互联电网联络线功率控制方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种互联电网联络线功率控制方法。
【背景技术】
[0002] 我国电力需求和能源资源分别集中在东、南沿海地区和西北地区，因此必然要求 大规模长距离跨区域输电，而随着电力工业发展，特高压电网建设、以及大量清洁能源并 网，对我国电网跨区域输电安全带来新的挑战。区域间联络线的输电量应当按照联络线计 划交换功率执行，若出现计划外偏差，则易导致联络线交换功率越限，严重威胁系统安全。 尤其是对于特高压联络线，联络线交换功率越限对系统造成的影响更为严重。因此，合理有 效的联络线控制策略十分重要，当发现越限时，通过采取一些措施将其拉回至功率限值内， 如区域间和区域内发电重新分配，降低或切除输电负荷等。现有技术中主要有三种方式来 处理联络线交换功率越限和线路过载的问题，其中一种为调节运行方式，具体采用预防控 制方案，即提前减小机组出力并限制用户负荷，这种方式在正常运行情况下限制机组出力， 会减少线路的输送容量，使发输电资源均不能得到充分运用；另外一种为安装安全自动装 置方式，通过对线路潮流的实时监控，实现在线路过载时迅速控制指定机组进行调节，进而 可以充分发挥线路的传输能力，但这种方式参与调节的机组单一，控制难度较大；还有一种 灵敏度控制方式，是利用系统中某些物理量的微分关系，来获得因变量和自变量敏感程度 的方法，在电力系统分析与控制中得到了广泛的应用，具体地，当联络线发生交换功率越限 时，通过分析各发电机有功出力对各条线路有功潮流的灵敏度，来选择合适的发电机，对选 出的发电机进行功率再分配进而消除越限，这种方式具有计算速度快、经济性强、且参与调 节的发电机节点少的优点，但由于在整个系统中寻找灵敏度最大的发电机进行调节，故并 没有考虑到各个区域内部的平衡需求，电力系统是由数个区域联接而成，区域控制偏差ACE 显示各区域执行发电计划的情况，通过ACE可知各区域对联络线功率越限的责任大小，每 个区域需要尽量保证区域控制偏差ACE在一个很小的范围内，或使区域控制偏差ACE为有 利于系统频率恢复的方向，因此若仅依据灵敏度进行调节而不考虑各区域的ACE，则会出现 特高压联络线功率恢复但大量低电压等级的线路越限的情况，且原本造成特高压联络线交 换功率越限的区域，可能由于区域内部发电机对越限线路的灵敏度小而不参与调节，反而 某个区域总要为其它区域的失误负责，未区分各区域对联络线交换功率越限的责任大小， 以发电机为单位，选取整个系统中对越限线路灵敏度大的发电机调节，不能体现公平原则。
【发明内容】
[0003] 本发明针对以上问题的提出，而研制一种互联电网联络线功率控制方法。
[0004] 本发明的技术手段如下：
[0005] -种互联电网联络线功率控制方法，包括如下步骤：
[0006] 步骤1 :确定互联电网任一联络线1交换功率越限量APp1 = 1、2、一L;
[0007]步骤2 :根据联络线1交换功率越限量A匕，得出联络线1两侧系统A、B各自的 待调功率总量APJPAPb，-APa=APB=AP1;系统A包括n个区域，系统B包括m个区 域；
[0008] 步骤3:确定系统A和B中参与联络线1交换功率调节的区域：
[0009] ①计算出系统A中各区域的区域控制偏差ACEp以及系统B中各区域的区域控制 偏差ACE」，其中i=l、2、…n，j=l、2、…m;
[0010] ②获取联络线1实际交换功率与计划交换功率之间的差值APT= ，定义联络 线交换功率&流出系统A为正方向，流入系统A为负方向，其中P^为联络线计划交换功率；
[0011] ③对ACEi* 结果与0进行比较，若ACE"APT〈〇,则区域i不参与联络线1 交换功率调节，若ACE"APT>〇,则对lACEj与死区门槛值进行比较，若lACEj大于死区门 槛值，则区域i参与联络线1交换功率调节；若|ACEi|小于等于死区门槛值，则区域i不参 与联络线1交换功率调节；
