CN115994626A - 一种输电线路检修方法、装置、计算机设备及介质 - Google Patents

一种输电线路检修方法、装置、计算机设备及介质 Download PDF

Info

Publication number
CN115994626A
CN115994626A CN202310274178.4A CN202310274178A CN115994626A CN 115994626 A CN115994626 A CN 115994626A CN 202310274178 A CN202310274178 A CN 202310274178A CN 115994626 A CN115994626 A CN 115994626A
Authority
CN
China
Prior art keywords
constraint
maintenance
line
renewable energy
region
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN202310274178.4A
Other languages
English (en)
Other versions
CN115994626B (zh
Inventor
王彦沣
张大伟
李敏
熊志杰
蒋一平
赵静
李明生
路轶
温丽丽
常政威
冯世林
邓志森
郭果
郭亮
席骊瑭
喻显茂
杨小磊
张国芳
刘升
邬钧
裴占国
陶晓丽
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sichuan Zhongpeng Technology Co ltd
State Grid Sichuan Electric Power Co Ltd
Electric Power Research Institute of State Grid Sichuan Electric Power Co Ltd
Original Assignee
Sichuan Zhongpeng Technology Co ltd
State Grid Sichuan Electric Power Co Ltd
Electric Power Research Institute of State Grid Sichuan Electric Power Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sichuan Zhongpeng Technology Co ltd, State Grid Sichuan Electric Power Co Ltd, Electric Power Research Institute of State Grid Sichuan Electric Power Co Ltd filed Critical Sichuan Zhongpeng Technology Co ltd
Priority to CN202310274178.4A priority Critical patent/CN115994626B/zh
Publication of CN115994626A publication Critical patent/CN115994626A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN115994626B publication Critical patent/CN115994626B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y04—INFORMATION OR COMMUNICATION TECHNOLOGIES HAVING AN IMPACT ON OTHER TECHNOLOGY AREAS
    • Y04S—SYSTEMS INTEGRATING TECHNOLOGIES RELATED TO POWER NETWORK OPERATION, COMMUNICATION OR INFORMATION TECHNOLOGIES FOR IMPROVING THE ELECTRICAL POWER GENERATION, TRANSMISSION, DISTRIBUTION, MANAGEMENT OR USAGE, i.e. SMART GRIDS
    • Y04S10/00—Systems supporting electrical power generation, transmission or distribution
    • Y04S10/50—Systems or methods supporting the power network operation or management, involving a certain degree of interaction with the load-side end user applications

Landscapes

  • Supply And Distribution Of Alternating Current (AREA)

Abstract

本发明提供一种输电线路检修方法、装置、计算机设备及介质，该方法包括：分别获取各区域的线路检修预计划、可再生能源消纳情况及电网运行要求；基于所有区域的可再生能源消纳情况和线路检修预计划，构建上级检修计划约束条件；基于各区域电网运行要求，构建各区域对应的下级调度模型；基于上级检修计划约束条件及各区域对应的下级调度模型，构建各区域对应的两级调度约束；以检修意愿成本和可再生能源弃用成本总和最小为目标，建立目标线路检修计划优化的目标函数；基于两级调度约束及目标函数，构建联合优化模型，对联合优化模型进行求解，得到各区域对应的目标线路检修计划。将可再生能源消纳考虑进线路检修计划中，避免了可再生能源的浪费。

