基于考虑潮流和灵敏度一致性等值网络的期望缺供电量评估方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及供电领域，特别是一种用于等值网络的期望缺供电量评估方法。
【背景技术】
[0002] 随着新能源的大力发展、电力市场的不断推进以及负荷的不断增长，电力系统逐 渐发展成为分层分区且各分区之间又紧密联系的互联大电网。由于各子网之间相互影响日 益增强，在对所研究的子网（即内网）进行分析决策时必须对互联外网的影响进行有效考 虑;但在某些情况下，由于技术原因或涉及到行业机密性等问题，系统子网之间不能共享电 网数据，造成系统中各子网之间无法进行完备的数据交换。因此，既能保留互联子网信息又 具有良好保密性能的等值模型在互联电网分析计算中得到了广泛的应用。
[0003] 在可靠性评估的指标计算中，潮流和灵敏度是系统分析和最小切负荷计算所需的 重要信息，建立等值模型时应充分考虑等值前后潮流及灵敏度的一致性，以保证内网的可 靠性指标计算精度及其运行决策的有效性。
[0004] 现有考虑等值的可靠性评估方法通常都只考虑了等值前后潮流的一致性，但没有 考虑等值前后灵敏度的一致性。如1998年5月于IEEE Transactions on Power System上发 表的 "Application of an Adequacy Equivalent Method in Bulk Power System Reliability Evaluation"一文，该文利用充裕度等值方法对城市核心电网进行可靠性评 估。充裕度等值方法是一种简单的挂等值机方法，它将外网等值成注入电流，该方法满足等 值前后潮流的一致性，但难以保证灵敏度的一致性，并且没有考虑外网的网架特性，在系统 发生变化时，不能有效保证系统分析和最小切负荷的计算精度，从而影响可靠性评估的准 确性。
[0005] EENS(expected energy not supplied)，又名期望缺供电量，是指系统在给定时 间区间内因发电容量短缺或电网约束造成负荷需求电量削减的期望数。EENS指标是系统可 靠性指标之一，和停电的概率、范围、持续时间紧紧相关，利用它来反映系统可靠性比利用 母线或者输电线的过负荷更准确全面。
【发明内容】
[0006] 本发明的目的就是提供一种基于考虑潮流和灵敏度一致性等值网络的期望缺供 电量评估方法，它可以在考虑潮流和灵敏度一致性的情况下计算期望缺供电量评估方法。
[0007] 本发明的目的是通过这样的技术方案实现的，具体步骤如下：
[0008] 1)采集互联电网基础数据及可靠性评估参数；
[0009] 2)采用基于潮流和灵敏度一致性的静态等值方法，计算等值网络的等值参数，建 立等值网络的拓扑分析模型；
[0010] 3)根据步骤2)中所得拓扑分析模型和约束条件，建立基于潮流、灵敏度及约束一 致性等值的修正最小切负荷模型，并求解；
[0011] 4)可靠性评估指标期望缺供电量EENS计算。
[0012] 2.如权利要求1所述的基于考虑潮流和灵敏度一致性等值网络的期望缺供电量评 估方法，其特征在于，将互联网络节点分为三部分，分别为外网节点集合E、边界节点集合B 和内网节点集合I;
[0013]步骤1)中所述互联电网基础数据包括有互联电网拓扑结构和电力设备参数，可靠 性评估参数包括有内网元件个数和各元件的可用率；
[0014] 所述电力设备参数包括有全部线路的阻抗参数与对地电纳参数，变压器的阻抗参 数，对地导纳参数及变比参数，全部节点的对地导纳参数，发电机出力约束条件，线路传输 约束条件。
[0015] 3.如权利要求2所述的于考虑潮流和灵敏度一致性等值网络的期望缺供电量评估 方法，其特征在于，步骤2)中所述等值参数包括有支路阻抗，2；#&和等值对地 支路导纳^*，，等值负荷^^4，值发电机出力夂―°
[0016] 4.如权利要求3所述的于考虑潮流和灵敏度一致性等值网络的期望缺供电量评估 方法，其特征在于，步骤3)中所述修正最小切负荷模型为
[0017]
(11)
[0018] 式中，Ck为内网或边界节点k的切负荷量，N1，Nb分别为内网和边界节点数量；
[0019]步骤3)中所述红豆条件包括有：
[0020] 3-1)潮流平衡约束
[0021]
[0022] (13)：
[0023] 式中：16(13，叫），？(^为发电机有功输出，？^为节点1的负荷有功功率，^^为发电 机无功输出，Qd1为节点i的负荷无功功率，Qm为并联无功补偿注入无功功率，V 1为外部节点 高压侧的电压，V沩外部节点低压侧的电压，G1伪外部节点i和j之间的电导，B 1沩外部节点 i和j之间的电纳，Slj为外部节点i和j之间的相角差，N为等值后全网节点数量，Nb为系统原 有的节点数，Ns为平衡节点；
