CN106683003A - 一种电力可用传输容量确定方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种电力可用传输容量确定方法及装置，所述方法包括：获取n‑1故障k的故障概率p_k以及电力系统正常运行状态下的可用传输容量ATC_o；根据ATC_o和p_k，建立n‑1故障k状态下可用传输容量的二层规划模型；求解所述二层规划模型，获取n‑1故障k状态下可用传输容量的发布参考值；本发明提供的方法，将电力系统静态安全分析与可用传输容量计算方法相结合，从而反映电力系统故障发生的概率引起的电力交易可用传输容量公布值的经济损失代价。

Description

一种电力可用传输容量确定方法及装置

技术领域

本发明涉及电力市场分析领域，具体涉及一种电力可用传输容量确定方法及装置。

背景技术

可用传输容量(ATC，Available Transmission Capability)是指在现有的输电合同基础之上，实际物理输电网络中剩余的、可用于商业使用的输电容量。可用传输能力能够体现电网运行的实时安全水平，同时能够分析和预测下一段时间的输电情况，能够在保证安全运行的状况下，提高对现有输电容量的利用率。

静态安全潮流约束是限制电网区域间传输功率的主要因素，区域间的功率交换能力是随系统运行方式的变化而改变的，满足电网N-1静态安全潮流约束的输电断面的可用传输能力对电网区域间的功率传输能力具有显著影响。

目前国内外关于电力系统安全分析领域的研究方法，先后有确定性分析方法、概率分析方法和风险分析方法三种。确定性安全分析方法是由Dy Liacco在20世纪60年代提出的，这种方法通过研究系统最严重的情况，求得某个具体预想事故情况下的安全稳定裕度。由于这种方法的理论研究比较成熟，分析所需数据比较少，安全裕度比较大，可靠性比较高，实际电网中都采用了这种方法。但是，这种方法忽视了电力系统运行存在的随机性、复杂性，无法对系统的风险水平进行量化，而只能够对系统运行的安全状况做定性的分析。同时由于该方法一般只重视最严重的事故情况，往往导致得到的系统安全稳定运行点太过保守，使得在市场环境下的电力系统的经济效益无法得到最大化；由于在确定性分析方法中存在着上述的诸多不足，随后提出了概率分析方法，这种方法考虑了系统事故发生的随机性，利用一些系统的期望安全概率来评估全系统的安全水平。但是概率分析方法没有考虑系统故障造成的严重程度，而只是考虑了系统故障的不确定性和随机性，无法结合系统的安全性和经济性指标综合考虑系统的安全运行状况，因此也无法满足电力市场的需求；1999年Vittal、J.McCalley等人发表了一篇利用风险理论的相关知识来研究电网安全运行的文章，第一次在电网安全运行中提到了风险理论知识。从此，国内外开始广泛地关注起风险评估这个前沿课题。风险通常表示为不期望事件发生的可能性概率和事件发生后所导致的严重后果的乘积，是一种综合度量。

发明内容

本发明提供一种电力可用传输容量确定方法及装置，其目的是将电力系统静态安全分析与可用传输容量计算方法相结合，从而反映电力系统故障发生的概率引起的电力交易可用传输容量公布值的经济损失代价。

本发明的目的是采用下述技术方案实现的：

一种电力可用传输容量确定方法，其改进之处在于，包括：

获取n-1故障k的故障概率p_k以及电力系统正常运行状态下的可用传输容量ATC_o；

根据ATC_o和p_k，建立n-1故障k状态下可用传输容量的二层规划模型；

求解所述二层规划模型，获取n-1故障k状态下可用传输容量的发布参考值。

优选的，所述根据ATC_o和p_k，建立n-1故障k状态下可用传输容量的二层规划模型，包括：

以电力系统在n-1故障k状态下运行的风险值最大为目标，建立n-1故障k状态下可用传输容量的上层模型；

以电力系统在n-1故障k状态下运行的可用传输容量为目标，建立n-1故障k状态下可用传输容量的下层模型。

进一步的，所述以电力系统在n-1故障k状态下运行的风险值最大为目标，建立n-1故障k状态下可用传输容量的上层模型，包括：

按下式建立n-1故障k状态下可用传输容量的上层模型：

上式中，Risk为电力系统在n-1故障k状态下运行的风险值，p_k为n-1故障k的故障概率，ATC_o为电力系统正常运行状态下的可用传输容量，ATC_k为电力系统在n-1故障k状态下运行的可用传输容量。

进一步的，所述以电力系统在n-1故障k状态下运行的可用传输容量为目标，建立n-1故障k状态下可用传输容量的下层模型及其约束条件，包括：

按下式建立n-1故障k状态下可用传输容量的下层模型：

上式中，A为送电区域，B为受电区域，P_ijk为n-1故障k状态下线路ij允许的潮流最大值，为线路ij的有功潮流上限值；

其中，n-1故障k状态下可用传输容量的下层模型的约束条件包括：

上述公式中，为n-1故障k状态下节点i的发电机有功出力，λ为负荷欲度参数，为n-1故障k状态下节点i的负荷有功需求，为n-1故障k状态下节点i的电压幅值，为n-1故障k状态下节点j的电压幅值，为n-1故障k状态下节点i和节点j间电导，为n-1故障k状态下节点i和节点j间相角差，为n-1故障k状态下节点i和节点j间电纳，n为节点总数，为n-1故障k状态下节点i的发电机无功出力，为n-1故障k状态下节点i的负荷无功需求，P _Gi为n-1故障k状态下节点i的发电机有功出力下限值，为n-1故障k状态下节点i的发电机有功出力上限值，Q _Gi为n-1故障k状态下节点i的发电机无功出力下限值，为n-1故障k状态下节点i的发电机无功出力上限值，为n-1故障k状态下节点i的电压幅值下限值，为n-1故障k状态下节点i的电压幅值上限值。

优选的，所述求解所述二层规划模型，获取n-1故障k状态下可用传输容量的发布参考值，包括：

确定n-1故障k状态下可用传输容量的二层规划模型中n-1故障k状态下可用传输容量的下层模型的拉格朗日函数；

确定所述拉格朗日函数的KKT条件；

利用所述拉格朗日函数的KKT条件将n-1故障k状态下可用传输容量的二层规划模型转化为单层规划模型；

获取所述单层规划模型的最优解，即n-1故障k状态下可用传输容量的发布参考值。

进一步的，所述确定n-1故障k状态下可用传输容量的二层规划模型中n-1故障k状态下可用传输容量的下层模型的拉格朗日函数，包括：

令n-1故障k状态下可用传输容量的下层模型的约束条件中：

上述公式中，为n-1故障k状态下节点i的发电机有功出力，P _Di为节点i的发电机有功出力下限值，为节点i的发电机有功出力上限值，λ为负荷欲度参数，为n-1故障k状态下节点i的负荷有功需求，为n-1故障k状态下节点i的电压幅值，为n-1故障k状态下节点j的电压幅值，为n-1故障k状态下节点i和节点j间电导，为n-1故障k状态下节点i和节点j间相角差，为n-1故障k状态下节点i和节点j间电纳，n为节点总数，为n-1故障k状态下节点i的发电机无功出力，为n-1故障k状态下节点i的负荷无功需求，P _Gi为n-1故障k状态下节点i的发电机有功出力下限值，为n-1故障k状态下节点i的发电机有功出力上限值，Q _Gi为n-1故障k状态下节点i的发电机无功出力下限值，为n-1故障k状态下节点i的发电机无功出力上限值，为n-1故障k状态下节点i的电压幅值下限值，为n-1故障k状态下节点i的电压幅值上限值，A为送电区域，B为受电区域，P_ijk为n-1故障k状态下线路ij允许的潮流最大值，为线路ij的有功潮流上限值；

则n-1故障k状态下可用传输容量的下层模型的拉格朗日函数为：

上式中，L_k(P_ijk,λ,μ)为n-1故障k状态下可用传输容量的下层模型的拉格朗日函数值，λ_x为n-1故障k状态下可用传输容量的下层模型的约束条件中第x个等式约束的拉格朗日乘子，h_x为n-1故障k状态下可用传输容量的下层模型的约束条件中第x个等式约束，μ_y为n-1故障k状态下可用传输容量的下层模型的约束条件中第y个不等式约束的拉格朗日乘子，g_y为n-1故障k状态下可用传输容量的下层模型的约束条件中第y个不等式约束，x＝1,2，y＝1,2,…,9。

