CN112016729A - 一种中长期电量安全校核方法和系统 - Google Patents

一种中长期电量安全校核方法和系统 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种中长期电量安全校核方法和系统，包括：步骤1：根据采集的基础数据构建各主体间的耦合关系；步骤2：基于各主体间的耦合关系，分别计算各主体电量裕度，并以各主体的电量裕度作为各主体的对应的电量桶；步骤3：基于各主体间的耦合关系，将要校核的电量计划分配至各主体对应的电量桶；步骤4：分别对比各主体的电量桶与电量计划，判断是否存在任一主体电量计划超过电量桶：若是，转入步骤5；否则结束；步骤5：调整电量计划并转入步骤3。该方法和系统把复杂的中长期电量校核问题简化为电量相关主体的电量裕度计算和分解过程，即算“桶”和装“桶”的直观过程，便于运行人员理解和应用，也便于对社会进行电量调整的量化解释。

Description

一种中长期电量安全校核方法和系统
技术领域
本发明属于电力系统调度计划技术领域，具体涉及一种中长期电量安全校核方法和系统。
背景技术
在电力系统调度计划中，以安全约束调度为核心技术的短期发电计划编制方法在各电力调度控制中心已经广泛应用。短期发电计划和安全校核不涉及复杂电力电量分解，物理边界清楚，预测数据准确度高。但是，若将短期安全校核方法用于中长期安全校核，则会带来很大偏差，失去校核意义。
随着电力市场化改革的快速推进，市场交易电量规模不断扩大，电网的发电计划可行空间逐年趋紧，中长期市场交易电量逐步替代年度计划电量，如何在中长期尺度上对电量进行安全校核，保证电力交易安全科学是必须要面对和解决的问题。当前，电网安全校核仅限于对电网日前和日内范围内的未来运行断面进行潮流计算和安全分析，以电力为主，未涉及中长期尺度的电量安全校核。
发明内容
为克服上述现有技术的不足，本发明通过充分的实地调研，根据实际需求，提出了一种中长期电量安全校核方法和系统。本发明以安全约束机组组合为技术基础，计算未来电网中电量相关主体(机组、机组群、支路、断面、全网)在中长期尺度上的电量裕度，将此电量裕度称为电量“桶”。然后对各主体电量装桶校核，若出现电量越限情况，则定位出越限桶，分析越限原因，提出电量调整策略，引导市场交易的顺利开展，保证电网安全稳定运行。
实现上述目的所采用的解决方案为：
一种中长期电量安全校核方法，其改进之处在于，包括：
步骤1：根据采集的基础数据构建各主体间的耦合关系；
步骤2：基于所述各主体间的耦合关系，分别计算各主体电量裕度，并以各主体的电量裕度作为各主体的对应的电量桶；
步骤3：基于所述各主体间的耦合关系，将要校核的电量计划分配至各主体对应的电量桶；
步骤4：分别对比各主体的电量桶与电量计划，判断是否存在任一主体电量计划超过电量桶：若是，转入步骤5；否则结束；
步骤5：调整所述电量计划并转入步骤3；
其中，所述主体包括：机组、机组群、支路、断面和全网；
所述基础数据包括电网模型、联络线计划、断面信息、机组信息、中长期电网变化信息、负荷预测信息以及要校核的电量计划。
本发明提供的第一优选技术方案，其改进之处在于，所述调整所述电量计划，包括：
根据进行对比的电量计划和电量桶，进行越限定位；
根据调整目标、灵敏度超过阈值的可调整机组和越限定位结果，得到电量计划调整方案并调整所述电量计划；
其中，所述调整目标包括：电量调整量最小、调整成本最小或综合越界最小。
本发明提供的第二优选技术方案，其改进之处在于，所述根据进行对比的电量计划和电量桶，进行越限定位，包括：
根据进行对比的电量计划和电量桶所属的主体，定位越限的主体；
根据进行校核电量计划，定位越限时间和越限原因。
本发明提供的第三优选技术方案，其改进之处在于，所述根据采集的基础数据构建主体间的耦合关系，包括：
根据采集的基础数据构建中长期裕度评估时刻的电网拓扑；
根据所述中长期评估时刻的电网拓扑模型，构建各主体间的耦合关系。
