一种应对冰灾的电力系统主动调度方法及系统与流程

文档序号:23728832发布日期:2021-01-26 19:00阅读:来源:国知局

技术特征:
1.一种应对冰灾的电力系统主动调度方法,其特征在于,包括以下步骤:将电力系统区域按照地理位置划分成若干小栅格;建立冰灾天气强度模型,计算冰灾天气对所述系统的元件的致灾因子和持续时间;基于所述致灾因子建立系统的元件的故障模型,计算元件的故障概率,并生成故障集;建立系统的元件的恢复模型,考虑冰灾强度的随机性,计算元件在冰灾下的修复时间;基于所述元件的故障模型以及元件的恢复模型中元件的状态转移,将冰灾期间系统的拓扑状态转移抽象为系统的马尔科夫状态,计算冰灾天气期间系统的状态转移概率,生成系统状态场景集;建立负荷削减惩罚函数,计算动作即时成本;建立主动调度优化模型,以决策值函数最小作为目标函数,并以电力系统常规运行约束作为约束条件;运用线性标量法将目标函数的多目标优化问题转化为单目标混合整数线性规划问题进行求解,确定电力系统应对相应冰灾的调度策略。2.根据权利要求1所述的应对冰灾的电力系统主动调度方法,其特征在于,所述冰灾对电力系统的致灾因子包括线路的覆冰厚度,计算公式如下:式中,r
it
表示覆冰厚度即冰荷载,n为元件覆冰的时间,p
j
为在覆冰持续时间中第j小时的降水速率,为空气中液态水含水量,v
j
为对应线路位置的风速,ρ
i
是冰密度,取0.9g/cm3,ρ
o
是水密度,取1.0g/cm3。3.根据权利要求2所述的应对冰灾的电力系统主动调度方法,其特征在于,电力系统元件的故障模型,包括:当元件覆冰厚度m不超过最大设计抗冰厚度m时,元件不受影响正常运行;当元件覆冰厚度m≥5m时,元件一定发生故障并停止运行;当元件覆冰厚度m处于最大设计抗冰厚度m以及5m之间时,故障概率p
fi
随覆冰厚度的增大呈指数形式增加:4.根据权利要求1所述的应对冰灾的电力系统主动调度方法,其特征在于,所述电力系统的元件的恢复模型,包括:计算元件在冰灾下的修复时间,将冰灾天气下的故障修复时间ttr
w
作为与冰灾天气强度和正常天气下的修复时间ttr
n
有关的值,其中:ttr
w
=k
w
·
ttr
n
式中,k
w
为天气影响因子,不同冰灾强度对应的修复时间的随机性在此影响因子中考虑。5.根据权利要求1所述的应对冰灾的电力系统主动调度方法,其特征在于,所述状态转移概率由元件的状态转移概率计算:
式中,i和i

是系统在相邻两时刻的状态,k为元件序号,s
i,t
和s
i

,t+1
分别表示系统在t和t+1时刻的状态,ω
s,t
表示系统t时刻的状态集合,ω
c,t
为在t时刻潜在故障的元件集合;s
k,t
是元件k在t时刻的状态,其中0表示故障状态,1表示正常运行状态;pr(s
i,t
,s
i

,t+1
)、pr(s
k,t
,s
k,t+1
)分别表示系统和元件在相邻两时刻的状态转移概率。6.根据权利要求1所述的应对冰灾的电力系统主动调度方法,其特征在于,所述建立负荷削减惩罚函数,计算动作即时成本,计算公式如下:式中,pc
t
(s
i,t
,a
a,t
)为t时刻s
i,t
在动作a
a,t
作用下的即时成本,δl
n,t,i
表示节点n在t时刻s
i,t
状态下的负荷削减量,δt为相邻调度时刻的间隔时间,μ
l,t,n
是节点n在单位时间单位负荷的削减惩罚成本。7.根据权利要求1所述的应对冰灾的电力系统主动调度方法,其特征在于,所述决策值函数用递归公式表示:i∈ω
s,t
,a∈ω
a
,a

∈ω
a
,t∈ω
t
,t+1∈ω
t
式中,a和a

是调度动作指数,a
a,t
表示在t时刻的调度动作,即系统在当前时刻的重新调度策略;ω
a
、ω
t
分别是调度动作和调度时刻的集合;c
t
(s
i,t
,a
a,t
)是从t时刻到结束时刻在状态s
i,t
下采取动作a
a,t
时的预期成本,此预期成本为负荷削减造成的成本;pc
t
(s
i,t
,a
a,t
)是当前t时刻s
i,t
在动作a
a,t
作用下的负荷削减惩罚成本;则系统在t时刻状态s
i,t
下的最优策略是值函数最小,即预期成本最小为目标函数时得到的:式中,为系统在t时刻状态s
i,t
下的最小预期成本。8.根据权利要求7所述的应对冰灾的电力系统主动调度方法,其特征在于,运用线性标量法将目标函数的多目标优化问题转化为以下单目标混合整数线性规划问题:其中,所述线性标量法将每种状态的发生概率作为对应状态目标函数的权重;由于在冰灾轨迹上系统各元件的故障概率不同,系统的拓扑也随之变化,系统状态s
i,t
发生的概率p
i,t
计算为:式中,p
i,r,t
是从初始状态通过路径r到状态s
i,t
的概率,是从初始状态到状态s
i,t
的路径集合,ω
s
是系统状态集合,n
t
是决策时刻数。
9.根据权利要求1所述的应对冰灾的电力系统主动调度方法,其特征在于,所述约束条件满足调度常规约束,包括功率平衡、机组出力上下限、线路潮流、发电机爬坡,以及负载和功角上下限约束。10.一种计算机系统,包括存储器、处理器以及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序,其特征在于,所述处理器执行所述计算机程序时实现上述权利要求1至9任一所述方法的步骤。
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