进一步的，按下式确定所述拉格朗日函数的KKT条件：

上述公式中，为n-1故障k状态下节点i的发电机有功出力，λ为负荷欲度参数，为n-1故障k状态下节点i的负荷有功需求，P _Di为节点i的发电机有功出力下限值，为节点i的发电机有功出力上限值，为n-1故障k状态下节点i的电压幅值，为n-1故障k状态下节点j的电压幅值，为n-1故障k状态下节点i和节点j间电导，为n-1故障k状态下节点i和节点j间相角差，为n-1故障k状态下节点i和节点j间电纳，n为节点总数，为n-1故障k状态下节点i的发电机无功出力，为n-1故障k状态下节点i的负荷无功需求，P _Gi为n-1故障k状态下节点i的发电机有功出力下限值，为n-1故障k状态下节点i的发电机有功出力上限值，Q _Gi为n-1故障k状态下节点i的发电机无功出力下限值，为n-1故障k状态下节点i的发电机无功出力上限值，为n-1故障k状态下节点i的电压幅值下限值，为n-1故障k状态下节点i的电压幅值上限值，A为送电区域，B为受电区域，P_ijk为n-1故障k状态下线路ij允许的潮流最大值，为线路ij的有功潮流上限值。

进一步的，利用所述拉格朗日函数的KKT条件将n-1故障k状态下可用传输容量的二层规划模型转化为单层规划模型，公式为：

上式中，Risk为电力系统在n-1故障k状态下运行的风险值，p_k为n-1故障k的故障概率，ATC_o为电力系统正常运行状态下的可用传输容量，ATC_k为电力系统在n-1故障k状态下运行的可用传输容量，为n-1故障k状态下节点i的发电机有功出力，P _Di为节点i的发电机有功出力下限值，为节点i的发电机有功出力上限值，λ为负荷欲度参数，为n-1故障k状态下节点i的负荷有功需求，为n-1故障k状态下节点i的电压幅值，为n-1故障k状态下节点j的电压幅值，为n-1故障k状态下节点i和节点j间电导，为n-1故障k状态下节点i和节点j间相角差，为n-1故障k状态下节点i和节点j间电纳，n为节点总数，为n-1故障k状态下节点i的发电机无功出力，为n-1故障k状态下节点i的负荷无功需求，P _Gi为n-1故障k状态下节点i的发电机有功出力下限值，为n-1故障k状态下节点i的发电机有功出力上限值，Q _Gi为n-1故障k状态下节点i的发电机无功出力下限值，为n-1故障k状态下节点i的发电机无功出力上限值，为n-1故障k状态下节点i的电压幅值下限值，为n-1故障k状态下节点i的电压幅值上限值，A为送电区域，B为受电区域，P_ijk为n-1故障k状态下线路ij允许的潮流最大值，为线路ij的有功潮流上限值。

一种电力可用传输容量确定装置，其改进之处在于，所述装置包括：

获取模块，用于获取n-1故障k的故障概率p_k以及电力系统正常运行状态下的可用传输容量ATC_o；

构建模块，用于根据ATC_o和p_k，建立n-1故障k状态下可用传输容量的二层规划模型；

解析模块，用于求解所述二层规划模型，获取n-1故障k状态下可用传输容量的发布参考值。

优选的，所述构建模块，包括：

第一构建单元，用于以电力系统在n-1故障k状态下运行的风险值最大为目标，建立n-1故障k状态下可用传输容量的上层模型；

第二构建单元，用于以电力系统在n-1故障k状态下运行的可用传输容量为目标，建立n-1故障k状态下可用传输容量的下层模型。

进一步的，所述第一构建单元中，按下式建立n-1故障k状态下可用传输容量的上层模型：

上式中，Risk为电力系统在n-1故障k状态下运行的风险值，p_k为n-1故障k的故障概率，ATC_o为电力系统正常运行状态下的可用传输容量，ATC_o为电力系统在n-1故障k状态下运行的可用传输容量。

进一步的，所述第二构建单元中，按下式建立n-1故障k状态下可用传输容量的下层模型：

上式中，A为送电区域，B为受电区域，P_ijk为n-1故障k状态下线路ij允许的潮流最大值，为线路ij的有功潮流上限值；

其中，n-1故障k状态下可用传输容量的下层模型的约束条件包括：

上述公式中，为n-1故障k状态下节点i的发电机有功出力，λ为负荷欲度参数，为n-1故障k状态下节点i的负荷有功需求，为n-1故障k状态下节点i的电压幅值，为n-1故障k状态下节点j的电压幅值，为n-1故障k状态下节点i和节点j间电导，为n-1故障k状态下节点i和节点j间相角差，为n-1故障k状态下节点i和节点j间电纳，n为节点总数，为n-1故障k状态下节点i的发电机无功出力，为n-1故障k状态下节点i的负荷无功需求，P _Gi为n-1故障k状态下节点i的发电机有功出力下限值，为n-1故障k状态下节点i的发电机有功出力上限值，Q _Gi为n-1故障k状态下节点i的发电机无功出力下限值，为n-1故障k状态下节点i的发电机无功出力上限值，为n-1故障k状态下节点i的电压幅值下限值，为n-1故障k状态下节点i的电压幅值上限值。

优选的，所述解析模块，包括：

第一确定单元，用于确定n-1故障k状态下可用传输容量的二层规划模型中n-1故障k状态下可用传输容量的下层模型的拉格朗日函数；

第二确定单元，用于确定所述拉格朗日函数的KKT条件；

转化单元，用于利用所述拉格朗日函数的KKT条件将n-1故障k状态下可用传输容量的二层规划模型转化为单层规划模型；

获取单元，用于获取所述单层规划模型的最优解，即n-1故障k状态下可用传输容量的发布参考值。

进一步的，所述第一确定单元中，令n-1故障k状态下可用传输容量的下层模型的约束条件中：

上述公式中，为n-1故障k状态下节点i的发电机有功出力，λ为负荷欲度参数，为n-1故障k状态下节点i的负荷有功需求，为n-1故障k状态下节点i的电压幅值，为n-1故障k状态下节点j的电压幅值，为n-1故障k状态下节点i和节点j间电导，为n-1故障k状态下节点i和节点j间相角差，为n-1故障k状态下节点i和节点j间电纳，n为节点总数，为n-1故障k状态下节点i的发电机无功出力，为n-1故障k状态下节点i的负荷无功需求，P _Gi为n-1故障k状态下节点i的发电机有功出力下限值，为n-1故障k状态下节点i的发电机有功出力上限值，Q _Gi为n-1故障k状态下节点i的发电机无功出力下限值，为n-1故障k状态下节点i的发电机无功出力上限值，为n-1故障k状态下节点i的电压幅值下限值，为n-1故障k状态下节点i的电压幅值上限值，A为送电区域，B为受电区域，P_ijk为n-1故障k状态下线路ij允许的潮流最大值，为线路ij的有功潮流上限值；

则按下式确定n-1故障k状态下可用传输容量的下层模型的拉格朗日函数：

上式中，L_k(P_ijk,λ_,μ)为n-1故障k状态下可用传输容量的下层模型的拉格朗日函数值，λ_x为n-1故障k状态下可用传输容量的下层模型的约束条件中第x个等式约束的拉格朗日乘子，h_x为n-1故障k状态下可用传输容量的下层模型的约束条件中第x个等式约束，μ_y为n-1故障k状态下可用传输容量的下层模型的约束条件中第y个不等式约束的拉格朗日乘子，g_y为n-1故障k状态下可用传输容量的下层模型的约束条件中第y个不等式约束，x＝1,2，y＝1,2,…,9。

进一步的，所述第二确定单元中，按下式确定所述拉格朗日函数的KKT条件：

上述公式中，为n-1故障k状态下节点i的发电机有功出力，λ为负荷欲度参数，为n-1故障k状态下节点i的负荷有功需求，为n-1故障k状态下节点i的电压幅值，为n-1故障k状态下节点j的电压幅值，为n-1故障k状态下节点i和节点j间电导，为n-1故障k状态下节点i和节点j间相角差，为n-1故障k状态下节点i和节点j间电纳，n为节点总数，为n-1故障k状态下节点i的发电机无功出力，为n-1故障k状态下节点i的负荷无功需求，P _Gi为n-1故障k状态下节点i的发电机有功出力下限值，为n-1故障k状态下节点i的发电机有功出力上限值，Q _Gi为n-1故障k状态下节点i的发电机无功出力下限值，为n-1故障k状态下节点i的发电机无功出力上限值，为n-1故障k状态下节点i的电压幅值下限值，为n-1故障k状态下节点i的电压幅值上限值，A为送电区域，B为受电区域，P_ijk为n-1故障k状态下线路ij允许的潮流最大值，为线路ij的有功潮流上限值。