本发明提供的第四优选技术方案，其改进之处在于，所述根据所述中长期评估时刻的电网拓扑模型，构建各主体间的耦合关系，包括：
根据所述电网拓扑，分别计算机组与机组间、机组群与机组间、支路与机组间、断面与机组间的关系矩阵；
基于所述关系矩阵表示各主体之间的耦合关系。
本发明提供的第五优选技术方案，其改进之处在于，所述电量耦合关系，如下式所示：
Y＝KX
式中：Y表示机组群、支路、断面或全网电量，X表示机组电量，K表示Y与X间的耦合关系矩阵，K根据中长期评估时刻的电网拓扑分析模型计算得到。
本发明提供的第六优选技术方案，其改进之处在于，所述基于所述各主体间的耦合关系，分别计算各主体电量裕度，包括：
考虑电网约束和电源约束，以安全约束机组组合为基础，结合各主体间的耦合关系，根据获取的电网基础数据，分别计算中长期电量相关主体的电量裕度。
本发明提供的第七优选技术方案，其改进之处在于，所述电网约束的建立，包括：
获取电网基础数据；
根据所述基础数据，建立电网约束；
所述电网约束包括：机组电量约束、机组群电量约束、支路潮流约束和断面潮流约束。
一种中长期电量安全校核系统，其改进之处在于，包括：耦合关系模块、电量桶模块、计划分配模块、对比模块和调整模块；
所述耦合关系模块，用于根据采集的基础数据构建各主体间的耦合关系；
所述电量桶模块，用于基于所述各主体间的耦合关系，分别计算各主体电量裕度，并以各主体的电量裕度作为各主体的对应的电量桶；
所述计划分配模块，用于基于所述各主体间的耦合关系，将要校核的电量计划分配至各主体对应的电量桶；
所述对比模块，用于分别对比各主体的电量桶与电量计划，判断是否存在任一主体电量计划超过电量桶：若是，调用所述调整模块；否则结束；
所述调整模块，用于调整所述电量计划并调用所述计划分配模块；
其中，所述主体包括：机组、机组群、支路、断面和全网；
所述基础数据包括电网模型、联络线计划、断面信息、机组信息、中长期电网变化信息、负荷预测信息以及要校核的电量计划。
本发明提供的第八优选技术方案，其改进之处在于，所述调整模块包括：越限定位单元和调整单元；
所述越限定位单元，用于根据进行对比的电量计划和电量桶，进行越限定位；
所述调整单元，用于根据调整目标、灵敏度超过阈值的可调整机组和越限定位结果，得到电量计划调整方案并调整所述电量计划；
其中，所述调整目标包括：电量调整量最小、调整成本最小或综合越界最小。
与最接近的现有技术相比，本发明具有的有益效果如下：
本申请基于各主体间的耦合关系，分别计算各主体电量裕度，并以各主体的电量裕度作为各主体的对应的电量桶；基于所述各主体间的耦合关系，将要校核的电量计划分配至各主体对应的电量桶；分别对比各主体的电量桶与电量计划，判断是否存在任一主体电量计划超过电量桶：若是，调整电量计划并重新分配，否则结束。在技术上，把复杂的中长期电量校核问题简化为电量相关主体的电量裕度计算和分解过程，即算“桶”和装“桶”的直观过程，便于运行人员理解和应用，也便于对社会进行电量调整的量化解释。
在实际应用中，越限原因定位和合理调整转化为“桶”越限后的分析调整，电量“桶”理论初步验证了合理性和实用性，通过电量安全校核，能量化评估发电机组电量可能对电网运行带来重载、越限等问题，能给出越限后的定位和调整方案，有助于调度人员掌握电网剩余空间和安全运行边界如何等信息。
附图说明
图1为本发明提供的一种中长期电量安全校核方法流程示意图；
图2为本发明提供的一个中长期电量安全校核方法实施例的示意图；
图3为本发明提供的一种中长期电量安全校核系统基本结构示意图；
图4为本发明提供的一种中长期电量安全校核系统详细结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施方式做进一步的详细说明。
实施例1：
本发明提供的一种中长期电量安全校核方法流程示意图如图1所示，包括：
步骤1：根据采集的基础数据构建各主体间的耦合关系；