Description

一种输电线路检修方法、装置、计算机设备及介质
技术领域
本发明涉及线路检修领域，具体涉及一种输电线路检修方法、装置、计算机设备及介质。
背景技术
线路检修是指送电线路根据巡视、检测、试验所发现的问题，进行旨在消除缺陷、提高设备健康水平，预防事故，保证线路安全运行而开展的工作。运行维护单位应根据线路设备的健康状况，巡视、检测的结果，检修周期和反事故措施的要求，确定下一年度的计划检修项目。
相关技术中，大多数情况下未将可再生能源消纳考虑进入线路检修计划中，尤其当富余可再生能源较多，且联络线计划输送功率较大时，造成了大量的可再生能源的浪费，形成能源的规模化发展和高效消纳利用之间的矛盾。
发明内容
因此，本发明要解决的技术问题在于克服现有技术中未将可再生能源消纳考虑进入线路检修计划，造成了大量的可再生能源的浪费的缺陷，从而提供一种输电线路检修方法、装置、计算机设备及介质。
结合第一方面，本发明提供一种输电线路检修方法，所述方法包括：
分别获取各区域的线路检修预计划、可再生能源消纳情况及电网运行要求；
基于所有区域的可再生能源消纳情况和线路检修预计划，构建上级检修计划约束条件；
基于各区域所述电网运行要求，构建各区域对应的下级调度模型；
基于所述上级检修计划约束条件及所述各区域对应的下级调度模型，构建所述各区域对应的两级调度约束；
以检修意愿成本和可再生能源弃用成本总和最小为目标，建立目标线路检修计划优化的目标函数；
基于所述两级调度约束及所述目标函数，构建联合优化模型，对所述联合优化模型进行求解，得到所述各区域对应的目标线路检修计划。
在该方式中，能够通过区域电网和省级调度的不同目标和模式建立联合优化模型：上级模型考虑可再生能源消纳、各区域检修意愿以及检修约束，下级各区域安全调度模型量化各时段的机组出力和可再生能源弃用量。通过对该联合优化模型进行求解，确定目标区域的线路检修计划，实现了在线路检修计划中统筹考虑可再生能源消纳和检修意愿，在合理的检修时间范围内，有效提高可再生能源消纳水平及处理跨省可再生能源消纳和检修资源协调的能力，尤其当富余可再生能源较多，且联络线计划输送功率较大时，检修计划的优化编制能有效提高可再生能源消纳水平，最大程度上避免了线路检修过程中可再生能源的浪费，有效解决了能源的规模化发展和高效消纳利用之间的矛盾。
结合第一方面，在第一方面的第一实施例中，所述上级检修计划约束条件，包括：检修窗口期约束、互斥约束、同停约束、检修数量约束、工期时长约束及不可变更的检修约束；
所述检修窗口期约束，包括：
；
式中，为线路 l在时段 t的检修状态， N为线路 l的检修窗口期个数， start l,n和 end l,n是线路 l的第 n个窗口期的开始和结束时段；
所述互斥约束，包括：
；
式中，和分别为线路 i和线路 j在时段 t的检修状态，所述线路 i和所述线路 j为互斥线路；
所述同停约束，包括：
；
式中，线路 i和线路 j为同停线路， D i和 D j为线路 i和线路 j的工期，所述同停线路为通过一次停电进行检修的线路；
所述检修数量约束，包括：
；
式中， K t,max为 t日停电检修线路数量上限，为线路数；
所述工期时长约束，包括：
；
式中，为总时段数；
所述不可变更的检修约束，包括：
；
式中，为线路 l在时段 t的固定检修状态，所述不可变更的检修为检修时间不允许调整，不参与优化编排的线路。
结合第一方面，在第一方面的第二实施例中，所述基于各区域所述电网运行要求，构建各区域对应的下级调度模型，包括：
基于各区域所述电网运行要求，确定所述各区域的下级调度目标；
基于所述下级调度目标，确定所述各区域的下级调度目标函数及下级调度约束条件；
基于所述下级调度目标函数及下级调度约束条件，构建所述各区域对应的下级调度模型；
所述下级调度目标函数包括：
；
式中： N g表示区域 g参与市场的常规机组数， c i,j,t、 p i,j,t为机组 i第 j个成本段在时段 t的分段成本和功率。
结合第一方面的第二实施例，在第一方面的第三实施例中，所述下级调度约束条件，包括：节点功率平衡约束、机组运行约束、可再生能源机组运行约束、支路限额约束及断面限额约束；
所述节点功率平衡约束，包括：
；
式中，ΦGn、ΦWn、ΦLn、ΦDn分别为节点 n上的常规机组、可再生能源机组、线路、负荷集合， α n,l为线路 l潮流方向，首端在 n则为1，否则为-1，是可再生能源机组 w的计划功率， p l,t为线路 l在时刻 t的潮流， p d,t为负荷 d在时刻 t的负荷预测值， λ n,t是所述节点功率平衡约束的拉格朗日乘子；
所述机组运行约束，包括：
；
；
式中，为在时刻 t的机组 i的第 j个分段功率， P i,j,max为机组 i的第 j个分段出力上限， μ i,j,t是所述机组运行约束的拉格朗日乘子；
所述可再生能源机组运行约束，包括：
；
；
式中，和是可再生能源机组 w的预测功率和计划功率， μ w,t是所述可再生能源机组运行约束的拉格朗日乘子；
所述支路限额约束，包括：
；
；
；
式中，为在时刻 t的线路 l的潮流， θ ls 、θ le为线路 l的首末端相角，为线路 l的电抗， P l,max、 P l,min为支路 l潮流上下限， π l,t是所述的拉格朗日乘子， π l,t,u是所述的拉格朗日乘子， π l,t,d是所述的拉格朗日乘子；
所述断面限额约束，包括：
；
；
；
式中， p s,t为断面 s在时段 t的计算功率， P s,max、 P s,min为断面 s功率上下限， ∂ l,s为支路潮流方向，与断面方向一致则为1，否则为-1，Ωs为组成该断面支路集合， σ s,t是所述的拉格朗日乘子， σ s,t,u是所述的拉格朗日乘子， σ s,t,d是所述的拉格朗日乘子。
结合第一方面的第三实施例，在第一方面的第四实施例中，所述基于所述上级检修计划约束条件及所述各区域对应的下级调度模型，构建所述各区域对应的两级调度约束，包括：
基于所述各区域对应的下级调度模型，确定所述下级调度目标函数的对偶约束；
在所述上级检修计划约束中加入所述对偶约束，将所述下级调度目标函数转化为约束形式，得到所述各区域对应的两级调度约束。
结合第一方面的第四实施例，在第一方面的第五实施例中，所述对偶约束，包括：
；
；
；
；
；
；
；
；
式中， Ns表示断面数， λi,t是所述节点功率平衡约束的机组 i所在节点的拉格朗日乘子， λw,t是所述节点功率平衡约束的可再生能源机组 w所在节点的拉格朗日乘子， λls,t、 λle,t是所述节点功率平衡约束的线路首 、末端节点的拉格朗日乘子；
