CN108347048B - 一种适应跨区跨国调度模式的计划编制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种适应跨区跨国调度模式的计划编制方法，该法包括：建立通用电网模型；调度中心制定其责任区域内的停电计划；确认责任区域的设备汇总潮流；制定跨区跨国的输电计划。本发明提供的技术方案采用通用模型、交易结果等数据解决了国家、地区范围内调度体制机制的影响，拓宽了调度计划编制方法的使用范围，满足了全球能源互联网的新发展环境的需要，有利于实现全球范围内能源流动与交易开展，促进电力交易在不同体制机制国家或地区间的互动，有利于保证大电网的安全与稳定运行。
Description
技术领域
本发明属于电力系统自动化领域，具体讲涉及一种适应跨区跨国调度模式的计划编制方法。
背景技术
全球能源互联网，是以特高压电网为骨干网架、全球互联的坚强智能电网，是清洁能源在全球范围大规模开发、配置、利用的基础平台，实质就是“特高压电网+智能电网+清洁能源”。全球能源互联网是集能源传输、资源配置、市场交易、信息交互、智能服务于一体的“物联网”，是共建共享、互联互通、开放兼容的“巨系统”，是创造巨大经济、社会、环境综合价值的和平发展平台。特高压电网是关键，智能电网是基础，清洁能源是重点。
全球能源互联网将由跨洲、跨国骨干网架和各国各电压等级电网构成，连接北极、赤道(一极一道)等大型能源基地，适应各种集中式、分布式电源。全球能源互联网需要在世界各主要国家之间开展跨国和洲际电力交易，实现更大范围内的资源优化配置，需要构建全球能源互联网调度中心以保障全球能源互联网安全高效运行。过去一百多年，随着电网的逐步发展，特别是高压大电网的形成，各国已经根据电网结构和特性要求形成了洲、国、地区电网调度中心。随着全球能源互联网的发展，需要建立全球能源互联网调度中心，全球能源互联网合作联盟的下属机构，保障全球能源互联网的安全、稳定、经济、高效运行。全球能源互联网调度中心是各洲、各国调度中心共同参与治理的机构，以成员间签订的全球调度运行协议为基础，与各洲调度中心、各国调度中心一起，密切合作、分区分层控制的全球能源互联网调度体系，为保证全球能源互联网的安全运行提供制度保障。各洲调度中心在全球调度中心的统一指导下，协调洲内各国调度中心的运作。
在全球能源互联网的背景下，独立电网结构下的调度计划编制的模型不具备完整电网结构，无法直接使用，为保证全球能源互联网下调度的安全可靠运行，需要提供一种适应跨区跨国调度模式的计划编制方法。
发明内容
为克服上述现有技术的不足，本发明提出一种适应跨区跨国调度模式的计划编制方法，能够适应全球能源互联网背景下不同调度体制机制，形成密切合作、分区分层控制的全球能源互联网调度体系，为保证全球能源互联网的安全运行提供技术保障。
一种适应跨区跨国调度模式的计划编制方法，所述方法包括：
I、建立通用电网模型，报送的通用电网模型范围的数据用于输电计划的安全约束；
II、调度中心制定其责任区域内的停电计划；
III、确认责任区域的设备汇总潮流，作为通用电网模型的初始潮流；
IV、制定跨区跨国的输电计划。
进一步的，所述步骤I的所述通用电网模型由调度中心建立的各自范围内的标准电网接口拼接而成。
进一步的，所述步骤I的所述数据包括：负荷需求、新能源发电预测、设备运行限值、直流联络线的净交换功率、直流联络线预估的潮流、网损估计和发电功率。
进一步的，所述步骤II包括：根据电网设备提交的停电计划申请，所述调度中心协调有冲突的电网设备停电顺序，按电网安全分析评估程序确定停电计划。
进一步的，所述步骤III包括：
1)所述汇总潮流的确认包括：
按汇总达成的跨区跨国交易和交易的流入流出点计算责任区域的设备汇总潮流；
调度中心依据实际网络拓扑汇总其调度区域与外部区域达成的交易；
2)设备i的汇总潮流Flowi如下式所示：
Ik为第k个交易的潮流，n为交易总数。
进一步的，所述交易包括交易类型、购电方、售电方和典型曲线。
进一步的，所述步骤IV的所述跨区跨国包括不同洲际和不同国家。
进一步的，所述步骤IV包括：将责任区域的设备汇总潮流作为通用电网模型的初始潮流，考虑设备运行限值，以调整量最小为目标，在考虑安全约束的前提下对交易潮流进行优化计算，形成最终跨区跨国的输电计划。
进一步的，所述最小为目标Q如下式所示：
所述安全约束如下式所示：
1)节点功率平衡约束为：
2)交易功率非负约束为：Ptri,t≥0
3)支路安全约束为：Pl,t,min≤Pl,t≤Pl,t,max
4)支路功率与交易关联性关系为：
其中，I为形成的交易数；T为计划编制时段数；J为通用电网模型范围内的节点数；L为支路数；Ptri,t为交易i在时段t调整后的交易功率；P0tri,t为交易i在时段t的初始交易功率；Pj,l,t为支路l在时段t节点j处的节点功率；Pl,t为时段t支路l的输送功率；Pl,t,min为时段t支路l的输送功率下限；Pl,t,max为时段t支路l的输送功率上限；Ptri,j,t为支路l在时段t节点j处的注入功率；λl,j为节点j对支路l的分布因子。