进一步的，所述转化单元中，利用所述拉格朗日函数的KKT条件将n-1故障k状态下可用传输容量的二层规划模型转化为单层规划模型，公式为：

上式中，Risk为电力系统在n-1故障k状态下运行的风险值，p_k为n-1故障k的故障概率，ATC_o为电力系统正常运行状态下的可用传输容量，ATC_o为电力系统在n-1故障k状态下运行的可用传输容量，为n-1故障k状态下节点i的发电机有功出力，λ为负荷欲度参数，为n-1故障k状态下节点i的负荷有功需求，为n-1故障k状态下节点i的电压幅值，为n-1故障k状态下节点j的电压幅值，为n-1故障k状态下节点i和节点j间电导，为n-1故障k状态下节点i和节点j间相角差，为n-1故障k状态下节点i和节点j间电纳，n为节点总数，为n-1故障k状态下节点i的发电机无功出力，为n-1故障k状态下节点i的负荷无功需求，P _Gi为n-1故障k状态下节点i的发电机有功出力下限值，为n-1故障k状态下节点i的发电机有功出力上限值，Q _Gi为n-1故障k状态下节点i的发电机无功出力下限值，为n-1故障k状态下节点i的发电机无功出力上限值，为n-1故障k状态下节点i的电压幅值下限值，为n-1故障k状态下节点i的电压幅值上限值，A为送电区域，B为受电区域，P_ijk为n-1故障k状态下线路ij允许的潮流最大值，为线路ij的有功潮流上限值。

本发明的有益效果：

将电力系统静态安全分析与可用传输容量计算方法相结合，基于经典的OPF优化模型，提出了故障下ATC值偏离的严重程度函数，结合二层规划模型，分析每个可能性故障对应的可用传输容量发布风险值并求解出最优值，考虑了相应的事故的严重后果，综合度量了系统不安全的可能性概率和相应的经济影响，反映了电力系统故障发生的概率引起的电力交易可用传输容量公布值的经济损失代价，有助于分析电力系统运行状况对电力交易的经济性影响，进而辅助市场交易中心考虑与评估电网运行情况与可能性风险。

附图说明

图1是本发明一种电力可用传输容量确定方法的流程图；

图2是本发明一种电力可用传输容量确定装置的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式作详细说明。

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明提供的一种电力可用传输容量确定方法，如图1所示，包括：

101.获取n-1故障k的故障概率p_k以及电力系统正常运行状态下的可用传输容量ATC_o；

其中，n-1故障k是指电力系统中能够满足n-1原则的故障情况，n-1原则是指判定电力系统安全性的一种准则。又称单一故障安全准则。按照这一准则,电力系统的N个元件中的任一独立元件(发电机、输电线路、变压器等)发生故障而被切除后，应不造成因其他线路过负荷跳闸而导致用户停电；不破坏系统的稳定性，不出现电压崩溃等事故。

由此可见，n-1准则包含两层含义：一是保证电网的稳定；二是保证用户得到符合质量要求的连续供电。从目前情况看，保证电网的稳定由于涉及整个电网安全，无论在资金投入、运行方式还是技术措施上均得到足够的重视，但在保证用户特别是边远地区用户连续供电方面仍存在认识上的不足，造成局部电网生产运行长期处于被动局面。

102.根据ATC_o和p_k，建立n-1故障k状态下可用传输容量的二层规划模型；

103.求解所述二层规划模型，获取n-1故障k状态下可用传输容量的发布参考值。

具体的，所述步骤101中，可以通过现有技术中的电力设备监控与评估系统获取n-1故障k的故障概率p_k；

可以按下式确定电力系统正常运行状态下的可用传输容量ATC_o：

获取n-1故障k的故障概率p_k以及电力系统正常运行状态下的可用传输容量ATC_o之后，根据ATC_o和p_k，建立n-1故障k状态下可用传输容量的二层规划模型，因此，所述步骤102，包括：

以电力系统在n-1故障k状态下运行的风险值最大为目标，建立n-1故障k状态下可用传输容量的上层模型；

以电力系统在n-1故障k状态下运行的可用传输容量为目标，建立n-1故障k状态下可用传输容量的下层模型。

进一步的，可以按下式建立n-1故障k状态下可用传输容量的上层模型：

上式中，Risk为电力系统在n-1故障k状态下运行的风险值，p_k为n-1故障k的故障概率，ATC_o为电力系统正常运行状态下的可用传输容量，ATC_o为电力系统在n-1故障k状态下运行的可用传输容量。

可以按下式建立n-1故障k状态下可用传输容量的下层模型：

上式中，A为送电区域，B为受电区域，P_ijk为n-1故障k状态下线路ij允许的潮流最大值，为线路ij的有功潮流上限值；

其中，n-1故障k状态下可用传输容量的下层模型的约束条件包括：

上述公式中，为n-1故障k状态下节点i的发电机有功出力，λ为负荷欲度参数，为n-1故障k状态下节点i的负荷有功需求，为n-1故障k状态下节点i的电压幅值，为n-1故障k状态下节点j的电压幅值，为n-1故障k状态下节点i和节点j间电导，为n-1故障k状态下节点i和节点j间相角差，为n-1故障k状态下节点i和节点j间电纳，n为节点总数，为n-1故障k状态下节点i的发电机无功出力，为n-1故障k状态下节点i的负荷无功需求，P _Gi为n-1故障k状态下节点i的发电机有功出力下限值，为n-1故障k状态下节点i的发电机有功出力上限值，Q _Gi为n-1故障k状态下节点i的发电机无功出力下限值，为n-1故障k状态下节点i的发电机无功出力上限值，为n-1故障k状态下节点i的电压幅值下限值，为n-1故障k状态下节点i的电压幅值上限值。

建立n-1故障k状态下可用传输容量的二层规划模型之后，求解所述二层规划模型，获取n-1故障k状态下可用传输容量的发布参考值，因此，所述步骤103，包括：

确定n-1故障k状态下可用传输容量的二层规划模型中n-1故障k状态下可用传输容量的下层模型的拉格朗日函数；

确定所述拉格朗日函数的KKT条件；

利用所述拉格朗日函数的KKT条件将n-1故障k状态下可用传输容量的二层规划模型转化为单层规划模型；

获取所述单层规划模型的最优解，即n-1故障k状态下可用传输容量的发布参考值。

进一步的，所述确定n-1故障k状态下可用传输容量的二层规划模型中n-1故障k状态下可用传输容量的下层模型的拉格朗日函数，包括：

令n-1故障k状态下可用传输容量的下层模型的约束条件中：

上述公式中，为n-1故障k状态下节点i的发电机有功出力，λ为负荷欲度参数，为n-1故障k状态下节点i的负荷有功需求，为n-1故障k状态下节点i的电压幅值，为n-1故障k状态下节点j的电压幅值，为n-1故障k状态下节点i和节点j间电导，为n-1故障k状态下节点i和节点j间相角差，为n-1故障k状态下节点i和节点j间电纳，n为节点总数，为n-1故障k状态下节点i的发电机无功出力，为n-1故障k状态下节点i的负荷无功需求，P _Gi为n-1故障k状态下节点i的发电机有功出力下限值，为n-1故障k状态下节点i的发电机有功出力上限值，Q _Gi为n-1故障k状态下节点i的发电机无功出力下限值，为n-1故障k状态下节点i的发电机无功出力上限值，为n-1故障k状态下节点i的电压幅值下限值，为n-1故障k状态下节点i的电压幅值上限值，A为送电区域，B为受电区域，P_ijk为n-1故障k状态下线路ij允许的潮流最大值，为线路ij的有功潮流上限值；

则n-1故障k状态下可用传输容量的下层模型的拉格朗日函数为：

上式中，L_k(P_ijk,λ_,μ)为n-1故障k状态下可用传输容量的下层模型的拉格朗日函数值，λ_x为n-1故障k状态下可用传输容量的下层模型的约束条件中第x个等式约束的拉格朗日乘子，h_x为n-1故障k状态下可用传输容量的下层模型的约束条件中第x个等式约束，μ_y为n-1故障k状态下可用传输容量的下层模型的约束条件中第y个不等式约束的拉格朗日乘子，g_y为n-1故障k状态下可用传输容量的下层模型的约束条件中第y个不等式约束，x＝1,2，y＝1,2,…,9。