在所述下级调度模型取得最优解时，所述下级调度目标函数与所述对偶约束相等：
；
式中， Nb表示电网节点数。
结合第一方面，在第一方面的第六实施例中，所述目标函数，包括：
；
式中，为可再生能源弃用成本，为检修意愿成本，T为总时段数，为可再生能源机组数，表示线路数，为可再生能源弃用惩罚成本，和是可再生能源机组 w的预测功率和计划功率，为线路 i的检修意愿成本，各区域上报的初始检修计划内的检修意愿成本为0，为线路在 t时段的检修状态，1为检修，0为运行。
在本发明的第二方面，本发明还提供一种输电线路检修装置，所述装置包括：
获取单元，用于分别获取各区域的线路检修预计划、可再生能源消纳情况及电网运行要求；
上级检修单元，用于基于所有区域的可再生能源消纳情况和线路检修预计划，构建上级检修计划约束条件；
下级调度单元，用于基于各区域所述电网运行要求，构建各区域对应的下级调度模型；
对偶单元，用于基于所述上级检修计划约束条件及所述各区域对应的下级调度模型，构建所述各区域对应的两级调度约束；
目标函数单元，用于以检修意愿成本和可再生能源弃用成本总和最小为目标，建立目标线路检修计划优化的目标函数；
求解单元，用于基于所述两级调度约束及所述目标函数，构建联合优化模型，对所述联合优化模型进行求解，得到所述各区域对应的目标线路检修计划。
根据第三方面，本发明实施方式还提供一种计算机设备，包括存储器和处理器，所述存储器和所述处理器之间互相通信连接，所述存储器中存储有计算机指令，所述处理器通过执行所述计算机指令，从而执行第一方面及其可选实施方式中任一项的输电线路检修方法。
根据第四方面，本发明实施方式还提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机指令，所述计算机指令用于使所述计算机执行第一方面及其可选实施方式中任一项的输电线路检修方法。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是根据一示例性实施例提出的一种输电线路检修方法的流程图。
图2是根据一示例性实施例提出的一种IEEE39节点系统的结构示意图。
图3是根据一示例性实施例提出的一种日平均负荷预测的示意图。
图4是根据一示例性实施例提出的一种日平均风功率预测的示意图。
图5是根据一示例性实施例提出一种输电线路检修装置的结构框图。
图6是根据一示例性实施例提出的一种计算机设备的硬件结构示意图。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明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他实施例，都属于本发明保护的范围。
相关技术中，大多数情况下未将可再生能源消纳考虑进入线路检修计划中，尤其当富余可再生能源较多，且联络线计划输送功率较大时，造成了大量的可再生能源的浪费，形成能源的规模化发展和高效消纳利用之间的矛盾。
为解决上述问题，本发明实施例中提供一种输电线路检修方法，用于计算机设备中，需要说明的是，其执行主体可以是输电线路检修装置，该装置可以通过软件、硬件或者软硬件结合的方式实现成为计算机设备的部分或者全部，其中，该计算机设备可以是终端或客户端或服务器，服务器可以是一台服务器，也可以为由多台服务器组成的服务器集群，本申请实施例中的终端可以是智能手机、个人电脑、平板电脑、可穿戴设备以及智能机器人等其他智能硬件设备。下述方法实施例中，均以执行主体是计算机设备为例来进行说明。
本实施例中的计算机设备，适用于在线路检修计划制定的使用场景。通过本发明提供的输电线路检修方法，能够通过区域电网和省级调度的不同目标和模式建立联合优化模型：上级模型考虑可再生能源消纳、各区域检修意愿以及检修约束，下级各区域安全调度模型量化各时段的机组出力和可再生能源弃用量。通过对该联合优化模型进行求解，确定目标区域的线路检修计划，实现了在线路检修计划中统筹考虑可再生能源消纳和检修意愿，在合理的检修时间范围内，有效提高可再生能源消纳水平及处理跨省可再生能源消纳和检修资源协调的能力，尤其当富余可再生能源较多，且联络线计划输送功率较大时，检修计划的优化编制能有效提高可再生能源消纳水平，最大程度上避免了线路检修过程中可再生能源的浪费，有效解决了能源的规模化发展和高效消纳利用之间的矛盾。
图1是根据一示例性实施例提出的一种输电线路检修方法的流程图。如图1所示，输电线路检修方法包括如下步骤S101至步骤S105。
在步骤S101中，分别获取各区域的线路检修预计划、可再生能源消纳情况及电网运行要求。
在步骤S102中，基于所有区域的可再生能源消纳情况和线路检修预计划，构建上级检修计划约束条件。
在本发明实施例中，考虑到各区域检修意愿以及检修约束，上级检修计划约束条件，包括：检修窗口期约束、互斥约束、同停约束、检修数量约束、工期时长约束及不可变更的检修约束，
检修窗口期约束，包括：
（1）
式中，为线路 l在时段 t的检修状态， N为线路 l的检修窗口期个数， start l,n和 end l,n是线路 l的第 n个窗口期的开始和结束时段；
互斥约束，包括：
（2）
式中，和分别为线路 i和线路 j在时段 t的检修状态，线路 i和线路 j为互斥线路；
同停约束，包括：
（3）
式中，线路 i和线路 j为同停线路， D i和 D j为线路 i和线路 j的工期，同停线路为通过一次停电进行检修的线路；
检修数量约束，包括：
（4）
式中， K t,max为 t日停电检修线路数量上限，为线路数；
工期时长约束，包括：
（5）
式中，为总时段数；
不可变更的检修约束，包括：
（6）
式中，为线路 l在时段 t的固定检修状态，不可变更的检修为检修时间不允许调整，不参与优化编排的线路。
在步骤S103中，基于各区域电网运行要求，构建各区域对应的下级调度模型。
在本发明实施例中，考虑到各时段的机组出力和可再生能源弃用量，基于各区域电网运行要求，构建各区域对应的下级调度模型，包括：基于各区域电网运行要求，确定各区域的下级调度目标；基于下级调度目标，确定各区域的下级调度目标函数及下级调度约束条件；基于下级调度目标函数及下级调度约束条件，构建各区域对应的下级调度模型；
下级调度目标函数包括：
（7）
式中： N g表示区域 g参与市场的常规机组数， c i,j,t、 p i,j,t为机组 i第 j个成本段在时段 t的分段成本和功率。
下级调度约束条件，包括：节点功率平衡约束、机组运行约束、可再生能源机组运行约束、支路限额约束及断面限额约束；
节点功率平衡约束，包括：
（8）
