网扩容方案。
【专利附图】
【附图说明】
[000引图1电网-映射弹性网拓扑映射，（1)电网，（2)映射弹性网
[0009] 图2电网的等效映射弹性支路
[0010] 图3输电线路等值模型
[0011] 图4IE邸39节点系统结构
【具体实施方式】
[0012] 1.电网的映射弹性势能
[0013] 设交流线路L两端节点电压、化2的相位差为0 L，有功功率为町，电抗为而，忽 略电阻。当化1、化2变化不大时，线路L的功-角特性与单自由度弹性支路1的受力-形变 特性类似，建立L和1状态量映射关系如下
[0014]
【权利要求】
1. 一种基于安全经济综合优化的电网靶向规划设计方法，该方法特征在于，包括如下 步骤： 1) 构建发输电经济及电网安全综合优化模型，目标函数为minf=a?yEu，潮
力上下限约束为PMmin<PP ，线路有功潮流约束为PuSP ，节点电压幅值上下限 约束为Uiniin彡U#Uiniax; 2) 步骤1)中，fe为连接主网所有机组的总发电成本，Eu为主网的映射弹性势能，a、 0为权重因子，根据不同电网的实际情况设置，满足a+|3 =1，〇彡a彡1，〇彡|3彡1， 系数U使fe、UEu具有相同的数量级； 3) 步骤1)中，Bii和Bu分别为自导纳和互导纳；PDi、QDi为节点i的负荷；Peimin和PMmax 分别为机组i的有功出力上、下限；Pimax为线路i的有功上限；UpUj为节点i、j的电压幅 值；Uimin、Uimax分别为节点i的电压幅值上、下限；
出力和经济参数，Eu为第i条线路的映射弹性势能，ng、n分别为发电机和线路的数量； 5) 利用步骤1)中的目标函数、潮流等式约束和机组出力上下限约束进行综合优化，得 到优化潮流； 6) 将优化潮流中的支路有功Piltjp、节点电压Uiltjp与相应的安全边界值Pimax、Uimi，Uimax 逐一比较，以越限或逼近安全边界的线路和节点为标靶，进行电网的靶向规划设计； 7) 若优化后的线路有功功率Pijltjp大于或逼近Pijmax，则表明该线路需要扩容，或连接该 线路的次级电压等级的电网需要扩容； 8) 若优化后的节点电压Uiltjp小于或逼近Uimin，则表明该节点无功补偿容量需扩容； 9) 若优化后的节点电压若Uiltjp大于或逼近Uimax，则表明该节点需增设并联电抗。
【文档编号】G06Q50/06GK104504620SQ201510026074
【公开日】2015年4月8日 申请日期:2015年1月19日 优先权日:2015年1月19日
【发明者】竺炜 申请人:竺炜