按下式确定所述拉格朗日函数的KKT条件：

上述公式中，为n-1故障k状态下节点i的发电机有功出力，λ为负荷欲度参数，为n-1故障k状态下节点i的负荷有功需求，为n-1故障k状态下节点i的电压幅值，为n-1故障k状态下节点j的电压幅值，为n-1故障k状态下节点i和节点j间电导，为n-1故障k状态下节点i和节点j间相角差，为n-1故障k状态下节点i和节点j间电纳，n为节点总数，为n-1故障k状态下节点i的发电机无功出力，为n-1故障k状态下节点i的负荷无功需求，P _Gi为n-1故障k状态下节点i的发电机有功出力下限值，为n-1故障k状态下节点i的发电机有功出力上限值，Q _Gi为n-1故障k状态下节点i的发电机无功出力下限值，为n-1故障k状态下节点i的发电机无功出力上限值，为n-1故障k状态下节点i的电压幅值下限值，为n-1故障k状态下节点i的电压幅值上限值，A为送电区域，B为受电区域，P_ijk为n-1故障k状态下线路ij允许的潮流最大值，为线路ij的有功潮流上限值。

利用所述拉格朗日函数的KKT条件将n-1故障k状态下可用传输容量的二层规划模型转化为单层规划模型，公式为：

上式中，Risk为电力系统在n-1故障k状态下运行的风险值，p_k为n-1故障k的故障概率，ATC_o为电力系统正常运行状态下的可用传输容量，ATC_o为电力系统在n-1故障k状态下运行的可用传输容量，为n-1故障k状态下节点i的发电机有功出力，λ为负荷欲度参数，为n-1故障k状态下节点i的负荷有功需求，为n-1故障k状态下节点i的电压幅值，为n-1故障k状态下节点j的电压幅值，为n-1故障k状态下节点i和节点j间电导，为n-1故障k状态下节点i和节点j间相角差，为n-1故障k状态下节点i和节点j间电纳，n为节点总数，为n-1故障k状态下节点i的发电机无功出力，为n-1故障k状态下节点i的负荷无功需求，P _Gi为n-1故障k状态下节点i的发电机有功出力下限值，为n-1故障k状态下节点i的发电机有功出力上限值，Q _Gi为n-1故障k状态下节点i的发电机无功出力下限值，为n-1故障k状态下节点i的发电机无功出力上限值，为n-1故障k状态下节点i的电压幅值下限值，为n-1故障k状态下节点i的电压幅值上限值，A为送电区域，B为受电区域，P_ijk为n-1故障k状态下线路ij允许的潮流最大值，为线路ij的有功潮流上限值。

本发明还提供一种电力可用传输容量确定装置，如图2所示，所述装置包括：

获取模块，用于获取n-1故障k的故障概率p_k以及电力系统正常运行状态下的可用传输容量ATC_o；

构建模块，用于根据ATC_o和p_k，建立n-1故障k状态下可用传输容量的二层规划模型；

解析模块，用于求解所述二层规划模型，获取n-1故障k状态下可用传输容量的发布参考值。

所述构建模块，包括：

第一构建单元，用于以电力系统在n-1故障k状态下运行的风险值最大为目标，建立n-1故障k状态下可用传输容量的上层模型；

第二构建单元，用于以电力系统在n-1故障k状态下运行的可用传输容量为目标，建立n-1故障k状态下可用传输容量的下层模型。

所述第一构建单元中，按下式建立n-1故障k状态下可用传输容量的上层模型：

上式中，Risk为电力系统在n-1故障k状态下运行的风险值，p_k为n-1故障k的故障概率，ATC_o为电力系统正常运行状态下的可用传输容量，ATC_o为电力系统在n-1故障k状态下运行的可用传输容量。

所述第二构建单元中，按下式建立n-1故障k状态下可用传输容量的下层模型：

上式中，A为送电区域，B为受电区域，P_ijk为n-1故障k状态下线路ij允许的潮流最大值，为线路ij的有功潮流上限值；

其中，n-1故障k状态下可用传输容量的下层模型的约束条件包括：

上述公式中，为n-1故障k状态下节点i的发电机有功出力，λ为负荷欲度参数，为n-1故障k状态下节点i的负荷有功需求，为n-1故障k状态下节点i的电压幅值，为n-1故障k状态下节点j的电压幅值，为n-1故障k状态下节点i和节点j间电导，为n-1故障k状态下节点i和节点j间相角差，为n-1故障k状态下节点i和节点j间电纳，n为节点总数，为n-1故障k状态下节点i的发电机无功出力，为n-1故障k状态下节点i的负荷无功需求，P _Gi为n-1故障k状态下节点i的发电机有功出力下限值，为n-1故障k状态下节点i的发电机有功出力上限值，Q _Gi为n-1故障k状态下节点i的发电机无功出力下限值，为n-1故障k状态下节点i的发电机无功出力上限值，为n-1故障k状态下节点i的电压幅值下限值，为n-1故障k状态下节点i的电压幅值上限值。

所述解析模块，包括：

第一确定单元，用于确定n-1故障k状态下可用传输容量的二层规划模型中n-1故障k状态下可用传输容量的下层模型的拉格朗日函数；

第二确定单元，用于确定所述拉格朗日函数的KKT条件；

转化单元，用于利用所述拉格朗日函数的KKT条件将n-1故障k状态下可用传输容量的二层规划模型转化为单层规划模型；

获取单元，用于获取所述单层规划模型的最优解，即n-1故障k状态下可用传输容量的发布参考值。

所述第一确定单元中，令n-1故障k状态下可用传输容量的下层模型的约束条件中：

上述公式中，为n-1故障k状态下节点i的发电机有功出力，λ为负荷欲度参数，为n-1故障k状态下节点i的负荷有功需求，为n-1故障k状态下节点i的电压幅值，为n-1故障k状态下节点j的电压幅值，为n-1故障k状态下节点i和节点j间电导，为n-1故障k状态下节点i和节点j间相角差，为n-1故障k状态下节点i和节点j间电纳，n为节点总数，为n-1故障k状态下节点i的发电机无功出力，为n-1故障k状态下节点i的负荷无功需求，P _Gi为n-1故障k状态下节点i的发电机有功出力下限值，为n-1故障k状态下节点i的发电机有功出力上限值，Q _Gi为n-1故障k状态下节点i的发电机无功出力下限值，为n-1故障k状态下节点i的发电机无功出力上限值，为n-1故障k状态下节点i的电压幅值下限值，为n-1故障k状态下节点i的电压幅值上限值，A为送电区域，B为受电区域，P_ijk为n-1故障k状态下线路ij允许的潮流最大值，为线路ij的有功潮流上限值；

则按下式确定n-1故障k状态下可用传输容量的下层模型的拉格朗日函数：

上式中，L_k(P_ijk,λ_,μ)为n-1故障k状态下可用传输容量的下层模型的拉格朗日函数值，λ_x为n-1故障k状态下可用传输容量的下层模型的约束条件中第x个等式约束的拉格朗日乘子，h_x为n-1故障k状态下可用传输容量的下层模型的约束条件中第x个等式约束，μ_y为n-1故障k状态下可用传输容量的下层模型的约束条件中第y个不等式约束的拉格朗日乘子，g_y为n-1故障k状态下可用传输容量的下层模型的约束条件中第y个不等式约束，x＝1,2，y＝1,2,…,9。

所述第二确定单元中，按下式确定所述拉格朗日函数的KKT条件：

上述公式中，为n-1故障k状态下节点i的发电机有功出力，λ为负荷欲度参数，为n-1故障k状态下节点i的负荷有功需求，为n-1故障k状态下节点i的电压幅值，为n-1故障k状态下节点j的电压幅值，为n-1故障k状态下节点i和节点j间电导，为n-1故障k状态下节点i和节点j间相角差，为n-1故障k状态下节点i和节点j间电纳，n为节点总数，为n-1故障k状态下节点i的发电机无功出力，为n-1故障k状态下节点i的负荷无功需求，P _Gi为n-1故障k状态下节点i的发电机有功出力下限值，为n-1故障k状态下节点i的发电机有功出力上限值，Q _Gi为n-1故障k状态下节点i的发电机无功出力下限值，为n-1故障k状态下节点i的发电机无功出力上限值，为n-1故障k状态下节点i的电压幅值下限值，为n-1故障k状态下节点i的电压幅值上限值，A为送电区域，B为受电区域，P_ijk为n-1故障k状态下线路ij允许的潮流最大值，为线路ij的有功潮流上限值。