式中，ΦGn、ΦWn、ΦLn、ΦDn分别为节点 n上的常规机组、可再生能源机组、线路、负荷集合， α n,l为线路 l潮流方向，首端在 n则为1，否则为-1，是可再生能源机组 w的计划功率， p l,t为线路 l在时刻 t的潮流， p d,t为负荷 d在时刻 t的负荷预测值， λ n,t是式（8）的拉格朗日乘子；
机组运行约束，包括：
（9）
（10）
式中，为在时刻 t的机组 i的第 j个分段功率， P i,j,max、为机组 i的第 j个分段出力上限， μ i,j,t是式（9）的拉格朗日乘子；
可再生能源机组运行约束，包括：
（11）
（12）
式中，和是可再生能源机组 w的预测功率和计划功率， μ w,t是式（11）的拉格朗日乘子；
支路限额约束，包括：
（13）
（14）
（15）
式中，为在时刻 t的线路 l的潮流， θ ls 、θ le为线路 l的首末端相角，为线路 l的电抗， P l,max、 P l,min为支路 l潮流上下限， π l,t是式（13）的拉格朗日乘子， π l,t,u是式（14）的拉格朗日乘子， π l,t,d是式（15）的拉格朗日乘子；
断面限额约束，包括：
（16）
（17）
（18）
式中， p s,t为断面 s在时段 t的计算功率， P s,max、 P s,min为断面 s功率上下限， ∂ lS为支路潮流方向，与断面方向一致则为1，否则为-1，Ωs为组成该断面支路集合， σ s,t是式（16）的拉格朗日乘子， σ s,t,u是式（17）的拉格朗日乘子， σ s,t,d是式（18）的拉格朗日乘子。
在步骤S104中，基于上级检修计划约束条件及各区域对应的下级调度模型，构建各区域对应的两级调度约束。
在本发明实施例中，为实现上级检修计划约束与下级调度模型之间的平衡，通过构建各区域对应的两级调度约束，将上级检修计划约束与下级调度模型构成双层规划问题（Bilevel Programming Problem, BLPP）。在BLPP中，上级首先给出决策，然后观察下级的反应，下级在上级决策方案的前提下寻找自己的最优策略，上级再根据下级的行动调整决策，直至上下达到均衡。
在步骤S105中，以检修意愿成本和可再生能源弃用成本总和最小为目标，建立目标线路检修计划优化的目标函数。
在本发明实施例中，在区域电网高电压等级输电线路的停电检修计划编制中，保障可再生能源的高效输送和充分消纳是其必须要考虑的主要因素，应以规划周期内可再生能源弃用量最小为目标，尽量满足可再生能源输送要求。另外，考虑到线路检修主要由各区域的检修部门负责实施，各区域检修部门会申报初始检修计划，希望线路在上报区间内被安排检修，区域电网应考虑线路的初始检修意愿，尽量满足检修申报需求。因此，考虑可再生能源输送和检修意愿成本两部分因素的目标函数，包括：
（19）
式中，为可再生能源弃用成本，为检修意愿成本，T为总时段数，为可再生能源机组数，表示线路数，为可再生能源弃用惩罚成本，和是可再生能源机组 w的预测功率和计划功率，为线路 i的检修意愿成本，各区域上报的初始检修计划内的检修意愿成本为0，为线路在 t时段的检修状态，1为检修，0为运行。
在步骤S106中，基于两级调度约束及目标函数，构建联合优化模型，对联合优化模型进行求解，得到各区域对应的目标线路检修计划。
在本发明实施例中，通过对联合优化模型进行求解，可以得到在细化考虑输电线路检修对区域电网可再生能源消纳的影响下，变动最小的检修计划时间。在一示例中，可以采用成熟的商业优化软件如CPLEX进行求解，获得检修计划结果。
通过上述实施例，能够通过区域电网和省级调度的不同目标和模式建立联合优化模型：上级模型考虑可再生能源消纳、各省检修意愿以及检修约束，下级各区域安全调度模型量化各时段的机组出力和可再生能源弃用量。通过对该联合优化模型进行求解，确定目标区域的线路检修计划，实现了在线路检修计划中统筹考虑可再生能源消纳和检修意愿，在合理的检修时间范围内，有效提高可再生能源消纳水平及处理跨省可再生能源消纳和检修资源协调的能力，尤其当富余可再生能源较多，且联络线计划输送功率较大时，检修计划的优化编制能有效提高可再生能源消纳水平，最大程度上避免了线路检修过程中可再生能源的浪费，有效解决了能源的规模化发展和高效消纳利用之间的矛盾。
在一实施例中，为降低检修计划求解难度，由于下级调度模型是线性问题，可以通过考虑下级调度对偶问题，将双层规划问题转化为单层规划问题进行求解。基于上级检修计划约束条件及各区域对应的下级调度模型，构建各区域对应的两级调度约束，包括：基于各区域对应的下级调度模型，确定下级调度目标函数的对偶约束；在上级检修计划约束中加入对偶约束，将下级调度目标函数转化为约束形式，得到各区域对应的两级调度约束。
在本发明实施例中，由于下级调度模型是线性问题，考虑其对偶问题，通过在上级检修计划约束中增加下级调度模型的对偶约束和强对偶性约束，可以把下级问题中优化目标的作用转化为约束形式，从而把双层规划问题转化为单层问题。其中，对偶约束，包括：
（20）
（21）
（22）
（23）
（24）
（25）
（26）
（27）
式中， Ns表示断面数， λi,t是节点功率平衡约束式（8）的机组 i所在节点的拉格朗日乘子， λw,t是节点功率平衡约束式（8）的可再生能源机组 w所在节点的拉格朗日乘子， λ ls,t、λle,t是节点功率平衡约束式（8）的线路首 、末端节点的拉格朗日乘子；
在下级调度模型取得最优解时，下级调度目标函数与对偶约束相等：
（28）
式中， Nb表示电网节点数。
以下实施例将具体说明在某区域内，实施输电线路检修方法，得到检修计划结果的过程。
图2是根据一示例性实施例提出的一种IEEE39节点系统的结构示意图。以IEEE39节点系统的月度检修计划编制进行算例分析, 电网结构如图2所示。全网有10个火电机组G，图2中各个数字表示线路节点标号，带箭头的线表示负荷，数字间的连接线表示输电线路，线路功率传输限值为120MW~200MW。图3是根据一示例性实施例提出的一种日平均负荷预测的示意图，系统负荷预测如图3所示。区域A中没有风电场，区域B中含有3个风力发电场，3个风电场分别接在节点8、节点31以及节点32（图2中未示出），全月范围内有明显的风电大发与小发期，图4是根据一示例性实施例提出的一种日平均风功率预测的示意图，日平均风功率预测如图4所示，区域B内负荷功率较小，无法完全接纳风电，通过支路1、2、3组成的联络线断面向区域A输送富余风电。区域A和B之间的联络线断面各支路检修为互斥关系，待检修设备为7条线路，每条线路的检修工期为5天，每日检修数量不超过3条。具体见表1所示，表1示出了待检修线路信息。
表1
考虑以下3种方案：
方案1：采用区域上报的初始检修计划，未考虑风电消纳；