[0024] 3-2)内网变量约束
[0025] kitmin < kit < kitmax t = I, ···,Ντ (14)
[0026] PlGimin < PlGi < PlGimax i = I，…，Ng (15)
[0027] QlGimin < QlGi < QlGimax i = I，…，Ng (16)
[0028] Qlcrimin 仝 Qlcri 仝 Qlcrimax i = I，…，Ncr ( 17 )
[0029] 式(4)~（7)中，kIt为内网有载调压变压器LTC变比，kItmin，kItmax为k It的上下限约 束，Nt为内网有载调压变压器LTC的个数;PIGdPQIGi为内网发电机输出有功和无功，P IGimin， PlGimax和QlGimin ,QlGimax分别是PlGi和QlGi的上下限约束，Ng为内网发电机的个数;Qlcri为内网并 联无功补偿，Qlcrimin ,Qlcrimax为Qlcri的上下限约束，Ncr为并联无功补偿设备的个数；
[0030] 3-3)节点有功负荷消减量约束
[0031] 0<Ck<PDk k = l, . . . ,Ni+Nb (18)
[0032] 至此，基于潮流和灵敏度一致性等值的修正最小切负荷模型建立完成，并采用预 测原对偶内点法对该最小切负荷模型进行求解。
[0033] 5.如权利要求4中所述的基于考虑潮流和灵敏度一致性等值网络的期望缺供电量 评估方法，其特征在于，步骤4)中所述EENS的计算方法如下：
[0034] 4-1)选择内网系统状态
[0035] 采用蒙特卡洛法对系统状态抽样，设抽样总次数为M次，每次抽取的都是一个完全 独立的状态，则每一次抽取的系统状态概率如下：
[0036]
(19)
[0037] 4-2)拓扑分析
[0038] 在选择完系统状态后，对系统进行拓扑分析，将有电气联系的节点和支路划分到 一个子系统中，并整理出每个子系统的数据，以形成电压稳定校正控制分析的输入数据;若 在系统不解列的情况下，全网为一个系统，若对于解列的系统，甩去较小部分的网络，保留 大的网络；
[0039] 4-3)总EENS指标计算；
[0040]
(20)
[0041] 式中：S为给定时间区间内不能满足负荷需求的系统状态全集;Pi为系统处于状态 i的概率;Ci为状态i条件下削减的负荷功率;T为8760h。期望缺供电量单位通常用丽· h/a 表不。
[0042] 6.如权利要求5所述的基于考虑潮流和灵敏度一致性等值网络的期望缺供电量评 估方法，其特征在于，步骤4-2)在全网为一个系统或保留大网络后，还包括以下步骤：
[0043] A、计算潮流分布，差别是否越限，或越限，则转入步骤B，若不越限则转入步骤E;
[0044] B、采用调整手段，判别是否越限，若越限则转入步骤C，若不越限则转入步骤E;
[0045] C、采用优化算法进行最小切荷方案处理，设置内网所有可切负荷节点的总切负荷 量最小为优化目标，考虑内网元件约束和等值后网络功率平衡约束等约束条件，建立优化 模型;然后采用预测原对偶内点法对优化模型求解，判断最小切负荷方案是否收敛及方案 是否唯一，若是则转入步骤D，若不是忽略此系统状态情况并转入步骤E;;
[0046] D、计算系统状态X的EENS指标，并转入步骤E;
[0047] E、判断是否满足蒙特卡洛法收敛条件，若满足，则转入步骤F;
[0048] F、转入步骤 4-3)。
[0049] 由于采用了上述技术方案，本发明具有如下的优点：
[0050] 1、在建立含等值网络的内网可靠性评估拓扑分析模型方面，本发明所采用的外网 等值方法不仅能保持等值前后潮流的一致性，还能有效保证等值前后灵敏度一致性，有效 提尚了含等值网络的内网可靠性评估拓扑分析t旲型的准确性；
[00511 2、相比于现有基于挂机等值理论和Ward等值理论的可靠性评估方法，本发明所建 立的拓扑分析模型可以有效保留外网对内网的功率、电压支撑以及边界节点之间的功率转 移等特性，使得对于系统状态的潮流计算、最小切负荷等分析更为精确，从而保证可靠性指 标的有效性和准确性。
[0052]本发明的其他优点、目标和特征在某种程度上将在随后的说明书中进行阐述，并 且在某种程度上，基于对下文的考察研究对本领域技术人员而言将是显而易见的，或者可 以从本发明的实践中得到教导。本发明的目标和其他优点可以通过下面的说明书和权利要 求书来实现和获得。
【附图说明】
[0053]本发明的【附图说明】如下。
[0054]图1为本发明的流程示意图；
[0055]图2为步骤2)中等值电路示意图；
[0056]图3为节点标准测试系统图。
【具体实施方式】
[0057]下面结合附图和