所述转化单元中，利用所述拉格朗日函数的KKT条件将n-1故障k状态下可用传输容量的二层规划模型转化为单层规划模型，公式为：

上式中，Risk为电力系统在n-1故障k状态下运行的风险值，p_k为n-1故障k的故障概率，ATC_o为电力系统正常运行状态下的可用传输容量，ATC_o为电力系统在n-1故障k状态下运行的可用传输容量，为n-1故障k状态下节点i的发电机有功出力，λ为负荷欲度参数，为n-1故障k状态下节点i的负荷有功需求，为n-1故障k状态下节点i的电压幅值，为n-1故障k状态下节点j的电压幅值，为n-1故障k状态下节点i和节点j间电导，为n-1故障k状态下节点i和节点j间相角差，为n-1故障k状态下节点i和节点j间电纳，n为节点总数，为n-1故障k状态下节点i的发电机无功出力，为n-1故障k状态下节点i的负荷无功需求，P _Gi为n-1故障k状态下节点i的发电机有功出力下限值，为n-1故障k状态下节点i的发电机有功出力上限值，Q _Gi为n-1故障k状态下节点i的发电机无功出力下限值，为n-1故障k状态下节点i的发电机无功出力上限值，为n-1故障k状态下节点i的电压幅值下限值，为n-1故障k状态下节点i的电压幅值上限值，A为送电区域，B为受电区域，P_ijk为n-1故障k状态下线路ij允许的潮流最大值，为线路ij的有功潮流上限值。

最后应当说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者等同替换，而未脱离本发明精神和范围的任何修改或者等同替换，其均应涵盖在本发明的权利要求保护范围之内。

Claims (16)

1.一种电力可用传输容量确定方法，其特征在于，所述方法包括：

获取n-1故障k的故障概率p_k以及电力系统正常运行状态下的可用传输容量ATC_o；

根据ATC_o和p_k，建立n-1故障k状态下可用传输容量的二层规划模型；

求解所述二层规划模型，获取n-1故障k状态下可用传输容量的发布参考值。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据ATC_o和p_k，建立n-1故障k状态下可用传输容量的二层规划模型，包括：

以电力系统在n-1故障k状态下运行的风险值最大为目标，建立n-1故障k状态下可用传输容量的上层模型；

以电力系统在n-1故障k状态下运行的可用传输容量为目标，建立n-1故障k状态下可用传输容量的下层模型。

3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述以电力系统在n-1故障k状态下运行的风险值最大为目标，建立n-1故障k状态下可用传输容量的上层模型，包括：

按下式建立n-1故障k状态下可用传输容量的上层模型：

$\max Risk=p_k\×\left|\frac{{\mathrm{ATC}}_o-{\mathrm{ATC}}_k}{{\mathrm{ATC}}_o}\right|$

上式中，Risk为电力系统在n-1故障k状态下运行的风险值，p_k为n-1故障k的故障概率，ATC_o为电力系统正常运行状态下的可用传输容量，ATC_k为电力系统在n-1故障k状态下运行的可用传输容量。

4.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述以电力系统在n-1故障k状态下运行的可用传输容量为目标，建立n-1故障k状态下可用传输容量的下层模型及其约束条件，包括：

按下式建立n-1故障k状态下可用传输容量的下层模型：

$\max {\mathrm{ATC}}_k=\underset{i\∈A,j\∈B}{\Σ}(P_{ijk}-\stackrel{\‾}{P_{ij}})$

上式中，A为送电区域，B为受电区域，P_ijk为n-1故障k状态下线路ij允许的潮流最大值，为线路ij的有功潮流上限值；

其中，n-1故障k状态下可用传输容量的下层模型的约束条件包括：

$P_{Gi}^k+(1+\mathrm{\λ})P_{Gi}^k-P_{Di}^k-(1+\mathrm{\λ})P_{Di}^k-V_i^k\underset{j=1}{\overset{n}{\Σ}}{V}_j^k(G_{ij}^k{\mathrm{cos\θ}}_{ij}^k+B_{ij}^k{\mathrm{sin\θ}}_{ij}^k)=0$

$Q_{Gi}^k-Q_{Di}^k-(1+\mathrm{\λ})Q_{Di}^k-V_i^k\underset{j=1}{\overset{n}{\Σ}}{V}_j^k(G_{ij}^k{\mathrm{cos\θ}}_{ij}^k-B_{ij}^k{\mathrm{sin\θ}}_{ij}^k)=0$

${\underset{\‾}{P}}_{Gi}\≤P_{Gi}^k\≤{\stackrel{\‾}{P}}_{Gi},i\∈A$

${\underset{\‾}{Q}}_{Gi}\≤Q_{Gi}^k\≤{\stackrel{\‾}{Q}}_{Gi},i\∈A$

${\underset{\‾}{P}}_{Di}\≤P_{Di}^k\≤{\stackrel{\‾}{P}}_{Di},i\∈B$

${\underset{\‾}{V}}_i^k\≤V_i^k\≤{\stackrel{\‾}{V}}_i^k,i\∈A\∪B$

$\left|P_{ijk}\right|\≤{\stackrel{\‾}{P}}_{ij},i\∈A,j\∈B$

上述公式中，为n-1故障k状态下节点i的发电机有功出力，P _Di为节点i的发电机有功出力下限值，为节点i的发电机有功出力上限值，λ为负荷欲度参数，为n-1故障k状态下节点i的负荷有功需求，为n-1故障k状态下节点i的电压幅值，为n-1故障k状态下节点j的电压幅值，为n-1故障k状态下节点i和节点j间电导，为n-1故障k状态下节点i和节点j间相角差，为n-1故障k状态下节点i和节点j间电纳，n为节点总数，为n-1故障k状态下节点i的发电机无功出力，为n-1故障k状态下节点i的负荷无功需求，P_Gi为n-1故障k状态下节点i的发电机有功出力下限值，为n-1故障k状态下节点i的发电机有功出力上限值，Q _Gi为n-1故障k状态下节点i的发电机无功出力下限值，为n-1故障k状态下节点i的发电机无功出力上限值，为n-1故障k状态下节点i的电压幅值下限值，为n-1故障k状态下节点i的电压幅值上限值。

5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述求解所述二层规划模型，获取n-1故障k状态下可用传输容量的发布参考值，包括：

确定n-1故障k状态下可用传输容量的二层规划模型中n-1故障k状态下可用传输容量的下层模型的拉格朗日函数；

确定所述拉格朗日函数的KKT条件；

利用所述拉格朗日函数的KKT条件将n-1故障k状态下可用传输容量的二层规划模型转化为单层规划模型；

获取所述单层规划模型的最优解，即n-1故障k状态下可用传输容量的发布参考值。

6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，所述确定n-1故障k状态下可用传输容量的二层规划模型中n-1故障k状态下可用传输容量的下层模型的拉格朗日函数，包括：

令n-1故障k状态下可用传输容量的下层模型的约束条件中：

$h_1=P_{Gi}^k+(1+\mathrm{\λ})P_{Gi}^k-P_{Di}^k-(1+\mathrm{\λ})P_{Di}^k-V_i^k\underset{j=1}{\overset{n}{\Σ}}{V}_j^k(G_{ij}^k{\mathrm{cos\θ}}_{ij}^k+B_{ij}^k{\mathrm{sin\θ}}_{ij}^k)=0$

$h_2=Q_{Gi}^k-Q_{Di}^k-(1+\mathrm{\λ})Q_{Di}^k-V_i^k\underset{j=1}{\overset{n}{\Σ}}{V}_j^k(G_{ij}^k{\mathrm{cos\θ}}_{ij}^k-B_{ij}^k{\mathrm{sin\θ}}_{ij}^k)=0$