方案2：采用本发明实施例所提模型，但仅考虑弃风成本最小；
方案3：采用本发明实施例所提模型，考率弃风成本和检修意愿成本最小，弃用弃风惩罚系数设为100元/MW，线路l的检修意愿偏差系数设为1000元/天。
不同方案下的检修计划结果如表2所示，从表2可以看出，方案1未考虑新能源消纳，弃风量最大，方案2考虑了新能源消纳，弃风量减少了10.7%，但是检修计划与初始计划的日期平均偏差达到了6.3天；方案3同时考虑了新能源消纳和检修意愿，弃风量减少了9.51%，检修计划与初始计划的日期偏差也只有1.7天，实现了两个目标的权衡优化。
具体来看，支路检修导致弃风量增加的成因分为以下两类：1）检修导致联络线断面输送能力下降。支路1、支路2、支路3是联络线断面组成成员，其检修会导致断面输送能力下降，为控制断面功率，尤其是支路1从风电量大发的日期25-29调整到19-23，同时由于联络线支路的检修互斥关系，支路2也进行相应的调整。2）检修导致风电场送出受限。支路5是风电场的送出线路，其检修会导致机组出力受限，对其调整也可以提高风电消纳。
表2
表3示出了基于方案3的不同检修意愿成本下的检修计划结果，可以看出，随着检修意愿的成本的减少，对检修计划的调整量逐渐增加，弃风量逐渐减少，全网平均电价也在逐渐下降。统筹考虑可再生能源消纳惩罚成本和检修意愿成本参数，可以实现检修时间的合理性，同时保证可再生能源消纳水平。
表3
表4列出了基于方案3的不同联络线断面限值下的检修计划结果，可以看出，随着断面的可输送容量增加，检修计划优化调整的效果愈发明显，当断面允许输送容量小于250MW时，检修计划优化无法改善风电消纳，弃风量也较高，当断面允许输送容量大于300MW时，检修计划优化编制可以提高风电消纳水平，并且弃风量随着断面输送能力的增加而减少，所以当富余可再生能源较多，且联络线计划输送功率较大时，检修计划的优化编制能有效提高可再生能源消纳水平。
表4
基于相同发明构思，本发明还提供一种输电线路检修装置。
图5是根据一示例性实施例提出的一种输电线路检修装置的结构框图。如图5所示，输电线路检修装置包括获取单元501、上级检修单元502、下级调度单元503、对偶单元504、目标函数单元505和求解单元506。
获取单元501，用于分别获取各区域的线路检修预计划、可再生能源消纳情况及电网运行要求；
上级检修单元502，用于基于所有区域的可再生能源消纳情况和线路检修预计划，构建上级检修计划约束条件；
下级调度单元503，用于基于各区域电网运行要求，构建各区域对应的下级调度模型；
对偶单元504，用于基于上级检修计划约束条件及各区域对应的下级调度模型，构建各区域对应的两级调度约束；
目标函数单元505，用于以检修意愿成本和可再生能源弃用成本总和最小为目标，建立目标线路检修计划优化的目标函数；
求解单元506，用于基于两级调度约束及目标函数，构建联合优化模型，对联合优化模型进行求解，得到各区域对应的目标线路检修计划。
上述输电线路检修装置的具体限定以及有益效果可以参见上文中对于输电线路检修方法的限定，在此不再赘述。上述各个模块可全部或部分通过软件、硬件及其组合来实现。上述各模块可以硬件形式内嵌于或独立于计算机设备中的处理器中，也可以以软件形式存储于计算机设备中的存储器中，以便于处理器调用执行以上各个模块对应的操作。
图6是根据一示例性实施例提出的一种计算机设备的硬件结构示意图。如图6所示，该设备包括一个或多个处理器610以及存储器620，存储器620包括持久内存、易失内存和硬盘，图6中以一个处理器610为例。该设备还可以包括：输入装置630和输出装置640。
处理器610、存储器620、输入装置630和输出装置640可以通过总线或者其他方式连接，图6中以通过总线连接为例。
处理器610可以为中央处理器（Central Processing Unit，CPU）。处理器610还可以为其他通用处理器、数字信号处理器（Digital Signal Processor，DSP）、专用集成电路（Application Specific Integrated Circuit，ASIC）、现场可编程门阵列（Field-Programmable Gate Array，FPGA）或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等芯片，或者上述各类芯片的组合。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等。
存储器620作为一种非暂态计算机可读存储介质，包括持久内存、易失内存和硬盘，可用于存储非暂态软件程序、非暂态计算机可执行程序以及模块，如本申请实施例中的输电线路检修方法对应的程序指令/模块。处理器610通过运行存储在存储器620中的非暂态软件程序、指令以及模块，从而执行服务器的各种功能应用以及数据处理，即实现上述任意一种输电线路检修方法。
存储器620可以包括存储程序区和存储数据区，其中，存储程序区可存储操作系统、至少一个功能所需要的应用程序；存储数据区可存储根据、需要使用的数据等。此外，存储器620可以包括高速随机存取存储器，还可以包括非暂态存储器，例如至少一个磁盘存储器件、闪存器件、或其他非暂态固态存储器件。在一些实施例中，存储器620可选包括相对于处理器610远程设置的存储器，这些远程存储器可以通过网络连接至数据处理装置。上述网络的实例包括但不限于互联网、企业内部网、局域网、移动通信网及其组合。
输入装置630可接收输入的数字或字符信息，以及产生与用户设置以及功能控制有关的键信号输入。输出装置640可包括显示屏等显示设备。
一个或者多个模块存储在存储器620中，当被一个或者多个处理器610执行时，执行如图1-图4所示的方法。
上述产品可执行本发明实施例所提供的方法，具备执行方法相应的功能模块和有益效果。未在本实施例中详尽描述的技术细节，具体可参见如图1-图4所示的实施例中的相关描述。
本发明实施例还提供了一种非暂态计算机存储介质，计算机存储介质存储有计算机可执行指令，该计算机可执行指令可执行上述任意方法实施例中的认证方法。其中，存储介质可为磁碟、光盘、只读存储记忆体（Read-Only Memory，ROM）、随机存储记忆体（RandomAccess Memory，RAM）、快闪存储器（Flash Memory）、硬盘（Hard Disk Drive，缩写：HDD）或固态硬盘（Solid-State Drive，SSD)等；存储介质还可以包括上述种类的存储器的组合。
显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。

