CN108233370B - 一种转供路径优化方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种转供路径优化方法，通过设置相关相量、目标函数以及操作时间，使得转供路径的操作不会对电力系统造成较大的影响，进而避免了由于转供操作本身导致系统故障升级，在时间尺度上最宽广的保障了电力系统的安全稳定。方法包括：设置转供路径选择集合、节点参数相量和节点电压相量以及目标函数；得到实时的转供路径选择集合，求解目标函数，得出当前稳定运行点周围的稳定区域对应的电力系统节点电压相量区域；根据求解结果在转供路径选择集合中选择满足条件的转供路径形成转供路径选择子集；在转供路径选择子集中选择转供操作时间T最小的转供路径，输出该转供路径；当有转供需求时，依照输出的转供路径进行电力转供。

Description

一种转供路径优化方法
技术领域
本发明涉及一种转供路径优化方法，尤其是一种可以保障转供路径实施期间及其后系统稳定安全的转供路径优化方法。
背景技术
电力系统中的电源出力和负载处于实时变动的过程中，而且电力线路和设备通常由于外部环境，例如风、雨、雷、电，和自身寿命的影响而出现故障，因此，电力转供是电力系统中常用的在出现电力不平衡时重新保障电力供应使得电力重新达到平衡状态的手段。
然而，现有的转供方法并没有考虑转供前后电力系统的变化大小，导致在实施了转供方法后系统存在短时振荡，严重影响了系统的正常安全稳定的运行。同时，也没有考虑由于转供操作而延误的期间可能导致系统故障进一步发展。
发明内容
因此，针对上述问题，本发明提供了一种转供路径优化方法,使电力转供之后的电力系统的状态与电力转供之前的状态相似且操作时间最短，从而在时间尺度上最宽广的保障了电力系统的安全稳定。
为了达到上述目的，本发明提出了一种转供路径优化方法, 包括以下步骤：
a.建立数学模型；
b.求解数学模型；
c.根据求解结果在转供路径选择集合中选择满足条件的转供路径形成转供路径选择子集；
d.在转供路径选择子集中选择转供操作时间T最小的转供路径，输出该转供路径；
e.当有转供需求时，依照输出的转供路径进行电力转供。
上述的转供路径优化方法，其还满足条件：步骤a包括：
设置转供路径选择集合S：
S={s1,s2,……，sp}，p为供选择的转供路径总数，si代表一种供选择的转供路径；
建立电力系统PV、PQ节点参数相量和节点电压相量：
PV、PQ节点参数相量
Figure 577864DEST_PATH_IMAGE001
，
其中，m为PV节点数量；
节点电压相量
Figure 511185DEST_PATH_IMAGE002
，
其中，
Figure 881861DEST_PATH_IMAGE003
、
Figure 609646DEST_PATH_IMAGE004
分别为节点i电压的实部和虚部；
建立目标函数：
Figure 832817DEST_PATH_IMAGE005
，
其中，
Figure 38670DEST_PATH_IMAGE006
为一稳定运行点下的电力系统节点电压相量，
Figure 765318DEST_PATH_IMAGE007
为区域系数，
Figure 460741DEST_PATH_IMAGE008
为该稳定运行点周围稳定区域对应的电力系统节点电压相量区域。
上述的转供路径优化方法，其还满足条件：步骤b包括：
得到实时的转供路径选择集合S0，转供路径选择集合由电力监控系统根据电源出力、负载功率、线路联络情况、线路容量参数、开关状态确定，当电源出力、负载功率、线路联络情况、线路容量参数、开关状态之一存在变动时重新计算转供路径选择集合用以替换原来的转供路径选择集合从而使得转供路径选择集合能够实时跟踪电力系统具体情况；
通过智能算法求解目标函数，得出当前稳定运行点周围的稳定区域对应的电力系统节点电压相量区域。
上述的转供路径优化方法，其还满足条件：步骤c包括：针对转供路径选择集合S0中的每一种转供路径，仿真按照该转供路径进行电力转供后的电力系统潮流从而得出仿真电力系统节点电压相量，判断该仿真电力系统节点电压相量是否处于稳定区域对应的电力系统节点电压相量区域之内，如果满足条件，则将该转供路径放入转供路径子集中。
上述的转供路径优化方法，其还满足条件：步骤d包括：
建立转供操作时间T＝qTswitch+(q-1)Tloading，
其中，q为按照转供路径进行电力转供时需要操作的开关数量，Tswitch为平均操作1个开关需要消耗的时间，Tloading为操作完1个开关后在操作下一个开关之前需要空出的缓冲时间。
上述的转供路径优化方法，其还满足条件：步骤e中所述的转供需求包括电力系统某一条线路出现永久性故障、某一发电机失电；永久性故障是指经过两次重合闸后仍然无法自愈的故障。
本发明通过设置相关相量、目标函数以及操作时间，使得转供路径的操作不会对电力系统造成较大的影响，进而避免了由于转供操作本身导致系统故障升级，在时间尺度上最宽广的保障了电力系统的安全稳定。
附图说明
图1是转供路径优化方法流程图。
具体实施方式
请参见图1，一种转供路径优化方法, 包括以下步骤：
a. 建立数学模型：
设置转供路径选择集合S：
S={s1,s2,……，sp}，p为供选择的转供路径总数，si代表一种供选择的转供路径；
建立电力系统PV、PQ节点参数相量和节点电压相量：
PV、PQ节点参数相量
Figure 905629DEST_PATH_IMAGE009
，
其中，m为PV节点数量；
节点电压相量
Figure 649594DEST_PATH_IMAGE010
，
其中，
Figure 761907DEST_PATH_IMAGE011
、
Figure 362652DEST_PATH_IMAGE012
分别为节点i电压的实部和虚部；
建立目标函数：
Figure 61880DEST_PATH_IMAGE013
，
其中，
Figure 343957DEST_PATH_IMAGE014
为一稳定运行点下的电力系统节点电压相量，
Figure 310776DEST_PATH_IMAGE015
为区域系数，
Figure 82423DEST_PATH_IMAGE016
为该稳定运行点周围稳定区域对应的电力系统节点电压相量区域；
b.求解数学模型：
得到实时的转供路径选择集合S0，转供路径选择集合由电力监控系统根据电源出力、负载功率、线路联络情况、线路容量参数、开关状态确定，当电源出力、负载功率、线路联络情况、线路容量参数、开关状态之一存在变动时重新计算转供路径选择集合用以替换原来的转供路径选择集合从而使得转供路径选择集合能够实时跟踪电力系统具体情况；
通过智能算法求解目标函数，得出当前稳定运行点周围的稳定区域对应的电力系统节点电压相量区域；
c. 根据求解结果在转供路径选择集合中选择满足条件的转供路径形成转供路径选择子集：
针对转供路径选择集合S0中的每一种转供路径，仿真按照该转供路径进行电力转供后的电力系统潮流从而得出仿真电力系统节点电压相量，判断该仿真电力系统节点电压相量是否处于稳定区域对应的电力系统节点电压相量区域之内，如果满足条件，则将该转供路径放入转供路径子集中；
d. 在转供路径选择子集中选择转供操作时间T最小的转供路径，输出该转供路径：
建立转供操作时间T＝qTswitch+(q-1)Tloading，
其中，q为按照转供路径进行电力转供时需要操作的开关数量，Tswitch为平均操作1个开关需要消耗的时间，Tloading为操作完1个开关后在操作下一个开关之前需要空出的缓冲时间；
e.当有转供需求时，依照输出的转供路径进行电力转供；转供需求包括电力系统某一条线路出现永久性故障、某一发电机失电；永久性故障是指经过两次重合闸后仍然无法自愈的故障。
需要注意的是，以上内容是结合具体的实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施方式仅限于此，在本发明的上述指导下，本领域技术人员可以在上述实施例的基础上进行各种改进和变形，而这些改进或者变形落在本发明的保护范围内。