$g_1={\underset{\‾}{P}}_{Gi}-P_{Gi}^k\≤0$

$g_2=P_{Gi}^k-{\stackrel{\‾}{P}}_{Gi}\≤0$

$g_3={\underset{\‾}{Q}}_{Gi}-Q_{Gi}^k\≤0$

$g_4=Q_{Gi}^k-{\stackrel{\‾}{Q}}_{Gi}\≤0$

$g_5={\underset{\‾}{P}}_{Di}-P_{Di}^k\≤0$

$g_6=P_{Di}^k-{\stackrel{\‾}{P}}_{Di}\≤0$

$g_7={\underset{\‾}{V}}_i^k-V_i^k\≤0$

$g_8=V_i^k-{\stackrel{\‾}{V}}_i^k\≤0$

$g_9=\left|P_{ijk}\right|-{\stackrel{\‾}{P}}_{ij}\≤0$

上述公式中，为n-1故障k状态下节点i的发电机有功出力，λ为负荷欲度参数，为n-1故障k状态下节点i的负荷有功需求，P _Di为节点i的发电机有功出力下限值，为节点i的发电机有功出力上限值，为n-1故障k状态下节点i的电压幅值，为n-1故障k状态下节点j的电压幅值，为n-1故障k状态下节点i和节点j间电导，为n-1故障k状态下节点i和节点j间相角差，为n-1故障k状态下节点i和节点j间电纳，n为节点总数，为n-1故障k状态下节点i的发电机无功出力，为n-1故障k状态下节点i的负荷无功需求，P _Gi为n-1故障k状态下节点i的发电机有功出力下限值，为n-1故障k状态下节点i的发电机有功出力上限值，Q _Gi为n-1故障k状态下节点i的发电机无功出力下限值，为n-1故障k状态下节点i的发电机无功出力上限值，为n-1故障k状态下节点i的电压幅值下限值，为n-1故障k状态下节点i的电压幅值上限值，A为送电区域，B为受电区域，P_ijk为n-1故障k状态下线路ij允许的潮流最大值，为线路ij的有功潮流上限值；

则n-1故障k状态下可用传输容量的下层模型的拉格朗日函数为：

$L_k(P_{ijk},\mathrm{\λ},\mathrm{\μ})=\underset{i\∈A,j\∈B}{\Σ}(P_{ijk}-\stackrel{\‾}{P_{ij}})+{\mathrm{\λ}}_x{h}_x+{\mathrm{\μ}}_y{g}_y$

上式中，L_k(P_ijk,λ,μ)为n-1故障k状态下可用传输容量的下层模型的拉格朗日函数值，λ_x为n-1故障k状态下可用传输容量的下层模型的约束条件中第x个等式约束的拉格朗日乘子，h_x为n-1故障k状态下可用传输容量的下层模型的约束条件中第x个等式约束，μ_y为n-1故障k状态下可用传输容量的下层模型的约束条件中第y个不等式约束的拉格朗日乘子，g_y为n-1故障k状态下可用传输容量的下层模型的约束条件中第y个不等式约束，x＝1,2，y＝1,2,···,9。

7.如权利要求5所述的方法，其特征在于，按下式确定所述拉格朗日函数的KKT条件：

$\frac{\∂L_k(P_{ijk},\mathrm{\λ},\mathrm{\μ})}{\∂P_{ijk}}=0$

$\begin{array}{cc}s.t.& h_1=P_{Gi}^k+(1+\mathrm{\λ})P_{Gi}^k-P_{Di}^k-(1+\mathrm{\λ})P_{Di}^k-V_i^k\underset{j=1}{\overset{n}{\Σ}}{V}_j^k(G_{ij}^k{\mathrm{cos\θ}}_{ij}^k+B_{ij}^k{\mathrm{sin\θ}}_{ij}^k)=0\end{array}$

$h_2=Q_{Gi}^k-Q_{Di}^k-(1+\mathrm{\λ})Q_{Di}^k-V_i^k\underset{j=1}{\overset{n}{\Σ}}{V}_j^k(G_{ij}^k{\mathrm{cos\θ}}_{ij}^k-B_{ij}^k{\mathrm{sin\θ}}_{ij}^k)=0$

$g_1={\underset{\‾}{P}}_{Gi}-P_{Gi}^k\≤0$

$g_2=P_{Gi}^k-{\stackrel{\‾}{P}}_{Gi}\≤0$

$g_3={\underset{\‾}{Q}}_{Gi}-Q_{Gi}^k\≤0$

$g_4=Q_{Gi}^k-{\stackrel{\‾}{Q}}_{Gi}\≤0$

$g_5={\underset{\‾}{P}}_{Di}-P_{Di}^k\≤0$

$g_6=P_{Di}^k-{\stackrel{\‾}{P}}_{Di}\≤0$

$g_7={\underset{\‾}{V}}_i^k-V_i^k\≤0$

$g_8=V_i^k-{\stackrel{\‾}{V}}_i^k\≤0$

$g_9=\left|P_{ijk}\right|-{\stackrel{\‾}{P}}_{ij}\≤0$

上述公式中，为n-1故障k状态下节点i的发电机有功出力，λ为负荷欲度参数，为n-1故障k状态下节点i的负荷有功需求，为n-1故障k状态下节点i的电压幅值，为n-1故障k状态下节点j的电压幅值，为n-1故障k状态下节点i和节点j间电导，为n-1故障k状态下节点i和节点j间相角差，为n-1故障k状态下节点i和节点j间电纳，n为节点总数，为n-1故障k状态下节点i的发电机无功出力，为n-1故障k状态下节点i的负荷无功需求，P _Gi为n-1故障k状态下节点i的发电机有功出力下限值，为n-1故障k状态下节点i的发电机有功出力上限值，Q _Gi为n-1故障k状态下节点i的发电机无功出力下限值，为n-1故障k状态下节点i的发电机无功出力上限值，为n-1故障k状态下节点i的电压幅值下限值，为n-1故障k状态下节点i的电压幅值上限值，A为送电区域，B为受电区域，P_ijk为n-1故障k状态下线路ij允许的潮流最大值，为线路ij的有功潮流上限值。

8.如权利要求5所述的方法，其特征在于，利用所述拉格朗日函数的KKT条件将n-1故障k状态下可用传输容量的二层规划模型转化为单层规划模型，公式为：

$\max Risk=p_k\×\left|\frac{{\mathrm{ATC}}_o-{\mathrm{ATC}}_k}{{\mathrm{ATC}}_o}\right|$

$\begin{array}{cc}s.t.& \frac{\∂L_k(P_{ijk},\mathrm{\λ},\mathrm{\μ})}{\∂P_{ijk}}=0\end{array}$

$h_1=P_{Gi}^k+(1+\mathrm{\λ})P_{Gi}^k-P_{Di}^k-(1+\mathrm{\λ})P_{Di}^k-V_i^k\underset{j=1}{\overset{n}{\Σ}}{V}_j^k(G_{ij}^k{\mathrm{cos\θ}}_{ij}^k+B_{ij}^k{\mathrm{sin\θ}}_{ij}^k)=0$

$h_2=Q_{Gi}^k-Q_{Di}^k-(1+\mathrm{\λ})Q_{Di}^k-V_i^k\underset{j=1}{\overset{n}{\Σ}}{V}_j^k(G_{ij}^k{\mathrm{cos\θ}}_{ij}^k-B_{ij}^k{\mathrm{sin\θ}}_{ij}^k)=0$

$g_1={\underset{\‾}{P}}_{Gi}-P_{Gi}^k\≤0$

$g_2=P_{Gi}^k-{\stackrel{\‾}{P}}_{Gi}\≤0$

$g_3={\underset{\‾}{Q}}_{Gi}-Q_{Gi}^k\≤0$

$g_4=Q_{Gi}^k-{\stackrel{\‾}{Q}}_{Gi}\≤0$

$g_5={\underset{\‾}{P}}_{Di}-P_{Di}^k\≤0$

$g_6=P_{Di}^k-{\stackrel{\‾}{P}}_{Di}\≤0$

$g_7={\underset{\‾}{V}}_i^k-V_i^k\≤0$

$g_8=V_i^k-{\stackrel{\‾}{V}}_i^k\≤0$

$g_9=\left|P_{ijk}\right|-{\stackrel{\‾}{P}}_{ij}\≤0$

上式中，Risk为电力系统在n-1故障k状态下运行的风险值，p_k为n-1故障k的故障概率，ATC_o为电力系统正常运行状态下的可用传输容量，ATC_k为电力系统在n-1故障k状态下运行的可用传输容量，为n-1故障k状态下节点i的发电机有功出力，P _Di为节点i的发电机有功出力下限值，为节点i的发电机有功出力上限值，λ为负荷欲度参数，为n-1故障k状态下节点i的负荷有功需求，为n-1故障k状态下节点i的电压幅值，为n-1故障k状态下节点j的电压幅值，为n-1故障k状态下节点i和节点j间电导，为n-1故障k状态下节点i和节点j间相角差，为n-1故障k状态下节点i和节点j间电纳，n为节点总数，为n-1故障k状态下节点i的发电机无功出力，为n-1故障k状态下节点i的负荷无功需求，P _Gi为n-1故障k状态下节点i的发电机有功出力下限值，为n-1故障k状态下节点i的发电机有功出力上限值，Q _Gi为n-1故障k状态下节点i的发电机无功出力下限值，为n-1故障k状态下节点i的发电机无功出力上限值，为n-1故障k状态下节点i的电压幅值下限值，为n-1故障k状态下节点i的电压幅值上限值，A为送电区域，B为受电区域，P_ijk为n-1故障k状态下线路ij允许的潮流最大值，为线路ij的有功潮流上限值。