Claims (10)

1.一种输电线路检修方法，其特征在于，所述方法包括：
分别获取各区域的线路检修预计划、可再生能源消纳情况及电网运行要求；
基于所有区域的可再生能源消纳情况和线路检修预计划，构建上级检修计划约束条件；
基于各区域所述电网运行要求，构建各区域对应的下级调度模型；
基于所述上级检修计划约束条件及所述各区域对应的下级调度模型，构建所述各区域对应的两级调度约束；
以检修意愿成本和可再生能源弃用成本总和最小为目标，建立目标线路检修计划优化的目标函数；
基于所述两级调度约束及所述目标函数，构建联合优化模型，对所述联合优化模型进行求解，得到所述各区域对应的目标线路检修计划。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述上级检修计划约束条件，包括：检修窗口期约束、互斥约束、同停约束、检修数量约束、工期时长约束及不可变更的检修约束；
所述检修窗口期约束，包括：
；
式中，为线路l在时段t的检修状态，N为线路l的检修窗口期个数，start l,n和end l,n是线路l的第n个窗口期的开始和结束时段；
所述互斥约束，包括：
；
式中，和分别为线路i和线路j在时段t的检修状态，所述线路i和所述线路j为互斥线路；
所述同停约束，包括：
；
式中，线路i和线路j为同停线路，D i和D j为线路i和线路j的工期，所述同停线路为通过一次停电进行检修的线路；
所述检修数量约束，包括：
；
式中，K t,max为t日停电检修线路数量上限，为线路数；
所述工期时长约束，包括：
；
式中，为总时段数；
所述不可变更的检修约束，包括：
；
式中，为线路l在时段t的固定检修状态，所述不可变更的检修为检修时间不允许调整，不参与优化编排的线路。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于各区域所述电网运行要求，构建各区域对应的下级调度模型，包括：
基于各区域所述电网运行要求，确定所述各区域的下级调度目标；
基于所述下级调度目标，确定所述各区域的下级调度目标函数及下级调度约束条件；
基于所述下级调度目标函数及下级调度约束条件，构建所述各区域对应的下级调度模型；
所述下级调度目标函数包括：
；
式中：N g表示区域g参与市场的常规机组数，c i,j,t、p i,j,t为机组i第j个成本段在时段t的分段成本和功率。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述下级调度约束条件，包括：节点功率平衡约束、机组运行约束、可再生能源机组运行约束、支路限额约束及断面限额约束；
所述节点功率平衡约束，包括：
；
式中，ΦGn、ΦWn、ΦLn、ΦDn分别为节点n上的常规机组、可再生能源机组、线路、负荷集合，α n,l为线路l潮流方向，首端在n则为1，否则为-1，是可再生能源机组w的计划功率，p l,t为线路l在时刻t的潮流，p d,t为负荷d在时刻t的负荷预测值，λ n,t是所述节点功率平衡约束的拉格朗日乘子；
所述机组运行约束，包括：
；
；
式中，为在时刻t的机组i的第j个分段功率，P i,j,max为机组i的第j个分段出力上限，μ i,j,t是所述机组运行约束的拉格朗日乘子；
所述可再生能源机组运行约束，包括：
；
；
式中，和是可再生能源机组w的预测功率和计划功率，μ w,t是所述可再生能源机组运行约束的拉格朗日乘子；
所述支路限额约束，包括：
；
；
；
式中，为在时刻t的线路l的潮流，θ ls 、θ le为线路l的首末端相角，为线路l的电抗，P l,max、P l,min为支路l潮流上下限，π l,t是所述的拉格朗日乘子，π l,t,u是所述的拉格朗日乘子，π l,t,d是所述的拉格朗日乘子；
所述断面限额约束，包括：
；
；
；
式中，p s,t为断面s在时段t的计算功率，P s,max、P s,min为断面s功率上下限，∂ l,s为支路潮流方向，与断面方向一致则为1，否则为-1，Ωs为组成该断面支路集合，σ s,t是所述的拉格朗日乘子，σ s,t,u是所述的拉格朗日乘子，σ s,t,d是所述的拉格朗日乘子。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述基于所述上级检修计划约束条件及所述各区域对应的下级调度模型，构建所述各区域对应的两级调度约束，包括：
基于所述各区域对应的下级调度模型，确定所述下级调度目标函数的对偶约束；
在所述上级检修计划约束中加入所述对偶约束，将所述下级调度目标函数转化为约束形式，得到所述各区域对应的两级调度约束。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述对偶约束，包括：
；
；
；
；
；
；
；
；
式中，Ns为断面数，λi,t是所述节点功率平衡约束的机组i所在节点的拉格朗日乘子，λ w,t是所述节点功率平衡约束的可再生能源机组w所在节点的拉格朗日乘子，λls,t、λle,t是所述节点功率平衡约束的线路首、末端节点的拉格朗日乘子；
在所述下级调度模型取得最优解时，所述下级调度目标函数与所述对偶约束相等：
；
式中，Nb表示电网节点数。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述目标函数，包括：
；
式中，为可再生能源弃用成本，为检修意愿成本，T为总时段数，为可再生能源机组数，表示线路数，为可再生能源弃用惩罚成本，和是可再生能源机组w的预测功率和计划功率，为线路i的检修意愿成本，各区域上报的初始检修计划内的检修意愿成本为0，为线路在t时段的检修状态，1为检修，0为运行。
8.一种输电线路检修装置，其特征在于，所述装置包括：
获取单元，用于分别获取各区域的线路检修预计划、可再生能源消纳情况及电网运行要求；
上级检修单元，用于基于所有区域的可再生能源消纳情况和线路检修预计划，构建上级检修计划约束条件；
下级调度单元，用于基于各区域所述电网运行要求，构建各区域对应的下级调度模型；
对偶单元，用于基于所述上级检修计划约束条件及所述各区域对应的下级调度模型，构建所述各区域对应的两级调度约束；
目标函数单元，用于以检修意愿成本和可再生能源弃用成本总和最小为目标，建立目标线路检修计划优化的目标函数；
求解单元，用于基于所述两级调度约束及所述目标函数，构建联合优化模型，对所述联合优化模型进行求解，得到所述各区域对应的目标线路检修计划。
9.一种计算机设备，其特征在于，包括存储器和处理器，所述存储器和所述处理器之间互相通信连接，所述存储器中存储有计算机指令，所述处理器通过执行所述计算机指令，从而执行权利要求1-7中任一项所述的输电线路检修方法。
10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质存储有计算机指令，所述计算机指令用于使计算机执行权利要求1-7中任一项所述的输电线路检修方法。
CN202310274178.4A 2023-03-21 2023-03-21 一种输电线路检修方法、装置、计算机设备及介质 Active CN115994626B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202310274178.4A CN115994626B (zh) 2023-03-21 2023-03-21 一种输电线路检修方法、装置、计算机设备及介质

