一种电力资源的跨域调度方法、装置及系统与流程

1.本发明涉及电力资源的跨域调度领域，涉及一种电力资源的跨域调度方法、装置及系统。


背景技术：

2.高比例新能源接入的新型电力系统的形态演化，以及全国统一电力市场体系建设的背景下，电力资源在跨省区优化配置的趋势将逐步凸显。在我国电网运行管理和电力市场建设的实践中，主要遵循“国调-区域分中心调度-省调”的多级协调运作模式，即国家电力调度中心、区域电网调度中心先确定区域电网和省级电网之间联络线的传输计划，然后省级调度机构再以这个联络线计划作为边界条件之一，考虑省内的电力电量平衡、断面安全约束、机组运行约束等情况，编制省内的发电调度计划。因此在“国、分、省多级协调”的调度模式下，跨区、跨省联络线实现余缺互济，是以省为实体开展省级电网的电力平衡与安全运行管理的重要前提。如果各个子区域之间联络线的传输能力估算得不准确，可能会产生两个方面的问题：1)联络线的传输空间测算过于保守，可能使得跨区域之间的电能资源互济的潜力未能充分利用。2)如果联络线的传输空间测算不准确，超出部分子区域的运行边界的范围，会导致基于下达的联络线计划场景下，省级电网的发电调度计划编制没有可行解，需要国调、分中心调度机构重新修改联络线计划以后，省调再基于修正后的联络线计划来编制省内的发电调度计划，如此导致联络线计划和省内发电计划编制的反复迭代，或者会直接做省间送受电计划的削减，由此在一定程度上牺牲调度计划的最优性，阻碍了跨省、跨区电能资源之间的优化配置。由上述分析可知，联络线计划的编制、校核是影响多级协调的调度和交易组织工作的关键环节，因此合理评估跨省区通道的传输能力具有必要性。
3.在现有技术中，最为常见的是借助可用输电容量(available transfer capability,atc)或者通过外部电网等值的方式来衡量联络线的传输能力，从而根据衡量结果进行跨区域调度和配置。基于atc的方法中，通常是将每个省区电网等价处理为一个网络节点，仅考虑区域的平衡和联络线的安全约束来开展调度，由于联络线计划编制未考虑到省网运行约束的影响，可能导致据此展开的省内日前调度计划问题无解。基于外部电网等值的方法，主要是通过消去外部网络，在保证等值前后的总传输容量相等的前提下，求解等值支路的传输限值。在此基础上，为了更细致地考虑子区域(省级电网内部)的运行约束的影响，部分学者提出了利用多参数规划理论、投影理论等方法来计算联络线的可行域，更好的兼顾子区域内部运行约束的影响。
4.但是，现有技术仍存在如下缺陷：直接应用在连续调度时段数量较多的场景时，会导致计算量的极具增加甚至难以执行。
5.因此，当前需要一种电力资源的跨域调度方法、装置及系统，从而克服现有技术中存在的上述缺陷。


技术实现要素：

6.针对现存的上述技术问题，本发明的目的在于提供一种电力资源的跨域调度方法、装置及系统，从而提升电力资源的跨域调度效率。
7.本发明提供了一种电力资源的跨域调度方法，所述跨域调度方法包括：根据待跨域调度区域的预设的运行边界信息组，确定调度约束条件、广域时段组合信息以及邻域时段组合信息；所述待跨域调度区域之间通过联络线连接；根据所述调度约束条件、广域时段组合信息、邻域时段组合信息、预设的广域时段可行域模型以及预设的邻域时段可行域模型，分别对广域时段组合的联络线功率可行域以及邻域时段组合的联络线功率可行域进行建模求解，从而对应获取广域时段可行域以及邻域时段可行域；对所述广域时段组合可行域以及所述邻域时段可行域进行合成，从而获取所述待调度区域的各个时段的联络线交换功率可行域，以使用户根据所述联络线交换功率可行域进行电力资源的跨域调度配置。