Claims (3)

1.一种转供路径优化方法,包括以下步骤：
a.建立数学模型；
b.求解数学模型；
c.根据求解结果在转供路径选择集合中选择满足条件的转供路径形成转供路径选择子集；
d.在转供路径选择子集中选择转供操作时间T最小的转供路径，输出该转供路径；
e.当有转供需求时，依照输出的转供路径进行电力转供；步骤a包括：
设置转供路径选择集合S：
S＝{s1,s2,……，sp}，p为供选择的转供路径总数，si代表一种供选择的转供路径；
建立电力系统PV、PQ节点参数相量和节点电压相量：
PV、PQ节点参数相量
Figure FDA0003114706800000011
其中，m为PV节点数量；
节点电压相量x＝[V1real,…,Vnreal,V1imag,…Vnimag]T，
其中，Vireal、Viimag分别为节点i电压的实部和虚部；
建立目标函数：
Figure FDA0003114706800000012
其中，x0为一稳定运行点下的电力系统节点电压相量，β为区域系数，△x为该稳定运行点周围稳定区域对应的电力系统节点电压相量区域；步骤b包括：
得到实时的转供路径选择集合S0，转供路径选择集合由电力监控系统根据电源出力、负载功率、线路联络情况、线路容量参数、开关状态确定，当电源出力、负载功率、线路联络情况、线路容量参数、开关状态之一存在变动时重新计算转供路径选择集合用以替换原来的转供路径选择集合从而使得转供路径选择集合能够实时跟踪电力系统具体情况；
通过智能算法求解目标函数，得出当前稳定运行点周围的稳定区域对应的电力系统节点电压相量区域；步骤c包括：针对转供路径选择集合S0中的每一种转供路径，仿真按照该转供路径进行电力转供后的电力系统潮流从而得出仿真电力系统节点电压相量，判断该仿真电力系统节点电压相量是否处于稳定区域对应的电力系统节点电压相量区域之内，如果满足条件，则将该转供路径放入转供路径子集中；步骤d包括：
建立转供操作时间T＝qTswitch+(q-1)Tloading，
其中，q为按照转供路径进行电力转供时需要操作的开关数量，Tswitch为平均操作1个开关需要消耗的时间，Tloading为操作完1个开关后在操作下一个开关之前需要空出的缓冲时间；通过设置相关相量、目标函数以及操作时间，使得转供路径的操作不会对电力系统造成较大的影响，进而避免了由于转供操作本身导致系统故障升级，在时间尺度上最宽广的保障了电力系统的安全稳定。
2.根据权利要求1所述的一种转供路径优化方法，其特征在于，步骤e中所述的转供需求包括电力系统某一条线路出现永久性故障、某一发电机失电。
3.根据权利要求2所述的一种转供路径优化方法，其特征在于，永久性故障是指经过两次重合闸后仍然无法自愈的故障。
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