一种适应跨区跨国调度模式的计划编制装置，所述装置包括：
模型建立模块，用于建立通用电网模型，报送的通用电网模型范围的数据用于输电计划的安全约束；
确定模块，用于调度中心制定其责任区域内的停电计划；
计算模块，用于确认责任区域的设备汇总潮流，作为通用电网模型的初始潮流；
执行模块，用于制定跨区跨国的输电计划。
与最接近的现有技术比，本发明提供的技术方案具有以下有益效果：
本发明提供的技术方案不受一个国家、地区范围内调度体制机制的影响，采用通用的模型、交易结果等数据，扩展了调度计划编制方法的使用范围，适应了全球能源互联网的新发展环境，有利于实现全球范围内能源流动与交易开展，促进电力交易在不同体制机制国家或地区间互动，有利于保证大电网的安全与稳定。
附图说明
图1为本发明提供的适应跨区跨国调度模式的计划编制方法流程图；
图2为适用于跨区跨国调度的通用电网模型生成图；
图3为适用于跨区跨国调度的检修计划生成图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步详细说明。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。
本发明提出了一种适应跨区跨国调度模式的计划编制方法，所述方法涉及了通用电网模型构建、停电计划协调、跨区跨国交易功率汇总、安全校核调整等内容，具体步骤如下：
步骤S1，对涉及范围内的调度机构建立各自范围内的标准电网接口接入通用电网模型，同时报送通用电网模型范围内负荷需求、新能源发电预测、相关设备运行限值等数据；
步骤S2，根据提交的设备停电计划申请，协调发生冲突的设备停电顺序，运行电网安全分析评估程序确定停电计划；
步骤S3，汇总达成的跨区跨国交易，以及各项交易的流入流出点，根据电网连接状态及设备性质，计算责任区域内设备汇总潮流；
步骤S4，依据初始潮流，考虑设备限额，以调整量最小为目标，在考虑安全约束的前提下对交易潮流进行优化计算，形成最终跨区跨国的输电计划。
在步骤S1中，所有相关的调度中心提交标准的电网接口模型，以拼接成通用电网模型，电网模型适用于年度、周、日前、日内等时间尺度。在进行计划编制时需要同时提交通用电网模型范围内负荷需求、新能源发电预测、相关设备运行限值、交流联络线的净交换功率、直流联络线预估的潮流、负荷需求，包括网损估计、发电功率等数据。数据提交的同时，还需要上报相关数据和所提交标准电网接口模型的有效期，如果相关的调度中心认为提交的标准电网接口模型中使用的参数或结构发生了重要的变化，可能影响系统运行安全，此时相关的调度中心应更新其标准接口模型，并将其上报。在接收到标准电网接口模型信息更新后，触发整体模型的更新。该步骤为跨区跨国计划编制提供了可供使用的电网模型。
在步骤S2中，所有相关的调度中心制定其责任区域内的停电计划程序，并采用统一标准定义停运协调区域，该区域内相关设备的可用状态能够被通用电网模型监视和协调。在定义停运协调区域时，所有的停运协调中心应保证每个责任区域都被至少一个停运协调区域包含，停运协调区域定义是基于对责任区域内相关设备可用状态的运行安全的跨境影响评估开展的，当一个责任区域内相关设备的可用状态对另一个责任区域的安全运行产生跨境影响时，这些责任区域应包括在同一个停运协调区域内，停运协调区域的大小按照高效的停运协调程序划分，每个区域协调程序将被指向响应的停运协调区域。所有定义的协调区域都应上报到统一调度中心，进行汇总和公布。参与协调的调度中心在年度和周尺度上规定协调的频率、范围和类型，接受上报数据的验证程序。当在不同的停运协调区域出现停运冲突，按照提交时间先后顺序等确定性规则进行协调。发生冲突的调度中心应将影响另一个调度中心责任区域内系统运行的输电系统、配电网络、闭环配电网、发电模块或负荷等设备信息提交给双方。
在步骤S3中，所有相关的调度中心汇总其调度区域内与外部区域达成的交易，并依据实际网络拓扑，将交易汇总或提供涉及到的通用电网模型范围内的功率关系，结合步骤S2中的停电计划，提供初始计划潮流或支路潮流关系。所汇总的交易包括交易类型、购电方、售电方、典型曲线等信息。当步骤2停电计划更新后，需要更新与之对应的计划潮流或支路潮流关系。当跨区跨省交易调整后，触发汇总功能，重新计算相关数据。汇总形成的计划潮流根据年、月、周、日前等不同时间尺度产品，分别滚动更新。汇总的跨区跨省交易形成后，提交安全约束调整。
其中Flowi为第i个设备的潮流，Ik为第k个交易的潮流，n为交易总数。
在步骤S4中，根据步骤S3中初始交易汇总潮流，结合步骤S1中形成的通用电网模型范围内设备限额，在满足电网安全约束的前提下，以交易调整量最小为目标，对初始交易进行调整。各交易功率根据所在节点与相关支路灵敏度，计算各交易功率在各支路的功率分量。安全约束调整计算结束后，形成满足安全约束的最终跨区跨国输电计划。
目标函数Q如下式所示：
约束条件如下式所示：
节点功率平衡约束为：
