专利名称：一种互联电网新型交直流协同降低网损的方法及系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及电力系统的网损优化领域，尤其是一种互联电网新型交直流协同降低网损的方法及系统。
背景技术：
随着现代电网的发展，输电方式更加多样化，电力系统也日趋复杂。同时，随着经济的发展，在确保电网系统安全稳定的前提下，提高系统运行的经济性已被摆到了愈加重要的地位。网损是电网经济运行管理中的一项重要内容，它不但反应了电网结构和运行安排的合理性，更体现了电网企业的技术水平和管理水平。电力系统中的网损是指电能传输过程中，以热能的形式损耗在输电线路和变压器电阻上的能量。传统电力系统的网损优化问题，主要是通过合理安排系统无功配置、变压器分接头位置和机端电压等手段，使系统在允许的运行方式下网损最小。对于交直流网(交直流混联电网的简称)，只有直流通道的输送功率可以直接更改，而交流通道的输送功率则无法直接改变。由于交流和直流的总输送功率保持不变，因此改变直流输送功率，会将有功潮流转移至交流通道，从而改变整个输电通道上的损耗。因此交直流网的网损优化是一个与系统有功变量相关的优化问题。目前，区域间特高压交直流联网已成为电网发展的重要趋势。因此研究交直流网网损优化的理论和计算工具具有非常重要的意义。现有技术的网损优化大多采用损耗系数法，该方法先对输电通道进行离线的减化和等值，进而根据等值后的电阻和相应的电压，即损耗系数(电阻除以电压平方)，评估各交流和直流输电通道应分配多少输电功率。其缺点表现在I)损耗系数法对系统进行了过多的等值，使得计算结果误差较大。由于交流输电通道的电压随沿线无功装置配置不同而变化，因此用一个电压来等效十分不准确。而且通道的电阻与输电通道的接线方式、线路的检修和停运密切相关，对其进行等值的难度较大。另外，目前的损耗系数法无法满足离线计算的要求，更无法适应在线计算的要求、速度和精度。2)交流的损耗系数无法准确描述不同送端对于交流通道潮流分布的影响。例如在交直流网中，对于云南和贵州，其等效的送电到广州的交流通道电阻不同。3)交流输电通道是一个巨型多输入多输出端口网络，因此交流通道的损耗系数同时受其它占用交流通道的送电计划影响，难以准确计算。4)交流损耗系数法很难使全网的网损达到最优，例如跨省交直流网，一般仅考虑各省交流出口之外的网损，而并没有考虑省内500kV线路由于送电而引起的损耗，从而无法使全网的网损达到最优。
发明内容
为了解决上述技术问题，本发明的一个目的是提供一种支持在线计算的互联电网新型交直流协同降低网损的方法。本发明的另一个目的是提供一种支持在线计算的互联电网新型交直流协同降低网损的系统。为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是一种互联电网新型交直流协同降低网损的方法，该方法包括以下步骤A、获取潮流断面数据并进行潮流计算，从而得出潮流结果；B、获取直流功率数据，并根据获得的直流功率进而计算直流网损灵敏度因子；C、根据潮流结果计算交流网损灵敏度因子；D、根据直流网损灵敏度因子和交流网损灵敏度因子计算交直流网总网损灵敏度因子；E、判断交直流网是否满足最优解条件，若不满足，则对交直流网进行迭代寻优计算，反之，则结束迭代寻优计算并保存当前交直流网的直流功率；F、对交直流网进行迭代寻优计算，从而对交直流网的直流功率进行实时调整。进一步，所述步骤B中计算直流网损灵敏度因子的公式如下
权利要求
1.一种互联电网新型交直流协同降低网损的方法，其特征在于该方法包括以下步骤 A、获取潮流断面数据并进行潮流计算，从而得出潮流结果； B、获取直流功率数据，并根据获得的直流功率进而计算直流网损灵敏度因子； C、根据潮流结果计算交流网损灵敏度因子； D、根据直流网损灵敏度因子和交流网损灵敏度因子计算交直流网总网损灵敏度因子; E、判断交直流网是否满足最优解条件，若不满足，则对交直流网进行迭代寻优计算，反之，则结束迭代寻优计算并保存当前交直流网的直流功率； F、对交直流网进行迭代寻优计算，从而对交直流网的直流功率进行实时调整。
2.根据权利要求1所述的一种互联电网新型交直流协同降低网损的方法，其特征在于所述步骤B中计算直流网损灵敏度因子的公式如下
3.根据权利要求2所述的一种互联电网新型交直流协同降低网损的方法，其特征在于若不考虑换流站无功影响，则所述步骤C中计算交流网损灵敏度因子的公式为
4.根据权利要求3所述的一种互联电网新型交直流协同降低网损的方法，其特征在于所述步骤D，其具体为，将直流网损灵敏度因子减去交流网损灵敏度因子后得到交直流 网总网损灵敏度因子，进而得到交直流网总网损的梯度向量
5.根据权利要求4所述的一种互联电网新型交直流协同降低网损的方法，其特征在于所述步骤E中采用以下公式进而判断交直流网是否满足最优解条件，所述的公式为