8.在一个实施例中，根据待跨域调度区域的预设的运行边界信息组，确定调度约束条件、广域时段组合信息以及邻域时段组合信息，具体包括：从待跨域调度区域的预设的运行边界信息组中，获取母线节点负荷预测数据、电网安全限值以及在运机组的运行特性参数；根据所述母线节点负荷预测数据、电网安全限值以及在运机组的运行特性参数，确定所述待跨域调度区域的各时段的调度约束条件、广域时段组合信息以及邻域时段组合信息；所述调度约束条件包括电网安全约束条件、电力平衡约束条件、机组爬坡约束条件、机组运行约束条件。
9.在一个实施例中，根据所述调度约束条件、广域时段组合信息、邻域时段组合信息、预设的广域时段可行域模型以及预设的邻域时段可行域模型，分别对广域时段组合的联络线功率可行域以及邻域时段组合的联络线功率可行域进行建模求解，从而对应获取广域时段可行域以及邻域时段可行域，具体包括：根据所述调度约束条件、顶点搜索法以及广域时段组合信息，对预设的广域时段可行域模型进行求解，从而获取广域时段可行域；根据所述调度约束条件、顶点搜索法以及邻域时段组合信息，对预设的邻域时段可行域模型进行求解，从而获取邻域时段可行域。
10.在一个实施例中，对所述广域时段组合可行域以及所述邻域时段可行域进行合成，从而获取所述待调度区域的各个时段的联络线交换功率可行域，具体包括：根据所述广域时段组合可行域、所述邻域时段可行域以及预设的日前调度时段关系，合成所述待调度区域的各个时段的联络线交换功率可行域。
11.本发明还提供了一种电力资源的跨域调度装置，所述跨域调度装置包括约束限定单元、建模求解单元以及合成调度单元，其中，所述约束限定单元用于根据待跨域调度区域的预设的运行边界信息组，确定调度约束条件、广域时段组合信息以及邻域时段组合信息；所述待跨域调度区域之间通过联络线连接；所述建模求解单元用于根据所述调度约束条件、广域时段组合信息、邻域时段组合信息、预设的广域时段可行域模型以及预设的邻域时段可行域模型，分别对广域时段组合的联络线功率可行域以及邻域时段组合的联络线功率可行域进行建模求解，从而对应获取广域时段可行域以及邻域时段可行域；所述合成调度单元用于对所述广域时段组合可行域以及所述邻域时段可行域进行合成，从而获取所述待调度区域的各个时段的联络线交换功率可行域，以使用户根据所述联络线交换功率可行域进行电力资源的跨域调度配置。
12.在一个实施例中，所述约束限定单元还用于：从待跨域调度区域的预设的运行边界信息组中，获取母线节点负荷预测数据、电网安全限值以及在运机组的运行特性参数；根据所述母线节点负荷预测数据、电网安全限值以及在运机组的运行特性参数，确定所述待跨域调度区域的各时段的调度约束条件、广域时段组合信息以及邻域时段组合信息；所述调度约束条件包括电网安全约束条件、电力平衡约束条件、机组爬坡约束条件、机组运行约束条件。
13.在一个实施例中，所述建模求解单元还用于：根据所述调度约束条件、顶点搜索法以及广域时段组合信息，对预设的广域时段可行域模型进行求解，从而获取广域时段可行域；根据所述调度约束条件、顶点搜索法以及邻域时段组合信息，对预设的邻域时段可行域模型进行求解，从而获取邻域时段可行域。
14.在一个实施例中，所述合成调度单元还用于：根据所述广域时段组合可行域、所述邻域时段可行域以及预设的日前调度时段关系，合成所述待调度区域的各个时段的联络线交换功率可行域。
15.本发明还提供了一种电力资源的跨域调度系统，所述跨域调度系统包括跨域调度模块以及数据存储模块，所述跨域调度模块与所述数据存储模块通信连接，所述数据存储模块用于存储所有数据，所述跨域调度模块用于根据所述数据存储模块中存储的数据，执行如前所述的电力资源的跨域调度方法。
16.相比于现有技术，本发明实施例具有如下有益效果：
17.本发明提供了一种电力资源的跨域调度方法、装置及系统，从而提升电力资源的跨域调度效率，通过分别对广域时段组合的联络线功率可行域以及邻域时段组合的联络线功率可行域进行建模求解以获取广域时段可行域以及邻域时段可行域，对所述广域时段组合可行域以及所述邻域时段可行域进行合成，以获取所述待调度区域的各个时段的联络线交换功率可行域，并根据联络线交换功率可行域进行配置调度，该跨域调度方法、装置及系统提升了电力资源的跨域调度效率。