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202310274178.4A CN115994626B (zh) 2023-03-21 2023-03-21 一种输电线路检修方法、装置、计算机设备及介质

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN115994626A true CN115994626A (zh) 2023-04-21
CN115994626B CN115994626B (zh) 2023-06-23

Family

ID=85990604

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202310274178.4A Active CN115994626B (zh) 2023-03-21 2023-03-21 一种输电线路检修方法、装置、计算机设备及介质

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN115994626B (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN116308301A (zh) * 2023-05-11 2023-06-23 四川众鹏科技有限公司 协调多区域的输电检修方法、装置、计算机设备及介质

Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108448647A (zh) * 2018-02-27 2018-08-24 天津大学 考虑短路电流的月度机组组合与发输电检修联合优化方法
CN110363335A (zh) * 2019-06-21 2019-10-22 国电南瑞科技股份有限公司 考虑陕北级联断面限额联动调整的实时发电计划优化方法
CN110705808A (zh) * 2019-10-31 2020-01-17 山东电力工程咨询院有限公司 新能源接入下考虑检修的输电网规划方案生成系统及方法
CN111416395A (zh) * 2020-03-30 2020-07-14 清华大学 一种多级电网嵌套分解协调有功无功联合调度方法
US20200258168A1 (en) * 2019-02-07 2020-08-13 Midcontinent Independent System Operator, Inc. Systems And Methods For Managing Watchlist Constraints On An Electric Power Grid
CN111612170A (zh) * 2020-04-03 2020-09-01 中国电力科学研究院有限公司 一种输电设备的检修计划制定方法及系统
CN113793003A (zh) * 2021-09-01 2021-12-14 国网河南省电力公司焦作供电公司 面向韧性提升的电力系统检修与运行协同决策方法
CN113991753A (zh) * 2021-12-01 2022-01-28 山东科技大学 一种输电网结构优化调度方法及系统
CN114648179A (zh) * 2022-05-18 2022-06-21 国网四川省电力公司电力科学研究院 电网输电线检修计划生成方法、装置、设备及存储介质