【主权项】
1. 一种互联电网联络线功率控制方法，其特征在于包括如下步骤： 步骤1 :确定互联电网任一联络线1交换功率越限量AP1, 1 = 1、2、一L ; 步骤2 :根据联络线1交换功率越限量△ P1，得出联络线1两侧系统A、B各自的待调功 率总量ΛΡ，Λ P B，-ΛΡα= ΛΡΒ= Λ P1;系统A包括η个区域，系统B包括m个区域； 步骤3 :确定系统A和B中参与联络线1交换功率调节的区域： ① 计算出系统A中各区域的区域控制偏差ACEi,以及系统B中各区域的区域控制偏差 ACEj,其中 i = 1、2、···]!，j = 1、2、"-m ; ② 获取联络线1实际交换功率与计划交换功率之间的差值ΛPt= PT-Ptl，定义联络线交 换功率&流出系统A为正方向，流入系统A为负方向，其中P ^为联络线计划交换功率； ③ 对ACEi · 结果与O进行比较，若ACEi · ΛΡτ〈〇,则区域i不参与联络线1交换 功率调节，若ACEi · Λ Ρτ>〇,则对IACEiI与死区门槛值进行比较，若IACEiI大于死区门槛值， 则区域i参与联络线1交换功率调节；若IACE iI小于等于死区门槛值，则区域i不参与联 络线1交换功率调节； 对ACEj · Λ 结果与O进行比较，若ACE」· Λ Ρτ>〇,则区域j不参与联络线1交换功 率调节，若ACEj · ΛΡτ〈〇,则对IACEjI与死区门槛值进行比较，若IACEjI大于死区门槛值， 则区域j参与联络线1交换功率调节；若IACE」小于等于死区门槛值，则区域j不参与联 络线1交换功率调节； 步骤4:根据公式
确定区域i的功率调节量，若功率调节量 APFi>〇,则功率调节方向为流出区域i，若功率调节量APFi〈0,则功率调节方向为流入区域 i，其中ΛΡΑ为系统A的待调功率总量、ACEi为区域i的区域控制偏差、Σ」ACE|为系统A 中所有参与联络线1交换功率调节的区域的区域控制偏差之和； 根据公式
确定区域j的功率调节量ΛΡα若功率调节量APf，〇， 则功率调节方向为流出区域j，若功率调节量APFj〈〇,则功率调节方向为流入区域j，其中 ΛΡΒ为系统B的待调功率总量、ACE，；区域j的区域控制偏差、Σ B|ACE|为系统B中所有 参与联络线1交换功率调节的区域的区域控制偏差之和。
2. 根据权利要求1所述的互联电网联络线功率控制方法，其特征在于在步骤4后还具 有如下步骤： 步骤5 :计算联络线1的有功潮流对系统A中区域i内的发电机组k有功出力的灵敏 度Apk，计算联络线1的有功潮流对系统B中区域j内的发电机组h有功出力的灵敏度A1+, 其中 k = 1、2、."K，h = 1、2、."H ; 步骤6:确定系统A中区域i内各发电机组出力的调节量AGk，以及系统B中区域j内 各发电机组出力的调节量AGh,其中k=l、2、…K，h = l、2、…H。
3. 根据权利要求2所述的互联电网联络线功率控制方法，其特征在于以参与功率调节 的发电机组数最少为目标来确定系统A中区域i内各发电机组出力的调节量AG k、以及系 统B中区域j内各发电机组出力的调节量AGh; 所述目标对应的优化模型为
其中N为参与功率调节的发电机组数、Gkmin为发电机组k的出力下限、Gk max为发电机组 k的出力上限、Gk°为发电机组k的初始出力、G kd为发电机组k的爬坡率下限、G，为发电机 组k的爬坡率上限、Apk为联络线1的有功潮流对区域i中发电机组k有功出力的灵敏度、 Ghmin为发电机组h的出力下限、Ghmax为发电机组h的出力上限、G h°为发电机组h的初始出 力、Ghd为发电机组h的爬坡率下限、G hu为发电机组h的爬坡率上限、A η为联络线1的有功 潮流对区域j中发电机组h有功出力的灵敏度、为联络线1的初始交换功率、P Tx为联 络线1的交换功率限值、t为功率调节时间。