附图说明
18.下文将结合说明书附图对本发明进行进一步的描述说明，其中：
19.图1示出了根据本发明的一种电力资源的跨域调度方法的一个实施例的流程图；
20.图2示出了根据本发明的一种电力资源的跨域调度装置的一个实施例的结构图；
21.图3示出了根据本发明的一种电力资源的跨域调度系统的一个实施例的结构图。
具体实施方式
22.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
23.具体实施例一
24.本发明实施例首先描述了一种电力资源的跨域调度方法。图1示出了根据本发明的一种电力资源的跨域调度方法的一个实施例的流程图。
25.如图1所示，该方法包括如下步骤：
26.s1:根据待跨域调度区域的预设的运行边界信息组，确定调度约束条件、广域时段组合信息以及邻域时段组合信息。
27.在一个实施例中，根据待跨域调度区域的预设的运行边界信息组，确定调度约束条件、广域时段组合信息以及邻域时段组合信息，具体包括：从待跨域调度区域的预设的运行边界信息组中，获取母线节点负荷预测数据、电网安全限值以及在运机组的运行特性参数；根据所述母线节点负荷预测数据、电网安全限值以及在运机组的运行特性参数，确定所述待跨域调度区域的各时段的调度约束条件、广域时段组合信息以及邻域时段组合信息。其中，所述调度约束条件包括电网安全约束条件、电力平衡约束条件、机组爬坡约束条件、机组运行约束条件。
28.具体地，电力平衡约束条件的表达式为：
[0029][0030]
式中，pg表示日前计划各时段的机组出力序列矩阵，第i行第t列的元素表示机组i在t时段的出力；p
tl
表示子区域的联络线节点受入功率的序列矩阵，第l行第t列的元素表示联络线l在t时段的受入功率；pd表示子区域的节点负荷序列矩阵，第d行第t列的元素表示母线节点d在t时段的负荷需求；ng表示子区域内部的机组数目，n
tl
和nd分别表示子区域的联络线节点数目和母线节点数目；和分别表示与pg，p
tl
和pd维度对应且元素为1的列向量。
[0031]
具体地，机组运行约束条件的表达式为：
[0032][0033]
式中，p
gmin
和p
gmax
分别表示子区域内机组最小和最大出力范围的列向量；eh表示维数是nh且元素全为1的列向量。
[0034]
具体地，机组爬坡约束条件的表达式为：
[0035][0036]
式中，和分别表示由子区域内的机组上爬坡、下爬坡能力组成的列向量；e
t
表示维数是nh且第t个元素为1的单位列向量；对应的，单位列向量e
t-1
和e
t+1
的维数是nh，分别在第t-1和t+1个元素取1。
[0037]
具体地，电网安全约束条件的表达式为：
[0038][0039]
式中，g表示子区域的潮流转移分布因子(ptdf)矩阵，gg和g
tl
分别表示发电节点所在的列和联络线节点所在的列对应的ptdf矩阵；和分别安全约束的正向和反向极限构成的列向量。
[0040]
s2:根据所述调度约束条件、广域时段组合信息、邻域时段组合信息、预设的广域时段可行域模型以及预设的邻域时段可行域模型，分别对广域时段组合的联络线功率可行域以及邻域时段组合的联络线功率可行域进行建模求解，从而对应获取广域时段可行域以
及邻域时段可行域。
[0041]
在一个实施例中，根据所述调度约束条件、广域时段组合信息、邻域时段组合信息、预设的广域时段可行域模型以及预设的邻域时段可行域模型，分别对广域时段组合的联络线功率可行域以及邻域时段组合的联络线功率可行域进行建模求解，从而对应获取广域时段可行域以及邻域时段可行域，具体包括：根据所述调度约束条件、顶点搜索法以及广域时段组合信息，对预设的广域时段可行域模型进行求解，从而获取广域时段可行域；根据所述调度约束条件、顶点搜索法以及邻域时段组合信息，对预设的邻域时段可行域模型进行求解，从而获取邻域时段可行域。