步骤2：基于各主体间的耦合关系，分别计算各主体电量裕度，并以各主体的电量裕度作为各主体的对应的电量桶；
步骤3：基于各主体间的耦合关系，将要校核的电量计划分配至各主体对应的电量桶；
步骤4：分别对比各主体的电量桶与电量计划，判断是否存在任一主体电量计划超过电量桶：若是，转入步骤5；否则结束；
步骤5：调整电量计划并转入步骤3；
其中，主体包括：机组、机组群、支路、断面和全网；
基础数据包括电网模型、联络线计划、断面信息、机组信息、中长期电网变化信息、负荷预测信息以及要校核的电量计划。
具体的，一种中长期电量安全校核方法如图2所示，包括：
步骤101、基础数据准备。
通过调度控制机构获取并准备电网各类相关基础数据，如电网模型、联络线计划、断面信息、机组信息、中长期电网变化信息、负荷预测信息以及要校核的电量计划等基础数据。
步骤102、边界条件处理。
整合数据，并根据基础数据形成各类电网约束，如机组电量约束、机组群电量约束、支路潮流约束和断面潮流约束等作为边界条件，以及生成未来态电网拓扑分析模型。其中，未来态电网拓扑分析模型即中长期评估时刻的电网拓扑分析模型。
步骤103、各主体电量耦合关系构建。
电量相关的主体包括：机组、机组群、支路、断面和全网。机组开合影响机组群、支路、断面的潮流变化，可建立机组群、支路、断面、全网和机组出力的耦合关系矩阵，即：
Y＝KX (1)
式中：Y是机组群、支路、断面或全网电量，X是机组电量，K是耦合关系矩阵。当Y表示的是机组群电量时，K取0或1，与机组状态有关；当Y表示的是支路、断面或全网电量时，K取[-1,1]之间的某个数，与机组状态有关。从而使机组、机组群、支路、断面和全网形成一个关联和互动的整体。
步骤104、各主体电量裕度计算。
考虑电网、电源约束，以安全约束机组组合为技术基础，结合各主体电量耦合关系，计算中长期未来态电网中电量相关主体的电量裕度作为各主体对应的电量桶，即为机组电量“桶”、机组群电量“桶”、支路电量“桶”、断面电量“桶”和全网电量“桶”。其中，电量相关主体包括：机组、机组群、支路、断面和全网。
Pmargin＝f(c1,c2,...,cm) (1)
式中，Pmargin表示对约束优化函数f(c1,c2,...,cm)经安全约束机组组合技术计算得到各电量相关主体的电量裕度，下标margin表示裕度，c1,c2,...,cm表示对应的各种约束条件。如：当Pmargin表示的是机组电量裕度，则c1,c2,...,cm表示对应的机组电量约束条件，依次类推。
步骤105、电量分类装桶。
将要校核的电量计划根据机组、机组群、支路、断面和全网之间的耦合关系分解得到机组、机组群、支路、断面和全网的各电量成分，按照对应关系分别分配到对应的机组桶、机组群桶、支路桶、断面桶、全网桶中，完成电量分类装桶。
P＝{Pu,Pug,Pb,Ps,Pn} (2)
式中，P表示要校核的电量计划，Pu、Pug、Pb、Ps和Pn分别表示对要校核的电量计划P分类计算得到的机组电量、机组群电量、支路电量、断面电量和全网电量，下标u、ug、b、s和n分别表示机组、机组群、支路、断面和全网。
步骤106、电量“桶”校核。
电量“桶”校核即判断是否有越限。当对各电量主体装桶校核后未发现超过电量“桶”的现象，即没有电量主体的电量计划超过电量裕度，则结束计划电量的校核；若发现任一项有电量越限后，则对越限的电量“桶”进行定位处理。
步骤107、越限定位。
当装桶校核后发现有电量越限后，则可根据进行校核的电量主体定位出越限桶类型即越限的电量相关主体，分别根据进行校核电量计划相关的时间信息和交易信息定位出越限时间以及越限原因，其中越限原因即为电量计划中导致越限的具体一笔交易合同。同时根据电网基础数据得到灵敏度超过设定阈值的可调整机组，以供后续的调整使用。
步骤108、越限调整。
根据电量调整量最小、调整成本最小或综合越界最小等目标，给出具体调整方案，调整电量计划，并转入步骤105。后续过程中，如果没有发生越限，则完成校核，如果存在越限，则继续执行越限定位和调整，直至完成校核。