4.根据权利要求2所述的互联电网联络线功率控制方法，其特征在于以功率调节时间 最短为目标来确定系统A中区域i内各发电机组出力的调节量AGk、以及系统B中区域j 内各发电机组出力的调节量AGh; 所述目标对应的优化模型为
其中Gkmin为发电机组k的出力下限、G kmax为发电机组k的出力上限、G k°为发电机组k 的初始出力、Gkd为发电机组k的爬坡率下限、Gku为发电机组k的爬坡率上限、A η为联络 线1的有功潮流对区域i中发电机组k有功出力的灵敏度、Ghmin为发电机组h的出力下限、 Ghmax为发电机组h的出力上限、Gh°为发电机组h的初始出力、G hd为发电机组h的爬坡率下 限、Ghu为发电机组h的爬坡率上限、A η为联络线1的有功潮流对区域j中发电机组h有功 出力的灵敏度、为联络线1的初始交换功率、P Tx为联络线1的交换功率限值、t为功率 调节时间。
5.根据权利要求2所述的互联电网联络线功率控制方法，其特征在于以各发电机组 出力调节量的绝对值之和最少为目标来确定系统A中区域i内各发电机组出力的调节量 AGk、以及系统B中区域j内各发电机组出力的调节量AGh; 所述目标对应的优化模型为
其中Gkmin为发电机组k的出力下限、G kmax为发电机组k的出力上限、G k°为发电机组k 的初始出力、Gkd为发电机组k的爬坡率下限、Gku为发电机组k的爬坡率上限、A η为联络 线1的有功潮流对区域i中发电机组k有功出力的灵敏度、Ghmin为发电机组h的出力下限、 Ghmax为发电机组h的出力上限、Gh°为发电机组h的初始出力、G hd为发电机组h的爬坡率下 限、Ghu为发电机组h的爬坡率上限、A η为联络线1的有功潮流对区域j中发电机组h有功 出力的灵敏度、为联络线1的初始交换功率、P Tx为联络线1的交换功率限值、t为功率 调节时间。
6.根据权利要求2所述的互联电网联络线功率控制方法，其特征在于以各发电机组的 煤耗量之和最少为目标来确定系统A中区域i内各发电机组出力的调节量AGk、以及系统 B中区域j内各发电机组出力的调节量AGh; 所述目标对应的优化模型为：
其中Gkmin为发电机组k的出力下限，G kmax为发电机组k的出力上限，G k°为发电机组k 的初始出力，Gkd为发电机组k的爬坡率下限，Gku为发电机组k的爬坡率上限，A η为联络 线1的有功潮流对区域i中发电机组k有功出力的灵敏度，Ghmin为发电机组h的出力下限， Ghmax为发电机组h的出力上限，G h°为发电机组h的初始出力，Ghd为发电机组h的爬坡率下 限，G hu为发电机组h的爬坡率上限，A η为联络线1的有功潮流对区域j中发电机组h有功 出力的灵敏度，ak、bk、c k为发电机组k的经济参数，ah、bh、ch为发电机组h的经济参数，P, 为联络线1的初始交换功率、P1maX为联络线1的交换功率限值、t为功率调节时间。
【专利摘要】本发明公开了一种互联电网联络线功率控制方法，包括如下步骤：确定互联电网任一联络线l交换功率越限量ΔPl；根据联络线l交换功率越限量ΔPl，得出联络线l两侧系统A、B各自的待调功率总量ΔPA和ΔPB，-ΔPA＝ΔPB＝ΔPl；确定系统A和B中参与联络线l交换功率调节的区域；本发明在消除联络线越限的同时，恢复各区域的ACE，有利于电网的安全运行，在区域间协调配合的同时，体现了谁引起谁负责的公平原则。
【IPC分类】H02J3-46
【公开号】CN104538991
【申请号】CN201410834029
【发明人】李卫东, 孙乔, 沈硕, 巴宇, 张琳, 程凯
【申请人】大连理工大学
【公开日】2015年4月22日
【申请日】2014年12月27日