9.一种电力可用传输容量确定装置，其特征在于，所述装置包括：

获取模块，用于获取n-1故障k的故障概率p_k以及电力系统正常运行状态下的可用传输容量ATC_o；

构建模块，用于根据ATC_o和p_k，建立n-1故障k状态下可用传输容量的二层规划模型；

解析模块，用于求解所述二层规划模型，获取n-1故障k状态下可用传输容量的发布参考值。

10.如权利要求9所述的装置，其特征在于，所述构建模块，包括：

第一构建单元，用于以电力系统在n-1故障k状态下运行的风险值最大为目标，建立n-1故障k状态下可用传输容量的上层模型；

第二构建单元，用于以电力系统在n-1故障k状态下运行的可用传输容量为目标，建立n-1故障k状态下可用传输容量的下层模型。

11.如权利要求10所述的装置，其特征在于，所述第一构建单元中，按下式建立n-1故障k状态下可用传输容量的上层模型：

$\max Risk=p_k\×\left|\frac{{\mathrm{ATC}}_o-{\mathrm{ATC}}_k}{{\mathrm{ATC}}_o}\right|$

上式中，Risk为电力系统在n-1故障k状态下运行的风险值，p_k为n-1故障k的故障概率，ATC_o为电力系统正常运行状态下的可用传输容量，ATC_k为电力系统在n-1故障k状态下运行的可用传输容量。

12.如权利要求10所述的装置，其特征在于，所述第二构建单元中，按下式建立n-1故障k状态下可用传输容量的下层模型：

$\max {\mathrm{ATC}}_k=\underset{i\∈A,j\∈B}{\Σ}(P_{ijk}-\stackrel{\‾}{P_{ij}})$

上式中，A为送电区域，B为受电区域，P_ijk为n-1故障k状态下线路ij允许的潮流最大值，为线路ij的有功潮流上限值；

其中，n-1故障k状态下可用传输容量的下层模型的约束条件包括：

$P_{Gi}^k+(1+\mathrm{\λ})P_{Gi}^k-P_{Di}^k-(1+\mathrm{\λ})P_{Di}^k-V_i^k\underset{j=1}{\overset{n}{\Σ}}{V}_j^k(G_{ij}^k{\mathrm{cos\θ}}_{ij}^k+B_{ij}^k{\mathrm{sin\θ}}_{ij}^k)=0$

$Q_{Gi}^k-Q_{Di}^k-(1+\mathrm{\λ})Q_{Di}^k-V_i^k\underset{j=1}{\overset{n}{\Σ}}{V}_j^k(G_{ij}^k{\mathrm{cos\θ}}_{ij}^k-B_{ij}^k{\mathrm{sin\θ}}_{ij}^k)=0$

${\underset{\‾}{P}}_{Gi}\≤P_{Gi}^k\≤{\stackrel{\‾}{P}}_{Gi},i\∈A$

${\underset{\‾}{Q}}_{Gi}\≤Q_{Gi}^k\≤{\stackrel{\‾}{Q}}_{Gi},i\∈A$

${\underset{\‾}{P}}_{Di}\≤P_{Di}^k\≤{\stackrel{\‾}{P}}_{Di},i\∈B$

${\underset{\‾}{V}}_i^k\≤V_i^k\≤{\stackrel{\‾}{V}}_i^k,i\∈A\∪B$

$\left|P_{ijk}\right|\≤{\stackrel{\‾}{P}}_{ij},i\∈A,j\∈B$

上述公式中，为n-1故障k状态下节点i的发电机有功出力，λ为负荷欲度参数，为n-1故障k状态下节点i的负荷有功需求，为n-1故障k状态下节点i的电压幅值，为n-1故障k状态下节点j的电压幅值，为n-1故障k状态下节点i和节点j间电导，为n-1故障k状态下节点i和节点j间相角差，为n-1故障k状态下节点i和节点j间电纳，n为节点总数，为n-1故障k状态下节点i的发电机无功出力，为n-1故障k状态下节点i的负荷无功需求，P _Gi为n-1故障k状态下节点i的发电机有功出力下限值，为n-1故障k状态下节点i的发电机有功出力上限值，Q _Gi为n-1故障k状态下节点i的发电机无功出力下限值，为n-1故障k状态下节点i的发电机无功出力上限值，为n-1故障k状态下节点i的电压幅值下限值，为n-1故障k状态下节点i的电压幅值上限值。

13.如权利要求9所述的装置，其特征在于，所述解析模块，包括：

第一确定单元，用于确定n-1故障k状态下可用传输容量的二层规划模型中n-1故障k状态下可用传输容量的下层模型的拉格朗日函数；

第二确定单元，用于确定所述拉格朗日函数的KKT条件；

转化单元，用于利用所述拉格朗日函数的KKT条件将n-1故障k状态下可用传输容量的二层规划模型转化为单层规划模型；

获取单元，用于获取所述单层规划模型的最优解，即n-1故障k状态下可用传输容量的发布参考值。

14.如权利要求13所述的装置，其特征在于，所述第一确定单元中，令n-1故障k状态下可用传输容量的下层模型的约束条件中：

$h_1=P_{Gi}^k+(1+\mathrm{\λ})P_{Gi}^k-P_{Di}^k-(1+\mathrm{\λ})P_{Di}^k-V_i^k\underset{j=1}{\overset{n}{\Σ}}{V}_j^k(G_{ij}^k{\mathrm{cos\θ}}_{ij}^k+B_{ij}^k{\mathrm{sin\θ}}_{ij}^k)=0$

$h_2=Q_{Gi}^k-Q_{Di}^k-(1+\mathrm{\λ})Q_{Di}^k-V_i^k\underset{j=1}{\overset{n}{\Σ}}{V}_j^k(G_{ij}^k{\mathrm{cos\θ}}_{ij}^k-B_{ij}^k{\mathrm{sin\θ}}_{ij}^k)=0$

$g_1={\underset{\‾}{P}}_{Gi}-P_{Gi}^k\≤0$

$g_2=P_{Gi}^k-{\stackrel{\‾}{P}}_{Gi}\≤0$

$g_3={\underset{\‾}{Q}}_{Gi}-Q_{Gi}^k\≤0$

$g_4=Q_{Gi}^k-{\stackrel{\‾}{Q}}_{Gi}\≤0$

$g_5={\underset{\‾}{P}}_{Di}-P_{Di}^k\≤0$

$g_6=P_{Di}^k-{\stackrel{\‾}{P}}_{Di}\≤0$

$g_7={\underset{\‾}{V}}_i^k-V_i^k\≤0$

$g_8=V_i^k-{\stackrel{\‾}{V}}_i^k\≤0$

$g_9=\left|P_{ijk}\right|-{\stackrel{\‾}{P}}_{ij}\≤0$

上述公式中，为n-1故障k状态下节点i的发电机有功出力，λ为负荷欲度参数，为n-1故障k状态下节点i的负荷有功需求，P _Di为节点i的发电机有功出力下限值，为节点i的发电机有功出力上限值，为n-1故障k状态下节点i的电压幅值，为n-1故障k状态下节点j的电压幅值，为n-1故障k状态下节点i和节点j间电导，为n-1故障k状态下节点i和节点j间相角差，为n-1故障k状态下节点i和节点j间电纳，n为节点总数，为n-1故障k状态下节点i的发电机无功出力，为n-1故障k状态下节点i的负荷无功需求，P _Gi为n-1故障k状态下节点i的发电机有功出力下限值，为n-1故障k状态下节点i的发电机有功出力上限值，Q _Gi为n-1故障k状态下节点i的发电机无功出力下限值，为n-1故障k状态下节点i的发电机无功出力上限值，为n-1故障k状态下节点i的电压幅值下限值，为n-1故障k状态下节点i的电压幅值上限值，A为送电区域，B为受电区域，P_ijk为n-1故障k状态下线路ij允许的潮流最大值，为线路ij的有功潮流上限值；