实施例2：
基于同一发明构思，本发明还提供了一种中长期电量安全校核系统，由于这些设备解决技术问题的原理与中长期电量安全校核方法相似，重复之处不再赘述。
该系统基本结构如图3所示，包括：
耦合关系模块、电量桶模块、计划分配模块、对比模块和调整模块；
其中，耦合关系模块，用于根据采集的基础数据构建各主体间的耦合关系；
电量桶模块，用于基于各主体间的耦合关系，分别计算各主体电量裕度，并以各主体的电量裕度作为各主体的对应的电量桶；
计划分配模块，用于基于各主体间的耦合关系，将要校核的电量计划分配至各主体对应的电量桶；
对比模块，用于分别对比各主体的电量桶与电量计划，判断是否存在任一主体电量计划超过电量桶：若是，调用调整模块；否则结束；
调整模块，用于调整电量计划并调用计划分配模块；
其中，主体包括：机组、机组群、支路、断面和全网；
基础数据包括电网模型、联络线计划、断面信息、机组信息、中长期电网变化信息、负荷预测信息以及要校核的电量计划。
中长期电量安全校核系统详细结构如图4所示。
其中，调整模块包括：越限定位单元和调整单元；
越限定位单元，用于根据进行对比的电量计划和电量桶，进行越限定位；
调整单元，用于根据调整目标、灵敏度超过阈值的可调整机组和越限定位结果，得到电量计划调整方案并调整电量计划；
其中，调整目标包括：电量调整量最小、调整成本最小或综合越界最小。
其中，越限定位单元包括主体定位子单元和时间原因定位子单元；
主体定位子单元，用于根据进行对比的电量计划和电量桶所属的主体，定位越限的主体；
时间原因定位子单元，用于根据进行校核电量计划，定位越限时间和越限原因。
其中，耦合关系模块包括关系矩阵单元和耦合关系单元；
关系矩阵单元，用于根据电网拓扑，分别计算机组与机组间、机组群与机组间、支路与机组间、断面与机组间的关系矩阵；
耦合关系单元，用于基于关系矩阵表示各主体之间的耦合关系。
其中，中长期电量安全校核系统还包括电网约束模块；
电网约束模块，用于根据获取的电网基础数据，建立电网约束；
电网约束包括：机组电量约束、机组群电量约束、支路潮流约束和断面潮流约束。
本领域内的技术人员应明白，本申请的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
本申请是参照根据本申请实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
最后应当说明的是:以上实施例仅用于说明本申请的技术方案而非对其保护范围的限制,尽管参照上述实施例对本申请进行了详细的说明,所属领域的普通技术人员应当理解:本领域技术人员阅读本申请后依然可对申请的具体实施方式进行种种变更、修改或者等同替换，但这些变更、修改或者等同替换，均在申请待批的权利要求保护范围之内。

Claims (10)

1.一种中长期电量安全校核方法，其特征在于，包括：
步骤1：根据采集的基础数据构建各主体间的耦合关系；
步骤2：基于所述各主体间的耦合关系，分别计算各主体电量裕度，并以各主体的电量裕度作为各主体的对应的电量桶；
步骤3：基于所述各主体间的耦合关系，将要校核的电量计划分配至各主体对应的电量桶；
步骤4：分别对比各主体的电量桶与电量计划，判断是否存在任一主体电量计划超过电量桶：若是，转入步骤5；否则结束；
步骤5：调整所述电量计划并转入步骤3；
其中，所述主体包括：机组、机组群、支路、断面和全网；
所述基础数据包括电网模型、联络线计划、断面信息、机组信息、中长期电网变化信息、负荷预测信息以及要校核的电量计划。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述调整所述电量计划，包括：
根据进行对比的电量计划和电量桶，进行越限定位；
根据调整目标、灵敏度超过阈值的可调整机组和越限定位结果，得到电量计划调整方案并调整所述电量计划；
其中，所述调整目标包括：电量调整量最小、调整成本最小或综合越界最小。