交易功率非负约束为：Ptri,t≥0
支路安全约束为：Pl,t,min≤Pl,t≤Pl,t,max
支路功率与交易关联性关系为：
其中，I为形成的交易数；T为计划编制时段数；J为通用电网模型范围内的节点数；L为支路数；Ptri,t为交易i在时段t调整后的交易功率；P0tri,t为交易i在时段t的初始交易功率；Pj,l,t为支路l在时段t节点j处的节点功率；Pl,t为时段t支路l的输送功率；Pl,t,min为时段t支路l的输送功率下限；Pl,t,max为时段t支路l的输送功率上限；Ptri,j,t为支路l在时段t节点j处的注入功率；λl,j为节点j对支路l的分布因子。
一种适应跨区跨国调度模式的计划编制装置，所述装置包括：
模型建立模块，用于建立通用电网模型，报送的通用电网模型范围的数据用于输电计划的安全约束；
确定模块，用于调度中心制定其责任区域内的停电计划；
计算模块，用于确认责任区域的设备汇总潮流，作为通用电网模型的初始潮流；
执行模块，用于制定跨区跨国的输电计划。
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范围当中。
Claims (3)
1.一种适应跨区跨国调度模式的计划编制方法，其特征在于，所述方法包括：
I、建立通用电网模型，报送所述通用电网模型范围的数据用于输电计划的安全约束；
II、调度中心制定其责任区域内的停电计划；
III、确认责任区域的设备汇总潮流，作为通用电网模型的初始潮流；
IV、制定跨区跨国的输电计划；
所述步骤I的所述通用电网模型由调度中心建立的各自范围内的标准电网接口拼接而成；
所述步骤I的所述通用电网模型报送的通用电网模型范围的数据包括的所述数据包括：负荷需求、新能源发电预测、设备运行限值、直流联络线的净交换功率、直流联络线预估的潮流、网损估计和发电功率；
所述步骤II包括：根据电网设备提交的停电计划申请，所述调度中心协调有冲突的电网设备停电顺序，按电网安全分析评估程序确定停电计划；
参与协调的调度中心在年度和周尺度上规定协调的频率、范围和类型，接受上报数据的验证程序；当在不同的停运协调区域出现停运冲突，按照提交时间先后顺序确定性规则进行协调；发生冲突的调度中心应将影响另一个调度中心责任区域内系统运行的输电系统、配电网络、闭环配电网、发电模块或负荷设备信息提交给双方；每个责任区域都被至少一个停运协调区域包含，停运协调区域定义是基于对责任区域内相关设备可用状态的运行安全的跨境影响评估开展的，当一个责任区域内相关设备的可用状态对另一个责任区域的安全运行产生跨境影响时，这些责任区域应包括在同一个停运协调区域内，停运协调区域的大小按照高效的停运协调程序划分，每个区域协调程序将被指向响应的停运协调区域；所有定义的协调区域都应上报到统一调度中心，进行汇总和公布；
所述步骤III包括：
1）所述汇总潮流的确认包括：
按汇总达成的跨区跨国交易和交易的流入流出点计算责任区域的设备汇总潮流；
调度中心依据实际网络拓扑汇总其调度区域与外部区域达成的交易；
2）设备i的汇总潮流如下式所示：
为第k个交易的潮流，n为交易总数；
所述步骤IV包括：将责任区域的设备汇总潮流作为通用电网模型的初始潮流，考虑设备运行限值，以调整量最小为目标，在考虑安全约束的前提下对交易潮流进行优化计算，形成最终跨区跨国的输电计划；
所述最小为目标Q如下式所示：
所述安全约束如下式所示：
1）节点功率平衡约束为：
2）交易功率非负约束为：
3）支路安全约束为：
4）支路功率与交易关联性关系为：
其中，I为形成的交易数；T为计划编制时段数；J为通用电网模型范围内的节点数；L为支路数；为交易i在时段t调整后的交易功率；/>为交易i在时段t的初始交易功率；/>为支路l在时段t节点j处的节点功率；/>为时段t支路l的输送功率；/>为时段t支路l的输送功率下限；/>为时段t支路l的输送功率上限；/>为支路l在时段t节点j处的注入功率；/>为节点j对支路l的分布因子。
2.如权利要求1所述的一种适应跨区跨国调度模式的计划编制方法，其特征在于，所述交易包括交易类型、购电方、售电方和典型曲线。
3.如权利要求1所述的一种适应跨区跨国调度模式的计划编制方法，其特征在于，所述步骤IV的所述跨区跨国包括不同洲际和不同国家。
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| CN108347048A (zh) | 2018-07-31 |
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Legal Events
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|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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