则按下式确定n-1故障k状态下可用传输容量的下层模型的拉格朗日函数：

$L_k(P_{ijk},\mathrm{\λ},\mathrm{\μ})=\underset{i\∈A,j\∈B}{\Σ}(P_{ijk}-\stackrel{\‾}{P_{ij}})+{\mathrm{\λ}}_x{h}_x+{\mathrm{\μ}}_y{g}_y$

上式中，L_k(P_ijk,λ,μ)为n-1故障k状态下可用传输容量的下层模型的拉格朗日函数值，λ_x为n-1故障k状态下可用传输容量的下层模型的约束条件中第x个等式约束的拉格朗日乘子，h_x为n-1故障k状态下可用传输容量的下层模型的约束条件中第x个等式约束，μ_y为n-1故障k状态下可用传输容量的下层模型的约束条件中第y个不等式约束的拉格朗日乘子，g_y为n-1故障k状态下可用传输容量的下层模型的约束条件中第y个不等式约束，x＝1,2，y＝1,2,···,9。

15.如权利要求13所述的装置，其特征在于，所述第二确定单元中，按下式确定所述拉格朗日函数的KKT条件：

$\frac{\∂L_k(P_{ijk},\mathrm{\λ},\mathrm{\μ})}{\∂P_{ijk}}=0$

$\begin{array}{cc}s.t.& h_1=P_{Gi}^k+(1+\mathrm{\λ})P_{Gi}^k-P_{Di}^k-(1+\mathrm{\λ})P_{Di}^k-V_i^k\underset{j=1}{\overset{n}{\Σ}}{V}_j^k(G_{ij}^k{\mathrm{cos\θ}}_{ij}^k+B_{ij}^k{\mathrm{sin\θ}}_{ij}^k)=0\end{array}$

$h_2=Q_{Gi}^k-Q_{Di}^k-(1+\mathrm{\λ})Q_{Di}^k-V_i^k\underset{j=1}{\overset{n}{\Σ}}{V}_j^k(G_{ij}^k{\mathrm{cos\θ}}_{ij}^k-B_{ij}^k{\mathrm{sin\θ}}_{ij}^k)=0$

$g_1={\underset{\‾}{P}}_{Gi}-P_{Gi}^k\≤0$

$g_2=P_{Gi}^k-{\stackrel{\‾}{P}}_{Gi}\≤0$

$g_3={\underset{\‾}{Q}}_{Gi}-Q_{Gi}^k\≤0$

$g_4=Q_{Gi}^k-{\stackrel{\‾}{Q}}_{Gi}\≤0$

$g_5={\underset{\‾}{P}}_{Di}-P_{Di}^k\≤0$

$g_6=P_{Di}^k-{\stackrel{\‾}{P}}_{Di}\≤0$

$g_7={\underset{\‾}{V}}_i^k-V_i^k\≤0$

$g_8=V_i^k-{\stackrel{\‾}{V}}_i^k\≤0$

$g_9=\left|P_{ijk}\right|-{\stackrel{\‾}{P}}_{ij}\≤0$

上述公式中，为n-1故障k状态下节点i的发电机有功出力，λ为负荷欲度参数，为n-1故障k状态下节点i的负荷有功需求，P _Di为节点i的发电机有功出力下限值，为节点i的发电机有功出力上限值，为n-1故障k状态下节点i的电压幅值，为n-1故障k状态下节点j的电压幅值，为n-1故障k状态下节点i和节点j间电导，为n-1故障k状态下节点i和节点j间相角差，为n-1故障k状态下节点i和节点j间电纳，n为节点总数，为n-1故障k状态下节点i的发电机无功出力，为n-1故障k状态下节点i的负荷无功需求，P _Gi为n-1故障k状态下节点i的发电机有功出力下限值，为n-1故障k状态下节点i的发电机有功出力上限值，Q _Gi为n-1故障k状态下节点i的发电机无功出力下限值，为n-1故障k状态下节点i的发电机无功出力上限值，为n-1故障k状态下节点i的电压幅值下限值，为n-1故障k状态下节点i的电压幅值上限值，A为送电区域，B为受电区域，P_ijk为n-1故障k状态下线路ij允许的潮流最大值，为线路ij的有功潮流上限值。

16.如权利要求13所述的装置，其特征在于，所述转化单元中，利用所述拉格朗日函数的KKT条件将n-1故障k状态下可用传输容量的二层规划模型转化为单层规划模型，公式为：

$\max Risk=p_k\×\left|\frac{{\mathrm{ATC}}_o-{\mathrm{ATC}}_k}{{\mathrm{ATC}}_o}\right|$

$\begin{array}{cc}s.t.& \frac{\∂L_k(P_{ijk},\mathrm{\λ},\mathrm{\μ})}{\∂P_{ijk}}=0\end{array}$

$h_1=P_{Gi}^k+(1+\mathrm{\λ})P_{Gi}^k-P_{Di}^k-(1+\mathrm{\λ})P_{Di}^k-V_i^k\underset{j=1}{\overset{n}{\Σ}}{V}_j^k(G_{ij}^k{\mathrm{cos\θ}}_{ij}^k+B_{ij}^k{\mathrm{sin\θ}}_{ij}^k)=0$

$h_2=Q_{Gi}^k-Q_{Di}^k-(1+\mathrm{\λ})Q_{Di}^k-V_i^k\underset{j=1}{\overset{n}{\Σ}}{V}_j^k(G_{ij}^k{\mathrm{cos\θ}}_{ij}^k-B_{ij}^k{\mathrm{sin\θ}}_{ij}^k)=0$

$g_1={\underset{\‾}{P}}_{Gi}-P_{Gi}^k\≤0$

$g_2=P_{Gi}^k-{\stackrel{\‾}{P}}_{Gi}\≤0$

$g_3={\underset{\‾}{Q}}_{Gi}-Q_{Gi}^k\≤0$

$g_4=Q_{Gi}^k-{\stackrel{\‾}{Q}}_{Gi}\≤0$

$g_5={\underset{\‾}{P}}_{Di}-P_{Di}^k\≤0$

$g_6=P_{Di}^k-{\stackrel{\‾}{P}}_{Di}\≤0$

$g_7={\underset{\‾}{V}}_i^k-V_i^k\≤0$

$g_8=V_i^k-{\stackrel{\‾}{V}}_i^k\≤0$

$g_9=\left|P_{ijk}\right|-{\stackrel{\‾}{P}}_{ij}\≤0$

上式中，Risk为电力系统在n-1故障k状态下运行的风险值，p_k为n-1故障k的故障概率，ATC_o为电力系统正常运行状态下的可用传输容量，ATC_k为电力系统在n-1故障k状态下运行的可用传输容量，为n-1故障k状态下节点i的发电机有功出力，P _Di为节点i的发电机有功出力下限值，为节点i的发电机有功出力上限值，λ为负荷欲度参数，为n-1故障k状态下节点i的负荷有功需求，为n-1故障k状态下节点i的电压幅值，为n-1故障k状态下节点j的电压幅值，为n-1故障k状态下节点i和节点j间电导，为n-1故障k状态下节点i和节点j间相角差，为n-1故障k状态下节点i和节点j间电纳，n为节点总数，为n-1故障k状态下节点i的发电机无功出力，为n-1故障k状态下节点i的负荷无功需求，P _Gi为n-1故障k状态下节点i的发电机有功出力下限值，为n-1故障k状态下节点i的发电机有功出力上限值，Q _Gi为n-1故障k状态下节点i的发电机无功出力下限值，为n-1故障k状态下节点i的发电机无功出力上限值，为n-1故障k状态下节点i的电压幅值下限值，为n-1故障k状态下节点i的电压幅值上限值，A为送电区域，B为受电区域，P_ijk为n-1故障k状态下线路ij允许的潮流最大值，为线路ij的有功潮流上限值。