3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述根据进行对比的电量计划和电量桶，进行越限定位，包括：
根据进行对比的电量计划和电量桶所属的主体，定位越限的主体；
根据进行校核电量计划，定位越限时间和越限原因。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据采集的基础数据构建主体间的耦合关系，包括：
根据采集的基础数据构建中长期裕度评估时刻的电网拓扑；
根据所述中长期评估时刻的电网拓扑模型，构建各主体间的耦合关系。
5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述根据所述中长期评估时刻的电网拓扑模型，构建各主体间的耦合关系，包括：
根据所述电网拓扑，分别计算机组与机组间、机组群与机组间、支路与机组间、断面与机组间的关系矩阵；
基于所述关系矩阵表示各主体之间的耦合关系。
6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述电量耦合关系，如下式所示：
Y＝KX
式中：Y表示机组群、支路、断面或全网电量，X表示机组电量，K表示Y与X间的耦合关系矩阵，K根据中长期评估时刻的电网拓扑分析模型计算得到。
7.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于所述各主体间的耦合关系，分别计算各主体电量裕度，包括：
考虑电网约束和电源约束，以安全约束机组组合为基础，结合各主体间的耦合关系，根据获取的电网基础数据，分别计算中长期电量相关主体的电量裕度。
8.如权利要求7所述的方法，其特征在于，所述电网约束的建立，包括：
获取电网基础数据；
根据所述基础数据，建立电网约束；
所述电网约束包括：机组电量约束、机组群电量约束、支路潮流约束和断面潮流约束。
9.一种中长期电量安全校核系统，其特征在于，包括：耦合关系模块、电量桶模块、计划分配模块、对比模块和调整模块；
所述耦合关系模块，用于根据采集的基础数据构建各主体间的耦合关系；
所述电量桶模块，用于基于所述各主体间的耦合关系，分别计算各主体电量裕度，并以各主体的电量裕度作为各主体的对应的电量桶；
所述计划分配模块，用于基于所述各主体间的耦合关系，将要校核的电量计划分配至各主体对应的电量桶；
所述对比模块，用于分别对比各主体的电量桶与电量计划，判断是否存在任一主体电量计划超过电量桶：若是，调用所述调整模块；否则结束；
所述调整模块，用于调整所述电量计划并调用所述计划分配模块；
其中，所述主体包括：机组、机组群、支路、断面和全网；
所述基础数据包括电网模型、联络线计划、断面信息、机组信息、中长期电网变化信息、负荷预测信息以及要校核的电量计划。
10.如权利要求9所述的系统，其特征在于，所述调整模块包括：越限定位单元和调整单元；
所述越限定位单元，用于根据进行对比的电量计划和电量桶，进行越限定位；
所述调整单元，用于根据调整目标、灵敏度超过阈值的可调整机组和越限定位结果，得到电量计划调整方案并调整所述电量计划；
其中，所述调整目标包括：电量调整量最小、调整成本最小或综合越界最小。
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CN113793215A (zh) * 2021-08-26 2021-12-14 国网福建省电力有限公司 一种用于电力中长期交易的电量安全校验方法及系统

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CN113793215A (zh) * 2021-08-26 2021-12-14 国网福建省电力有限公司 一种用于电力中长期交易的电量安全校验方法及系统

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