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108448647A (zh) * 2018-02-27 2018-08-24 天津大学 考虑短路电流的月度机组组合与发输电检修联合优化方法
US20200258168A1 (en) * 2019-02-07 2020-08-13 Midcontinent Independent System Operator, Inc. Systems And Methods For Managing Watchlist Constraints On An Electric Power Grid
CN110363335A (zh) * 2019-06-21 2019-10-22 国电南瑞科技股份有限公司 考虑陕北级联断面限额联动调整的实时发电计划优化方法
CN110705808A (zh) * 2019-10-31 2020-01-17 山东电力工程咨询院有限公司 新能源接入下考虑检修的输电网规划方案生成系统及方法
CN111416395A (zh) * 2020-03-30 2020-07-14 清华大学 一种多级电网嵌套分解协调有功无功联合调度方法
CN111612170A (zh) * 2020-04-03 2020-09-01 中国电力科学研究院有限公司 一种输电设备的检修计划制定方法及系统
CN113793003A (zh) * 2021-09-01 2021-12-14 国网河南省电力公司焦作供电公司 面向韧性提升的电力系统检修与运行协同决策方法
CN113991753A (zh) * 2021-12-01 2022-01-28 山东科技大学 一种输电网结构优化调度方法及系统
CN114648179A (zh) * 2022-05-18 2022-06-21 国网四川省电力公司电力科学研究院 电网输电线检修计划生成方法、装置、设备及存储介质

Non-Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
PEI LIGENG ET AL.: "Robust Operation Method for Power System with Energy Storage Considering Power and Energy State", 《2022 4TH INTERNATIONAL CONFERENCE ON POWER AND ENERGY TECHNOLOGY (ICPET)》 *
周明等: "含风电并网的直流互联电网分散协调调度方法", 《电网技术》 *
张国芳等: "计及新能源消纳的多级调度计划协调决策方法", 《 四川电力技术》 *
耿小飞: "含可再生能源的电网调度与检修协同优化", 《中国优秀硕士学位论文全文数据库 (工程科技Ⅱ辑)》 *

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN116308301A (zh) * 2023-05-11 2023-06-23 四川众鹏科技有限公司 协调多区域的输电检修方法、装置、计算机设备及介质
CN116308301B (zh) * 2023-05-11 2023-07-21 四川众鹏科技有限公司 协调多区域的输电检修方法、装置、计算机设备及介质

Also Published As

Publication number Publication date
CN115994626B (zh) 2023-06-23

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN108173282B (zh) 一种考虑电转气运行成本综合能源系统优化调度方法
Yang et al. Interactive energy management for enhancing power balances in multi-microgrids
CN107506855B (zh) 一种过渡期电力市场下的调频辅助服务交易出清方法
Farahmand et al. Nordic hydropower flexibility and transmission expansion to support integration of North European wind power
Schwele et al. Coordination of power and natural gas systems: Convexification approaches for linepack modeling
Renga et al. Energy management and base station on/off switching in green mobile networks for offering ancillary services
CN109359853A (zh) 一种考虑电网安全约束的跨省调峰辅助服务交易出清方法
CN115994626B (zh) 一种输电线路检修方法、装置、计算机设备及介质
CN111667136A (zh) 一种区域电力市场的出清方法、装置及存储介质
CN113610311A (zh) 双层协同架构下考虑碳减排的综合能源服务商合作运行优化方法
CN110570020A (zh) 适应区域交直流混联电网的中长期交易电量安全校核方法
Akhavan-Hejazi et al. A stochastic programming framework for optimal storage bidding in energy and reserve markets
KR20210094033A (ko) 에너지 관리 시스템을 동작시키기 위한 방법, 그 방법을 수행하기 위한 전자 컴퓨팅 디바이스, 컴퓨터 프로그램, 및 데이터 캐리어
Li et al. A decentralized peer-to-peer control scheme for heating and cooling trading in distributed energy systems
WO2024087319A1 (zh) 多区域综合能源系统调度方法、设备和存储介质
CN113765105B (zh) 基于动态随机模型的微电网群能量管理方法
Abdelwahab et al. Energy Efficiency: Improving the renewable energy penetration in a smart and green community
CN105226649B (zh) 一种基于母线负荷预测改进的省级电网发电调度优化方法
CN114064809A (zh) 碳数据处理方法、电子设备和存储介质
CN116862144A (zh) 一种基于双重博弈的多园区低碳调度方法及系统
Savvopoulos et al. A long-term reactive power planning framework for transmission grids with high shares of variable renewable generation
Lei et al. Optimal scheduling of a renewable energy-based park power system: a novel hybrid SDDP/MPC approach
Antoniadou-Plytaria et al. Energy scheduling strategies for Grid-connected microgrids: A case study on chalmers campus
CN113706226A (zh) 电力现货市场三级调度协同出清方法、装置、系统及介质
Liao et al. Bi‐level optimization of multi‐regional power system considering low‐carbon oriented synergy of both source and load sides

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant