CN111952956A - 一种考虑电压敏感负荷备用的电力系统调度方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种考虑电压敏感负荷备用的电力系统调度方法,属于电力系统的运行控制技术领域。本方法建立了由电力系统基态运行点模型、电压敏感负荷范围评估模型和电力系统调度的优化目标共同构成的电力系统调度模型,通过求解该调度模型,获得考虑电压敏感负荷备用的电力系统调度方案。本方法能够充分利用电压敏感负荷的调节能力对电力系统备用容量进行补充,帮助电力系统进行有功功率控制。同时,该本发明方法能够在满足电压稳定指标约束的前提下实现电力系统售电收益最大化,保证电力系统安全经济运行。
Description
技术领域
本发明涉及一种考虑电压敏感负荷备用的电力系统调度方法,属于电力系统的运行控制技术领域。
技术背景
为了有效应对有功功率波动,电力系统通常会预留出一定的发电容量,用作向上或向下调节的备用,以保证电力系统的有功功率平衡和频率稳定。由于电压敏感负荷具有一定的调节能力,因此可以将电压敏感负荷视为对发电机有功备用容量的补充,以帮助电力系统进行有功功率调控。
当电压敏感负荷作为备用时,面临以下两个个问题:1)当前运行点的电压设定值如何选取,以保证电压敏感负荷有一定的调节范围的同时,最大化当前电力系统的售电收益;2)未来电压敏感负荷作为备用投入后,必然影响未来的售电收益,电压敏感负荷调节对未来售电收益的影响如何刻画。为了解决这些问题,需要提出考虑电压敏感负荷备用的电力系统调度方法。
发明内容
本发明的目的是提出一种考虑电压敏感负荷备用的电力系统调度方法,旨在有效利用电压敏感负荷的调节能力增加电力系统中的备用容量。建立了由电力系统基态运行点模型、电压敏感负荷范围评估模型和电力系统调度的优化目标共同构成的电力系统调度模型,通过求解该调度模型,获得考虑电压敏感负荷备用的电力系统调度方案。
本发明提出的考虑电压敏感负荷备用的电力系统调度方法,包括以下步骤:
(1)建立电力系统基态运行点模型:
(1-1)建立电力系统基态运行点模型的变量集合Ω:
式中,iG为发电机的编号,t为调度时刻,为t调度时刻发电机iG的有功功率,为t调度时刻发电机iG提供的向上备用容量,为t调度时刻发电机iG提供的向下备用容量,为t调度时刻发电机iG的无功功率,i为节点编号,为t调度时刻节点i上注入的有功功率,为t调度时刻节点i上注入的无功功率,为t调度时刻节点i的电压幅值,为t调度时刻节点i的电压相角,j为与节点i相连的节点编号,为节点i与节点j之间的电力线路中t调度时刻的电流,为t调度时刻节点i处负荷的有功功率,为t调度时刻节点i处负荷的无功功率,Li,t为t调度时刻节点i的电压稳定指标;
(1-2)建立发电机有功功率的约束:
(1-3)建立发电机备用容量和爬坡速率的约束:
(1-4)建立发电机无功功率的约束:
(1-5)建立电力系统潮流的约束:
式中,IB为电力系统中所有母线的集合,为t调度时刻节点j的电压幅值,为电网节点导纳矩阵Y中第i行、第j列元素的实部,为电网节点导纳矩阵Y中第i行、第j列元素的虚部,电网节点导纳矩阵Y从电-热耦合多能流系统的能量管理系统中获取,为节点i与节点j之间t时刻电压相角的差值;
(1-6)建立线路容量的约束:
(1-7)建立节点电压幅值和电压相角的约束:
(1-8)建立节点注入的有功功率和无功功率的约束:
式中,为t调度时刻节点i处切除负荷的有功功率,为连接在节点i上的所有发电机构成的集合,iW为风电场的编号,为连接在节点i上的所有风电场构成的集合,为t调度时刻风电场iW的有功功率,为t调度时刻节点i切除负荷的无功功率;
(1-9)建立切除负荷的有功功率的约束:
(1-10)建立负荷有功功率、无功功率与电压幅值的约束:
式中,为t调度时刻节点i在额定电压下的有功功率,为额定电压,和为节点注入有功功率模型中的二次系数、一次系数和常数项,为t调度时刻节点i在额定电压下的无功功率,为t调度时刻节点i上投入的无功补偿装置容量,和为节点注入无功功率模型中的二次系数、一次系数和常数项;
(1-11)建立电压稳定指标的范围约束:
Li,t≤Lmax,i∈IB,t∈[1,T]
式中;θG表示接有发电机的节点的集合,Fij为混合参数矩阵的子矩阵,Lmax电压稳定指标的上限;
(1-12)建立风电场有功功率和弃用的有功功率的约束:
(1-13)建立电力系统总向上备用容量和总向下备用容量的约束:
(1-14)建立电压敏感负荷的备用容量约束:
式中,为电压敏感负荷提供向上备用容量时t调度时刻节点i处负荷的有功功率变化量,电压敏感负荷提供向上备用容量时t调度时刻节点i的电压幅值变化量,为电压敏感负荷提供向下备用容量时t调度时刻节点i处负荷的有功功率变化量,电压敏感负荷提供向下备用容量时t调度时刻节点i的电压幅值变化量;
(2)建立电压敏感负荷调节范围评估模型:
(2-1)建立电压敏感负荷提供向上备用容量时电力系统中调节变量的调节范围模型:
(2-1-1)建立电压敏感负荷提供向上备用容量时电力系统中调节变量集合ΩΔ′:
式中,为电压敏感负荷提供向上备用容量时t调度时刻发电机iG的有功功率变化量,为电压敏感负荷提供向上备用容量时t调度时刻发电机iG的无功功率变化量,为电压敏感负荷提供向上备用容量时t调度时刻节点i上注入的有功功率变化量,为电压敏感负荷提供向上备用容量时t调度时刻节点i上注入的无功功率变化量,为电压敏感负荷提供向上备用容量时t调度时刻节点i的电压幅值变化量,为电压敏感负荷提供向上备用容量时t调度时刻节点i的电压相角变化量,为电压敏感负荷提供向上备用容量时节点i与节点j之间的电力线路中t调度时刻的电流变化量,ΔLi,t′为电压敏感负荷提供向上备用容量时节点i的电压稳定指标变化量;
(2-1-2)建立各个节点上注入的有功功率变化量、无功功率变化量、电压幅值变化量和电压相角变化量之间的约束:
式中,为电压敏感负荷提供向上备用容量时t调度时刻各个节点i上注入的有功功率变化量共同构成的列向量,为电压敏感负荷提供向上备用容量时t调度时刻各个节点i上注入的无功功率变化量共同构成的列向量,为电压敏感负荷提供向上备用容量时t调度时刻各个节点i的电压相角变化量共同构成的列向量,ΔUt pf′为电压敏感负荷提供向上备用容量时t调度时刻各个节点i的电压幅值变化量共同构成的列向量,Jpf为潮流方程雅克比矩阵,Jpf从电-热耦合多能流系统的能量管理系统中获取;
(2-1-3)建立各个节点上注入的有功功率变化量和无功功率变化量的约束:
(2-1-4)建立电力线路中电流变化量的约束方程:
(2-1-5)建立电压幅值和电压相角的约束:
(2-1-6)建立发电机有功功率和无功功率的约束:
(2-1-7)建立负荷有功功率变化量和无功功率变化量的约束:
(2-1-8)建立电压稳定指标约束方程:
Li,t+ΔLi,t′≤Lmax
(2-2)建立电压敏感负荷提供向下备用容量时电力系统中调节变量的调节范围模型:
(2-2-1)建立电压敏感负荷提供向下备用容量时电力系统中调节变量集合ΩΔ″:
式中,为电压敏感负荷提供向下备用容量时t调度时刻发电机iG的有功功率变化量,为电压敏感负荷提供向下备用容量时t调度时刻发电机iG的无功功率变化量,为电压敏感负荷提供向下备用容量时t调度时刻节点i上注入的有功功率变化量,为电压敏感负荷提供向下备用容量时t调度时刻节点i上注入的无功功率变化量,为电压敏感负荷提供向下备用容量时t调度时刻节点i的电压幅值变化量,为电压敏感负荷提供向下备用容量时t调度时刻节点i的电压相角变化量,为电压敏感负荷提供向下备用容量时节点i与节点j之间的电力线路中t调度时刻的电流变化量,ΔLi,t″为电压敏感负荷提供向下备用容量时节点i的电压稳定指标变化量;
(2-2-2)建立各个节点上注入的有功功率变化量、无功功率变化量、电压幅值变化量和电压相角变化量之间的约束:
式中,为电压敏感负荷提供向下备用容量时t调度时刻各个节点i上注入的有功功率变化量共同构成的列向量,ΔQt pf″为电压敏感负荷提供向下备用容量时t调度时刻各个节点i上注入的无功功率变化量共同构成的列向量,Δδt pf″为电压敏感负荷提供向下备用容量时t调度时刻各个节点i的电压相角变化量共同构成的列向量,ΔUt pf″为电压敏感负荷提供向下备用容量时t调度时刻各个节点i的电压幅值变化量共同构成的列向量;
(2-2-3)建立各个节点上注入的有功功率变化量和无功功率变化量的约束:
(2-2-4)建立电力线路中电流变化量的约束:
(2-2-5)建立电压幅值和电压相角的约束:
(2-2-6)建立发电机有功功率和无功功率约束:
(2-2-7)建立负荷有功功率变化量和无功功率变化量的约束:
(2-2-8)建立电压稳定指标约束方程:
Li,t+ΔLi,t″≤Lmax
(3)建立电力系统调度的优化目标:
minFG(Pt G,rt G,u,rt G,d)+FP(Pt wd,Pt lc)-FB(Pt L)
式中,Pt G为电力系统中所有发电机的有功功率构成的列向量,rt G,u为电力系统中所有发电机提供的向上备用容量构成的列向量,rt G,d为电力系统中所有发电机提供的向下备用容量构成的列向量,FG(Pt G,rt G,u,rt G,d)为电力系统中所有发电机提供有功功率和备用容量的成本,Pt wd为电力系统中所有风电场弃用的有功功率构成的列向量,为电力系统中所有切负荷的有功功率构成的列向量,FP(Pt wd,Pt lc)为电力系统弃风和切负荷的成本,Pt L为电力系统中所有电负荷有功功率构成的列向量,FB(Pt L)为电力系统售电收益;
(4)将步骤(1)中建立的电力系统基态运行点模型、步骤(2)中建立的电压敏感负荷调节范围评估模型和步骤(3)中建立的电力系统调度的优化目标共同构成一个考虑电压敏感负荷备用的电力系统调度的优化模型,采用内点法求解该优化模型,得到电力系统的调度参数,包括:发电机iG的有功功率发电机iG的无功功率节点i处负荷的有功功率以及节点i处负荷的无功功率实现考虑电压敏感负荷备用的电力系统调度。
本发明提出的考虑电压敏感负荷备用的电力系统调度方法,其优点是:
本发明的考虑电压敏感负荷备用的电力系统调度方法,建立了由电力系统基态运行点模型、电压敏感负荷范围评估模型和电力系统调度的优化目标共同构成的电力系统调度模型,通过求解该调度模型,获得考虑电压敏感负荷备用的电力系统调度方案。本方法能够充分利用电压敏感负荷的调节能力对电力系统备用容量进行补充,帮助电力系统进行有功功率控制。同时,该本发明方法能够在满足电压稳定指标约束的前提下实现电力系统售电收益最大化,保证电力系统安全经济运行。
具体实施方式
本发明提出的考虑电压敏感负荷备用的电力系统调度方法,包括以下步骤:
(1)建立电力系统基态运行点模型:
(1-1)建立电力系统基态运行点模型的变量集合Ω:
式中,iG为发电机的编号,t为调度时刻,为t调度时刻发电机iG的有功功率,为t调度时刻发电机iG提供的向上备用容量,为t调度时刻发电机iG提供的向下备用容量,为t调度时刻发电机iG的无功功率,i为节点编号,为t调度时刻节点i上注入的有功功率,为t调度时刻节点i上注入的无功功率,为t调度时刻节点i的电压幅值,为t调度时刻节点i的电压相角,j为与节点i相连的节点编号,为节点i与节点j之间的电力线路中t调度时刻的电流,为t调度时刻节点i处负荷的有功功率,为t调度时刻节点i处负荷的无功功率,Li,t为t调度时刻节点i的电压稳定指标;
(1-2)建立发电机有功功率的约束:
(1-3)建立发电机备用容量和爬坡速率的约束:
(1-4)建立发电机无功功率的约束:
(1-5)建立电力系统潮流的约束:
式中,IB为电力系统中所有母线的集合,为t调度时刻节点j的电压幅值,为电网节点导纳矩阵Y中第i行、第j列元素的实部,为电网节点导纳矩阵Y中第i行、第j列元素的虚部,电网节点导纳矩阵Y从电-热耦合多能流系统的能量管理系统中获取,为节点i与节点j之间t时刻电压相角的差值;
(1-6)建立线路容量的约束:
(1-7)建立节点电压幅值和电压相角的约束:
(1-8)建立节点注入的有功功率和无功功率的约束:
式中,为t调度时刻节点i处切除负荷的有功功率,为连接在节点i上的所有发电机构成的集合,iW为风电场的编号,为连接在节点i上的所有风电场构成的集合,为t调度时刻风电场iW的有功功率,为t调度时刻节点i切除负荷的无功功率;
(1-9)建立切除负荷的有功功率的约束:
(1-10)建立负荷有功功率、无功功率与电压幅值的约束:
式中,为t调度时刻节点i在额定电压下的有功功率,为额定电压,和为节点注入有功功率模型中的二次系数、一次系数和常数项,为t调度时刻节点i在额定电压下的无功功率,为t调度时刻节点i上投入的无功补偿装置容量,和为节点注入无功功率模型中的二次系数、一次系数和常数项;
(1-11)建立电压稳定指标的范围约束:
Li,t≤Lmax,i∈IB,t∈[1,T]
式中;θG表示接有发电机的节点的集合,Fij为混合参数矩阵的子矩阵,Lmax电压稳定指标的上限;
(1-12)建立风电场有功功率和弃用的有功功率的约束:
(1-13)建立电力系统总向上备用容量和总向下备用容量的约束:
(1-14)建立电压敏感负荷的备用容量约束:
式中,为电压敏感负荷提供向上备用容量时t调度时刻节点i处负荷的有功功率变化量,电压敏感负荷提供向上备用容量时t调度时刻节点i的电压幅值变化量,为电压敏感负荷提供向下备用容量时t调度时刻节点i处负荷的有功功率变化量,电压敏感负荷提供向下备用容量时t调度时刻节点i的电压幅值变化量;
(2)建立电压敏感负荷调节范围评估模型:
(2-1)建立电压敏感负荷提供向上备用容量时电力系统中调节变量的调节范围模型:
(2-1-1)建立电压敏感负荷提供向上备用容量时电力系统中调节变量集合ΩΔ′:
式中,为电压敏感负荷提供向上备用容量时t调度时刻发电机iG的有功功率变化量,为电压敏感负荷提供向上备用容量时t调度时刻发电机iG的无功功率变化量,为电压敏感负荷提供向上备用容量时t调度时刻节点i上注入的有功功率变化量,为电压敏感负荷提供向上备用容量时t调度时刻节点i上注入的无功功率变化量,为电压敏感负荷提供向上备用容量时t调度时刻节点i的电压幅值变化量,为电压敏感负荷提供向上备用容量时t调度时刻节点i的电压相角变化量,为电压敏感负荷提供向上备用容量时节点i与节点j之间的电力线路中t调度时刻的电流变化量,ΔLi,t′为电压敏感负荷提供向上备用容量时节点i的电压稳定指标变化量;
(2-1-2)建立各个节点上注入的有功功率变化量、无功功率变化量、电压幅值变化量和电压相角变化量之间的约束:
式中,ΔPt pf′为电压敏感负荷提供向上备用容量时t调度时刻各个节点i上注入的有功功率变化量共同构成的列向量,ΔQt pf′为电压敏感负荷提供向上备用容量时t调度时刻各个节点i上注入的无功功率变化量共同构成的列向量,Δδt pf′为电压敏感负荷提供向上备用容量时t调度时刻各个节点i的电压相角变化量共同构成的列向量,ΔUt pf′为电压敏感负荷提供向上备用容量时t调度时刻各个节点i的电压幅值变化量共同构成的列向量,Jpf为潮流方程雅克比矩阵,Jpf从电-热耦合多能流系统的能量管理系统中获取;
(2-1-3)建立各个节点上注入的有功功率变化量和无功功率变化量的约束:
(2-1-4)建立电力线路中电流变化量的约束方程:
(2-1-5)建立电压幅值和电压相角的约束:
(2-1-6)建立发电机有功功率和无功功率的约束:
(2-1-7)建立负荷有功功率变化量和无功功率变化量的约束:
(2-1-8)建立电压稳定指标约束方程:
Li,t+ΔLi,t′≤Lmax
(2-2)建立电压敏感负荷提供向下备用容量时电力系统中调节变量的调节范围模型:
(2-2-1)建立电压敏感负荷提供向下备用容量时电力系统中调节变量集合ΩΔ″:
式中,为电压敏感负荷提供向下备用容量时t调度时刻发电机iG的有功功率变化量,为电压敏感负荷提供向下备用容量时t调度时刻发电机iG的无功功率变化量,为电压敏感负荷提供向下备用容量时t调度时刻节点i上注入的有功功率变化量,为电压敏感负荷提供向下备用容量时t调度时刻节点i上注入的无功功率变化量,为电压敏感负荷提供向下备用容量时t调度时刻节点i的电压幅值变化量,为电压敏感负荷提供向下备用容量时t调度时刻节点i的电压相角变化量,为电压敏感负荷提供向下备用容量时节点i与节点j之间的电力线路中t调度时刻的电流变化量,ΔLi,t″为电压敏感负荷提供向下备用容量时节点i的电压稳定指标变化量;
(2-2-2)建立各个节点上注入的有功功率变化量、无功功率变化量、电压幅值变化量和电压相角变化量之间的约束:
式中,ΔPt pf″为电压敏感负荷提供向下备用容量时t调度时刻各个节点i上注入的有功功率变化量共同构成的列向量,ΔQt pf″为电压敏感负荷提供向下备用容量时t调度时刻各个节点i上注入的无功功率变化量共同构成的列向量,Δδt pf″为电压敏感负荷提供向下备用容量时t调度时刻各个节点i的电压相角变化量共同构成的列向量,ΔUt pf″为电压敏感负荷提供向下备用容量时t调度时刻各个节点i的电压幅值变化量共同构成的列向量;
(2-2-3)建立各个节点上注入的有功功率变化量和无功功率变化量的约束:
(2-2-4)建立电力线路中电流变化量的约束:
(2-2-5)建立电压幅值和电压相角的约束:
(2-2-6)建立发电机有功功率和无功功率约束:
(2-2-7)建立负荷有功功率变化量和无功功率变化量的约束:
(2-2-8)建立电压稳定指标约束方程:
Li,t+ΔLi,t″≤Lmax
(3)建立电力系统调度的优化目标:
min FG(Pt G,rt G,u,rt G,d)+FP(Pt wd,Pt lc)-FB(Pt L)
式中,Pt G为电力系统中所有发电机的有功功率构成的列向量,为电力系统中所有发电机提供的向上备用容量构成的列向量,rt G,d为电力系统中所有发电机提供的向下备用容量构成的列向量,FG(Pt G,rt G,u,rt G,d)为电力系统中所有发电机提供有功功率和备用容量的成本,Pt wd为电力系统中所有风电场弃用的有功功率构成的列向量,Pt lc为电力系统中所有切负荷的有功功率构成的列向量,FP(Pt wd,Pt lc)为电力系统弃风和切负荷的成本,Pt L为电力系统中所有电负荷有功功率构成的列向量,FB(Pt L)为电力系统售电收益;
Claims (1)
1.一种考虑电压敏感负荷备用的电力系统调度方法,其特征在于该方法包括以下步骤:
(1)建立电力系统基态运行点模型:
(1-1)建立电力系统基态运行点模型的变量集合Ω:
式中,iG为发电机的编号,t为调度时刻,为t调度时刻发电机iG的有功功率,为t调度时刻发电机iG提供的向上备用容量,为t调度时刻发电机iG提供的向下备用容量,为t调度时刻发电机iG的无功功率,i为节点编号,为t调度时刻节点i上注入的有功功率,为t调度时刻节点i上注入的无功功率,为t调度时刻节点i的电压幅值,为t调度时刻节点i的电压相角,j为与节点i相连的节点编号,为节点i与节点j之间的电力线路中t调度时刻的电流,为t调度时刻节点i处负荷的有功功率,为t调度时刻节点i处负荷的无功功率,Li,t为t调度时刻节点i的电压稳定指标;
(1-2)建立发电机有功功率的约束:
(1-3)建立发电机备用容量和爬坡速率的约束:
(1-4)建立发电机无功功率的约束:
(1-5)建立电力系统潮流的约束:
式中,IB为电力系统中所有母线的集合,为t调度时刻节点j的电压幅值,为电网节点导纳矩阵Y中第i行、第j列元素的实部,为电网节点导纳矩阵Y中第i行、第j列元素的虚部,电网节点导纳矩阵Y从电-热耦合多能流系统的能量管理系统中获取,为节点i与节点j之间t时刻电压相角的差值;
(1-6)建立线路容量的约束:
(1-7)建立节点电压幅值和电压相角的约束:
(1-8)建立节点注入的有功功率和无功功率的约束:
式中,为t调度时刻节点i处切除负荷的有功功率,为连接在节点i上的所有发电机构成的集合,iW为风电场的编号,为连接在节点i上的所有风电场构成的集合,为t调度时刻风电场iW的有功功率,为t调度时刻节点i切除负荷的无功功率;
(1-9)建立切除负荷的有功功率的约束:
(1-10)建立负荷有功功率、无功功率与电压幅值的约束:
式中,为t调度时刻节点i在额定电压下的有功功率,为额定电压,和为节点注入有功功率模型中的二次系数、一次系数和常数项,为t调度时刻节点i在额定电压下的无功功率,为t调度时刻节点i上投入的无功补偿装置容量,和为节点注入无功功率模型中的二次系数、一次系数和常数项;
(1-11)建立电压稳定指标的范围约束:
Li,t≤Lmax,i∈IB,t∈[1,T]
式中;θG表示接有发电机的节点的集合,Fij为混合参数矩阵的子矩阵,Lmax电压稳定指标的上限;
(1-12)建立风电场有功功率和弃用的有功功率的约束:
(1-13)建立电力系统总向上备用容量和总向下备用容量的约束:
式中,为t调度时刻节点i处的电压敏感负荷提供的向上备用容量,为t调度时刻节点i处的电压敏感负荷提供的向下备用容量,rt sys,u为t调度时刻电力系统需要的总向上备用容量,rt sys,d为t调度时刻电力系统需要的总向下备用容量;
(1-14)建立电压敏感负荷的备用容量约束:
式中,为电压敏感负荷提供向上备用容量时t调度时刻节点i处负荷的有功功率变化量,电压敏感负荷提供向上备用容量时t调度时刻节点i的电压幅值变化量,为电压敏感负荷提供向下备用容量时t调度时刻节点i处负荷的有功功率变化量,电压敏感负荷提供向下备用容量时t调度时刻节点i的电压幅值变化量;
(2)建立电压敏感负荷调节范围评估模型:
(2-1)建立电压敏感负荷提供向上备用容量时电力系统中调节变量的调节范围模型:
(2-1-1)建立电压敏感负荷提供向上备用容量时电力系统中调节变量集合ΩΔ′:
式中,为电压敏感负荷提供向上备用容量时t调度时刻发电机iG的有功功率变化量,为电压敏感负荷提供向上备用容量时t调度时刻发电机iG的无功功率变化量,为电压敏感负荷提供向上备用容量时t调度时刻节点i上注入的有功功率变化量,为电压敏感负荷提供向上备用容量时t调度时刻节点i上注入的无功功率变化量,为电压敏感负荷提供向上备用容量时t调度时刻节点i的电压幅值变化量,为电压敏感负荷提供向上备用容量时t调度时刻节点i的电压相角变化量,为电压敏感负荷提供向上备用容量时节点i与节点j之间的电力线路中t调度时刻的电流变化量,ΔLi,t′为电压敏感负荷提供向上备用容量时节点i的电压稳定指标变化量;
(2-1-2)建立各个节点上注入的有功功率变化量、无功功率变化量、电压幅值变化量和电压相角变化量之间的约束:
式中,ΔPt pf′为电压敏感负荷提供向上备用容量时t调度时刻各个节点i上注入的有功功率变化量共同构成的列向量,ΔQt pf′为电压敏感负荷提供向上备用容量时t调度时刻各个节点i上注入的无功功率变化量共同构成的列向量,Δδt pf′为电压敏感负荷提供向上备用容量时t调度时刻各个节点i的电压相角变化量共同构成的列向量,ΔUt pf′为电压敏感负荷提供向上备用容量时t调度时刻各个节点i的电压幅值变化量共同构成的列向量,Jpf为潮流方程雅克比矩阵,Jpf从电-热耦合多能流系统的能量管理系统中获取;
(2-1-3)建立各个节点上注入的有功功率变化量和无功功率变化量的约束:
(2-1-4)建立电力线路中电流变化量的约束方程:
(2-1-5)建立电压幅值和电压相角的约束:
(2-1-6)建立发电机有功功率和无功功率的约束:
(2-1-7)建立负荷有功功率变化量和无功功率变化量的约束:
(2-1-8)建立电压稳定指标约束方程:
Li,t+ΔLi,t′≤Lmax
(2-2)建立电压敏感负荷提供向下备用容量时电力系统中调节变量的调节范围模型:
(2-2-1)建立电压敏感负荷提供向下备用容量时电力系统中调节变量集合ΩΔ″:
式中,为电压敏感负荷提供向下备用容量时t调度时刻发电机iG的有功功率变化量,为电压敏感负荷提供向下备用容量时t调度时刻发电机iG的无功功率变化量,为电压敏感负荷提供向下备用容量时t调度时刻节点i上注入的有功功率变化量,为电压敏感负荷提供向下备用容量时t调度时刻节点i上注入的无功功率变化量,为电压敏感负荷提供向下备用容量时t调度时刻节点i的电压幅值变化量,为电压敏感负荷提供向下备用容量时t调度时刻节点i的电压相角变化量,为电压敏感负荷提供向下备用容量时节点i与节点j之间的电力线路中t调度时刻的电流变化量,ΔLi,t″为电压敏感负荷提供向下备用容量时节点i的电压稳定指标变化量;
(2-2-2)建立各个节点上注入的有功功率变化量、无功功率变化量、电压幅值变化量和电压相角变化量之间的约束:
式中,ΔPt pf″为电压敏感负荷提供向下备用容量时t调度时刻各个节点i上注入的有功功率变化量共同构成的列向量,ΔQt pf″为电压敏感负荷提供向下备用容量时t调度时刻各个节点i上注入的无功功率变化量共同构成的列向量,Δδt pf″为电压敏感负荷提供向下备用容量时t调度时刻各个节点i的电压相角变化量共同构成的列向量,ΔUt pf″为电压敏感负荷提供向下备用容量时t调度时刻各个节点i的电压幅值变化量共同构成的列向量;
(2-2-3)建立各个节点上注入的有功功率变化量和无功功率变化量的约束:
(2-2-4)建立电力线路中电流变化量的约束:
(2-2-5)建立电压幅值和电压相角的约束:
(2-2-6)建立发电机有功功率和无功功率约束:
(2-2-7)建立负荷有功功率变化量和无功功率变化量的约束:
(2-2-8)建立电压稳定指标约束方程:
Li,t+ΔLi,t″≤Lmax
(3)建立电力系统调度的优化目标:
minFG(Pt G,rt G,u,rt G,d)+FP(Pt wd,Pt lc)-FB(Pt L)
式中,Pt G为电力系统中所有发电机的有功功率构成的列向量,rt G,u为电力系统中所有发电机提供的向上备用容量构成的列向量,rt G,d为电力系统中所有发电机提供的向下备用容量构成的列向量,FG(Pt G,rt G,u,rt G,d)为电力系统中所有发电机提供有功功率和备用容量的成本,Pt wd为电力系统中所有风电场弃用的有功功率构成的列向量,Pt lc为电力系统中所有切负荷的有功功率构成的列向量,FP(Pt wd,Pt lc)为电力系统弃风和切负荷的成本,Pt L为电力系统中所有电负荷有功功率构成的列向量,FB(Pt L)为电力系统售电收益;
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