6.根据权利要求5所述的一种互联电网新型交直流协同降低网损的方法，其特征在于所述步骤F，其具体包括 F1、以交直流网总网损灵敏度因子为梯度调整方向，按照简化梯度法或序列规划二次算法对交直流网进行寻优； F2、采用步长的自适应调整算法计算交直流网的直流功率调整量； F3、判断直流相关约束是否有约束越限，若有，则沿约束边界更新交直流网的直流功率调整量后执行步骤F4，反之，则直接转至步骤F4 ； F4、根据交直流网的直流功率调整量更新潮流断面数据中的直流功率数据并返回步骤A0
7.根据权利要求5所述的一种互联电网新型交直流协同降低网损的方法，其特征在于所述步骤F，其具体包括 F1、以交直流网总网损灵敏度因子为梯度调整方向，按照简化梯度法或序列规划二次算法对交直流网进行寻优； F2、采用步长的自适应调整算法计算交直流网的直流功率调整量； F3、判断直流相关约束是否有约束越限，若有，则沿约束边界更新交直流网的直流功率调整量以调整交直流网的直流功率并根据调整后的直流功率修正交流滤波器无功的变化值，进而执行步骤F4，反之，则直接根据交直流网的直流功率调整量调整交直流网的直流功率并根据调整后的直流功率修正交流滤波器无功的变化值，进而执行步骤F4 ； F4、根据调整后的直流功率和修正后的交流滤波器无功的变化值更新潮流断面数据中的直流功率数据和交流滤波器无功数据并返回步骤A。
8.—种互联电网新型交直流协同降低网损的系统，其特征在于该系统包括 数据获取与潮流计算模块，用于获取潮流断面数据并进行潮流计算，从而得出潮流结果; 直流网损灵敏度因子计算模块，用于获取直流功率数据，并根据获得的直流功率进而计算直流网损灵敏度因子； 交流网损灵敏度因子计算模块，用于根据潮流结果计算交流网损灵敏度因子； 交直流网总网损灵敏度因子计算模块，用于根据直流网损灵敏度因子和交流网损灵敏度因子计算交直流网总网损灵敏度因子； 最优解条件判断模块，用于判断交直流网是否满足最优解条件，若不满足，则对交直流网进行迭代寻优计算，反之，则结束迭代寻优计算并保存当前交直流网的直流功率； 迭代寻优计算模块，用于对交直流网进行迭代寻优计算，从而对交直流网的直流功率进行实时调整。
9.根据权利要求8所述的一种互联电网新型交直流协同降低网损的系统，其特征在于所述迭代寻优计算模块，其具体包括 寻优单元，用于以交直流网总网损灵敏度因子为梯度调整方向，按照简化梯度法或序列规划二次算法对交直流网进行寻优； 直流功率调整量计算单元，用于采用步长的自适应调整算法计算交直流网的直流功率调整量； 约束越限判断单元，用于判断直流相关约束是否有约束越限，若有，则沿约束边界更新交直流网的直流功率调整量后进入直流功率数据更新单元，反之，则直接转至直流功率数据更新单元； 直流功率数据更新单元，用于根据交直流网的直流功率调整量更新潮流断面数据中的直流功率数据并返回数据获取与潮流计算模块。
10.根据权利要求8所述的一种互联电网新型交直流协同降低网损的系统，其特征在于所述迭代寻优计算模块，其具体包括 寻优单元，用于以交直流网总网损灵敏度因子为梯度调整方向，按照简化梯度法或序列规划二次算法对交直流网进行寻优； 直流功率调整量计算单元，用于采用步长的自适应调整算法计算交直流网的直流功率调整量； 约束越限判断单元，用于判断直流相关约束是否有约束越限，若有，则沿约束边界更新交直流网的直流功率调整量以调整交直流网的直流功率并根据调整后的直流功率修正交流滤波器无功的变化值，进而进入数据更新单元，反之，则直接根据交直流网的直流功率调整量调整交直流网的直流功率并根据调整后的直流功率修正交流滤波器无功的变化值，进而进入数据更新单元；数据更新单元，用于根据调整后的直流功率和修正后的交流滤波器无功的变化值更新潮流断面数据中的直流功率数据 和交流滤波器无功数据并返回数据获取与潮流计算模块。
全文摘要
本发明公开了一种互联电网新型交直流协同降低网损的方法及系统，本发明的方法包括获取潮流断面数据并进行潮流计算，从而得出潮流结果；获取直流功率数据，并根据获得的直流功率进而计算直流网损灵敏度因子；根据潮流结果计算交流网损灵敏度因子；根据直流网损灵敏度因子和交流网损灵敏度因子计算交直流网总网损灵敏度因子；判断交直流网是否满足最优解条件，若不满足，则对交直流网进行迭代寻优计算，反之，则结束迭代寻优计算并保存当前交直流网的直流功率；对交直流网进行迭代寻优计算，从而对交直流网的直流功率进行实时调整。本发明的方法支持在线计算，计算准确、速度快和鲁棒性强。本发明可广泛应用于大型交直流互联电网的网损优化中。
文档编号H02J3/36GK103036245SQ201210507520
公开日2013年4月10日 申请日期2012年11月30日 优先权日2012年11月30日
发明者刘恺, 陈亦平, 张昆, 李建设, 唐宝, 傅志伟, 卢明富, 张宇童 申请人:中国南方电网有限责任公司