[0042]
具体地，预设的广域时段可行域模型为：
[0043][0044]
该广域时段可行域模型是由下述各个广域时段α的联络线功率可行域约束：
[0045][0046]
其中，是在广域时段α内由全部发电机组有功出力构成的列向量，是在广域时段α内由全部联络线节点送出有功功率构成的列向量，是根据联络线功率可行域约束(式(1))确定的关于p
g,α
和p
tl,α
的调度计划的可行域，即：
[0047][0048]
具体地，预设的邻域时段可行域模型为：
[0049][0050]
该邻域时段可行域模型是由下述各个邻域时段集合内的联络线功率可行域约束：
[0051][0052]
式中，和分别表示每个邻域时段组合内，时段t对应的联络线注入功率列向量，机组出力列向量和母线负荷列向量。
[0053]
式中，调度时段t应属于第τ个邻域时段的集合之内，即(τ-1)n
hn
+1≤t≤min(τn
hn
，nh)；是时段t内由全部发电机组有功出力构成的列向量，是时段t内由全部联络线节点送出有功功率构成的列向量，
是根据各个邻域时段集合内的联络线功率可行域约束(式(2))确定的关于和的调度计划的可行域，即：
[0054][0055]
最后，基于凸多面体的顶点搜索法，求取邻域时段可行域模型中各个邻域时段集合包含的全部调度时段t的可行域模型，得到各个邻域时段内的联络线可行域的解
[0056]
s3:对所述广域时段组合可行域以及所述邻域时段可行域进行合成，从而获取所述待调度区域的各个时段的联络线交换功率可行域，以使用户根据所述联络线交换功率可行域进行电力资源的跨域调度配置。
[0057]
在一个实施例中，对所述广域时段组合可行域以及所述邻域时段可行域进行合成，从而获取所述待调度区域的各个时段的联络线交换功率可行域，具体包括：根据所述广域时段组合可行域、所述邻域时段可行域以及预设的日前调度时段关系，合成所述待调度区域的各个时段的联络线交换功率可行域。
[0058]
广域和邻域组合的计算结果，分别兼顾了跨时段和相邻时段的耦合约束对于联络线可行域的影响，因此可以根据广域时段组合可行域以及所述邻域时段可行域进行合成，合成得到日前调度各时段的联络线交换功率可行域。
[0059]
广域可行域子模型的计算将输出各个广域时段α对应的可行域该结果会对第α个广域时段所覆盖的日前调度时段t的可行域产生影响。
[0060]
邻域时段的计算结果精细化的考虑了日前调度各相邻时段的耦合因素，根据第τ个邻域时段组合与日前调度时段t的覆盖关系可知，在中，对日前调度时段t的可行域产生直接影响的是
[0061]
最终通过广域和邻域计算得到的可行域表述日前第t个调度时段的可行域为：
[0062][0063][0064]
式中，t
α
表示第α个广域时段内所覆盖的日前调度时段的集合；t
τ
表示第τ个邻域时段组合所覆盖的日前调度时段的集合。
[0065]
本发明实施例描述了一种电力资源的跨域调度方法，从而提升电力资源的跨域调度效率，通过分别对广域时段组合的联络线功率可行域以及邻域时段组合的联络线功率可行域进行建模求解以获取广域时段可行域以及邻域时段可行域，对所述广域时段组合可行域以及所述邻域时段可行域进行合成，以获取所述待调度区域的各个时段的联络线交换功率可行域，并根据联络线交换功率可行域进行配置调度，该跨域调度方法提升了电力资源的跨域调度效率。
[0066]
具体实施例二
[0067]
除上述方法外，本发明实施例还描述了一种电力资源的跨域调度装置。图2示出了根据本发明的一种电力资源的跨域调度装置的一个实施例的结构图。
[0068]
如图2所示，该跨域调度装置包括约束限定单元11、建模求解单元12以及合成调度单元13。
