交直流并聯(lián)輸電通道功率優(yōu)化分配方法和系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及省級(jí)電網(wǎng)間交直流并聯(lián)輸電技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種交直流并聯(lián)輸電 通道功率優(yōu)化分配方法和系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002] 由于能源和負(fù)荷的分布不均，遠(yuǎn)距離、大容量、超/特高壓交直流輸電成為我國(guó)電 網(wǎng)的發(fā)展趨勢(shì)，南方電網(wǎng)、華東電網(wǎng)等區(qū)域電網(wǎng)都已形成了大型交直流互聯(lián)電網(wǎng)格局。南方 電網(wǎng)"西電東送"通道覆蓋南方五?。▍^(qū)），從云南、貴州境內(nèi)開始，穿越廣西全境，到達(dá)廣東 境內(nèi)，東西跨度近2000km，每年將大量云南和貴州的電力電量送往廣東，對(duì)南方五省區(qū)電力 資源的優(yōu)化和合理配置，以及各省區(qū)的經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展發(fā)揮著重要作用。
[0003] 目前，"西電東送"主通道包括8回交流輸電通道和8回直流輸電通道，各個(gè)交流通 道和直流通道的輸電損耗率存在一定差異，通過優(yōu)化安排電網(wǎng)運(yùn)行方式，合理安排各個(gè)直 流和交流通道的輸電功率，能夠有效降低整個(gè)輸電通道的損耗電量，帶來顯著的經(jīng)濟(jì)效益。 因此，在滿足系統(tǒng)運(yùn)行安全性和電能質(zhì)量要求的條件下，如何根據(jù)各省網(wǎng)已制定的發(fā)電調(diào) 度計(jì)劃以及各省網(wǎng)間的總交換功率計(jì)劃，合理分配省網(wǎng)間各直流和交流輸電通道的送電功 率計(jì)劃，以降低整個(gè)輸電通道的功率損耗，是一個(gè)亟需解決的關(guān)鍵技術(shù)問題。
[0004] 交直流并聯(lián)輸電通道功率優(yōu)化分配問題是在已知各省網(wǎng)制訂的相應(yīng)省內(nèi)機(jī)組發(fā) 電出力計(jì)劃和各個(gè)省網(wǎng)間總交換功率計(jì)劃的前提下，確定各個(gè)省間交直流聯(lián)絡(luò)線的傳輸功 率計(jì)劃，以確保在滿足各個(gè)省間交流聯(lián)絡(luò)線斷面的傳輸功率安全約束的前提下，使得交直 流聯(lián)絡(luò)線通道的總損耗最?。ㄈ鐖D1所示，省網(wǎng)A和省網(wǎng)B之間通過直流聯(lián)絡(luò)線和交流聯(lián) 絡(luò)線進(jìn)行輸電，且省網(wǎng)間總交換功率計(jì)劃已定）。為了滿足各個(gè)省間交流聯(lián)絡(luò)線斷面的傳輸 功率安全約束，準(zhǔn)確地描述各個(gè)省間交流聯(lián)絡(luò)線傳輸功率與各節(jié)點(diǎn)注入功率之間的關(guān)系， 成為求解交直流并聯(lián)輸電通道功率優(yōu)化分配問題的關(guān)鍵。
[0005] 目前，采用常規(guī)的交直流系統(tǒng)潮流計(jì)算模型可以表示各個(gè)省間交流聯(lián)絡(luò)線傳輸功 率與各節(jié)點(diǎn)注入功率（即各發(fā)電機(jī)功率和各負(fù)荷功率）之間的關(guān)系；然而，對(duì)于制定各省間 聯(lián)絡(luò)線日前輸電功率計(jì)劃問題而言，由于母線負(fù)荷預(yù)測(cè)只是預(yù)測(cè)下一天各個(gè)負(fù)荷節(jié)點(diǎn)的有 功功率，下一天各個(gè)負(fù)荷節(jié)點(diǎn)的無功功率無法得到，因而無法通過常規(guī)潮流計(jì)算模型獲得 交流聯(lián)絡(luò)線功率。另外，采用直流潮流模型也可以表示各個(gè)省間交流聯(lián)絡(luò)線傳輸功率與各 發(fā)電機(jī)功率及負(fù)荷功率之間的關(guān)系；然而，為了保證較好的計(jì)算精度，直流潮流模型要求交 流線路兩端節(jié)點(diǎn)電壓相角差必須小于5度，而對(duì)于長(zhǎng)度達(dá)數(shù)百公里的省間交流聯(lián)絡(luò)線，實(shí) 際運(yùn)行中線路兩端節(jié)點(diǎn)電壓相角差往往大于5度，其傳輸功率的計(jì)算誤差太大，因而在各 個(gè)省間交流聯(lián)絡(luò)線斷面的傳輸功率安全約束下，常導(dǎo)致交直流并聯(lián)輸電通道功率優(yōu)化分配 問題無法收斂。
[0006] 因此，如何在交直流并聯(lián)輸電通道功率優(yōu)化分配中準(zhǔn)確地計(jì)算各個(gè)省間交流聯(lián)絡(luò) 線的傳輸功率，是目前亟需解決的問題之一。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] 有鑒于此，有必要針對(duì)如何降低整個(gè)輸電通道的功率損耗的問題，提供一種交直 流并聯(lián)輸電通道功率優(yōu)化分配方法和系統(tǒng)。
[0008] -種交直流并聯(lián)輸電通道功率優(yōu)化分配方法，優(yōu)化目標(biāo)為最小化交直流并聯(lián)輸電 通道一天的總網(wǎng)損電量；其中，所述優(yōu)化分配方法包括如下步驟：
[0009] A、獲取各省網(wǎng)間的總交換功率計(jì)劃以及各發(fā)電機(jī)組日前出力計(jì)劃；
[0010] B、根據(jù)預(yù)先設(shè)定的交直流并聯(lián)輸電通道功率優(yōu)化分配模型，得到各省間直流聯(lián)絡(luò) 線的日前傳輸功率計(jì)劃；
[0011] C、下發(fā)各省間直流聯(lián)絡(luò)線的日前傳輸功率計(jì)劃至相應(yīng)換流站執(zhí)行；
[0012] 其中，所述交直流并聯(lián)輸電通道功率優(yōu)化分配模型的約束條件包括各省網(wǎng)間的總 交換功率計(jì)劃約束、每個(gè)直流聯(lián)絡(luò)線路的傳輸功率上下限約束、省網(wǎng)間交流聯(lián)絡(luò)線輸電斷 面的傳輸功率安全約束和直流線路一天內(nèi)的功率調(diào)節(jié)次數(shù)限制約束。
[0013] 所述的交直流并聯(lián)輸電通道功率優(yōu)化分配方法，其中，所述步驟B中交直流并聯(lián) 輸電通道功率優(yōu)化分配模型描述如下：
[0019] 其中，T表示調(diào)度周期總的時(shí)段數(shù)，」T表示每個(gè)時(shí)段的時(shí)間長(zhǎng)度；P^t(P dltt)表 示第1個(gè)交流聯(lián)絡(luò)線t時(shí)段的有功損耗，Putt (Pdltt)表示第k個(gè)直流聯(lián)絡(luò)線t時(shí)段的有功
[0014]
[0015]
[0016]
[0017]
[0018] 損耗，
Pk為直流線路的運(yùn)行極數(shù)，Udfflt為直流線路k的額定 電壓，Rdk為直流線路k的單極電阻；N a。、Nd。分別為整個(gè)省網(wǎng)間交直流并聯(lián)輸電通道包含的 交流聯(lián)絡(luò)線總條數(shù)和直流聯(lián)絡(luò)線總條數(shù)，Pdlt t為第k個(gè)直流聯(lián)絡(luò)線t時(shí)段的逆變側(cè)直流功 率；
[0020] PSs，t為省網(wǎng)S在t時(shí)段的總電力交換計(jì)劃值，Psal，t(P dIk，t)為省網(wǎng)s與外網(wǎng)連接的 交流聯(lián)絡(luò)線1在t時(shí)段的輸電功率，Psdtt (Pdltt)為省網(wǎng)S與外網(wǎng)連接的直流聯(lián)絡(luò)線k在t 時(shí)段的輸電功率，Nsa和Nsd分別為省網(wǎng)s與外網(wǎng)連接的交流聯(lián)絡(luò)線總條數(shù)和直流聯(lián)絡(luò)線總 條數(shù)；
[0021] Eik和萬分別為直流聯(lián)絡(luò)線k傳輸功率的下限和上限；Plut為第m個(gè)省間交流聯(lián) 絡(luò)輸電斷面中節(jié)點(diǎn)i與節(jié)點(diǎn)j之間線路1在t時(shí)段傳輸?shù)挠泄β剩珽m表示第m個(gè)輸電斷 面包含的交流線路集合，Elm和瓦：分別為第m個(gè)省間交流聯(lián)絡(luò)線輸電斷面?zhèn)鬏敼β实陌踩?下限和上限；
[0022] 1^是0_1決策變量，表示直流輸電線路k在t時(shí)段是否調(diào)整了線路功率，當(dāng)Ui， t = 1時(shí)，表示直流線路k在t時(shí)段調(diào)整線路功率，則直流線路k在t時(shí)段的逆變側(cè)功率為Pdlt t， 當(dāng)Ui，t= 0時(shí)，表示直流線路k在t時(shí)段不調(diào)整線路功率，即直流線路k在t時(shí)段的逆變側(cè) 功率為Pdlk t= P dIk，α_υ，Ck為直流線路k在調(diào)度周期T內(nèi)允許的功率調(diào)節(jié)次數(shù)。
[0023] 所述的交直流并聯(lián)輸電通道功率優(yōu)化分配方法，其中，所述步驟B中交直流并聯(lián) 輸電通道功率優(yōu)化分配模型中將換流站直流側(cè)功率當(dāng)成換流站交流母線節(jié)點(diǎn)的注入功率， 控制變量為各直流聯(lián)絡(luò)線的逆變側(cè)直流功率，整流側(cè)功率可由逆變側(cè)功率和直流電壓表 不O
[0024] 所述的交直流并聯(lián)輸電通道功率優(yōu)化分配方法，其中，所述步驟B中交直流并聯(lián) 輸電通道功率優(yōu)化分配模型中交流聯(lián)絡(luò)線傳輸有功功率采用純有功交流潮流模型描述，因 而模型進(jìn)一步包括：
[0025]
[0026] 其中，Vi^Vjit為t時(shí)段交流線路1兩端節(jié)點(diǎn)i、j的電壓，G u和B u分別為節(jié)點(diǎn)導(dǎo) 納矩陣i行j列元素的實(shí)部和虛部，Θ u t時(shí)段交流線路1兩端節(jié)點(diǎn)i、j的電壓相角 差；
[0027] Pei，t、Pu，t、PDi， t分別為節(jié)點(diǎn)i在t時(shí)段的發(fā)電有功、負(fù)荷有功和直流有功，η為電 網(wǎng)的總節(jié)點(diǎn)數(shù)，第η個(gè)節(jié)點(diǎn)為電網(wǎng)的參考節(jié)點(diǎn)，相角恒定為0度；
[0028] Yi和寫為節(jié)點(diǎn)電壓的下限和上限，Een和瓦為參考節(jié)點(diǎn)發(fā)電機(jī)有功出力的下限和 上限。
[0029] 所述的交直流并聯(lián)輸電通道功率優(yōu)化分配方法，其中，所述步驟B中交直流 并聯(lián)輸電通道功率優(yōu)化分配模型中交流聯(lián)絡(luò)線有功損耗表示如下：P^t= (viit2+vjit2) giijJVuVitg^.cos Θ iJ t t = 1，2,…T ;
[0030] 其中，Put為交流線路1在t時(shí)段的有功損耗，g W為交流線路1的支路電導(dǎo)。
[0031] -種交直流并聯(lián)輸電通道功率優(yōu)化分配系統(tǒng)，優(yōu)化目標(biāo)為最小化交直流并聯(lián)輸電 通道一天的總網(wǎng)損電量；其中，包括：
[0032] 獲取單元，用于獲取各省網(wǎng)間的總交換功率計(jì)劃以及各發(fā)電機(jī)組日前出力計(jì)劃；
[0033] 計(jì)算單元，用于根據(jù)預(yù)先設(shè)定的交直流并聯(lián)輸電通道功率優(yōu)化分配模型，得到各 省間直流聯(lián)絡(luò)線的日前傳輸功率計(jì)劃；
[0034] 執(zhí)行單元，用于下發(fā)各省間直流聯(lián)絡(luò)線的日前傳輸功率計(jì)劃至相應(yīng)換流站執(zhí)行；
[0035] 其中，所述交直流并聯(lián)輸電通道功率優(yōu)化分配模型的約束條件包括各省網(wǎng)間的總 交換功率計(jì)劃約束、每個(gè)直流聯(lián)絡(luò)線路的傳輸功率上下限約束、省網(wǎng)間交流聯(lián)絡(luò)線輸電斷 面的傳輸功率安全約束和直流線路一天內(nèi)的功率調(diào)節(jié)次數(shù)限制約束。
[0036] 所述的交直流并聯(lián)輸電通道功率優(yōu)化分配系統(tǒng)，其中，所述計(jì)算單元中交直流并 聯(lián)輸電通道功率優(yōu)化分配模型描述如下：
[0037]
[0038]
[0039]
[0040]
[0041]
[0042] 其中，T表示調(diào)度周期總的時(shí)段數(shù)，」T表示每個(gè)時(shí)段的時(shí)間長(zhǎng)度；Put(P dltt)表 示第1個(gè)交流聯(lián)絡(luò)線t時(shí)段的有功損耗，Putt (Pdltt)表示第k個(gè)直流聯(lián)絡(luò)線t時(shí)段的有功
損耗， Pk為直流線路的運(yùn)行極數(shù)，Udfflt為直流線路k的額定 ， 電壓，Rdk為直流線路k的單極電阻；N a。、Nd。分別為整個(gè)省網(wǎng)間交直流并聯(lián)輸電通道包含的 交流聯(lián)絡(luò)線總條數(shù)和直流