[0069]
约束限定单元11用于根据待跨域调度区域的预设的运行边界信息组，确定调度约束条件、广域时段组合信息以及邻域时段组合信息；所述待跨域调度区域之间通过联络线连接。
[0070]
在一个实施例中，约束限定单元11还用于：从待跨域调度区域的预设的运行边界信息组中，获取母线节点负荷预测数据、电网安全限值以及在运机组的运行特性参数；根据所述母线节点负荷预测数据、电网安全限值以及在运机组的运行特性参数，确定所述待跨域调度区域的各时段的调度约束条件、广域时段组合信息以及邻域时段组合信息；所述调度约束条件包括电网安全约束条件、电力平衡约束条件、机组爬坡约束条件、机组运行约束条件。
[0071]
建模求解单元12用于根据所述调度约束条件、广域时段组合信息、邻域时段组合信息、预设的广域时段可行域模型以及预设的邻域时段可行域模型，分别对广域时段组合的联络线功率可行域以及邻域时段组合的联络线功率可行域进行建模求解，从而对应获取广域时段可行域以及邻域时段可行域。
[0072]
在一个实施例中，建模求解单元12还用于：根据所述调度约束条件、顶点搜索法以及广域时段组合信息，对预设的广域时段可行域模型进行求解，从而获取广域时段可行域；根据所述调度约束条件、顶点搜索法以及邻域时段组合信息，对预设的邻域时段可行域模型进行求解，从而获取邻域时段可行域。
[0073]
合成调度单元13用于对所述广域时段组合可行域以及所述邻域时段可行域进行合成，从而获取所述待调度区域的各个时段的联络线交换功率可行域，以使用户根据所述联络线交换功率可行域进行电力资源的跨域调度配置。
[0074]
在一个实施例中，所述合成调度单元13还用于：根据所述广域时段组合可行域、所述邻域时段可行域以及预设的日前调度时段关系，合成所述待调度区域的各个时段的联络线交换功率可行域。
[0075]
本发明实施例描述了一种电力资源的跨域调度装置，从而提升电力资源的跨域调度效率，通过分别对广域时段组合的联络线功率可行域以及邻域时段组合的联络线功率可行域进行建模求解以获取广域时段可行域以及邻域时段可行域，对所述广域时段组合可行域以及所述邻域时段可行域进行合成，以获取所述待调度区域的各个时段的联络线交换功率可行域，并根据联络线交换功率可行域进行配置调度，该跨域调度装置提升了电力资源的跨域调度效率。
[0076]
具体实施例三
[0077]
除上述方法和装置外，本发明还描述了一种电力资源的跨域调度系统。图3示出了根据本发明的一种电力资源的跨域调度系统的一个实施例的结构图。
[0078]
如图3所示，该跨域调度系统包括跨域调度模块1以及数据存储模块2，所述跨域调度模块1与所述数据存储模块2通信连接，所述数据存储模块2用于存储所有数据，所述跨域调度模块1用于根据所述数据存储模块2中存储的数据，执行如前所述的电力资源的跨域调
度方法。
[0079]
本发明实施例描述了一种电力资源的跨域调度系统，从而提升电力资源的跨域调度效率，通过分别对广域时段组合的联络线功率可行域以及邻域时段组合的联络线功率可行域进行建模求解以获取广域时段可行域以及邻域时段可行域，对所述广域时段组合可行域以及所述邻域时段可行域进行合成，以获取所述待调度区域的各个时段的联络线交换功率可行域，并根据联络线交换功率可行域进行配置调度，该跨域调度系统提升了电力资源的跨域调度效率。
[0080]
以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步的详细说明，应当理解，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限定本发明的保护范围。特别指出，对于本领域技术人员来说，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。