电力系统可用输电容量计算方法、装置、介质及设备与流程

本发明涉及输电系统可用传输容量，特别涉及一种电力系统可用输电容量计算方法、装置、介质及设备。

背景技术：

1、在实际电网运行中，各用电负荷的不确定性以及电网随时可能出现的故障，导致实际输电网稳定性问题变得越来越突出，为了维护电力系统的稳定运行，监测电网运行水平变得十分重要，可用传输容量是监测电网运行水平的一个重要评价指标，可用传输容量(atc—available transfer capability)是指在现有输电合同的基础上，实际物理输电网络中剩余的、可用于商业使用的传输容量，准确计算电网的可用传输容量对于电力系统运行具有重要意义。

2、可用输电容量计算方法分为确定性方法和概率性方法。确定性方法作为传统的可用输电容量计算方法，通过在求得的最大输电能力基础上预留一定传输功率裕度以及不确定性因素对电网输电能力的影响，在可再生能源发电不确定性不断增加及电网运行方式多变的新型电力系统背景下，确定性方法得到的可用输电容量较为保守，准确度比较低。概率性方法通过大量的样本来进行模拟，由于使用样本中的多种预测数据进行可用输电容量的计算，预测数据往往与实际参数差距较大，因此概率性方法计算的可用输电容量的准确度也比较低。

技术实现思路

1、有鉴于此，本发明提供了一种电力系统可用输电容量计算方法、装置、介质及设备，主要目的在于解决目前电力系统可用输电容量计算的准确率比较低的问题。

2、根据本技术的一个方面，提供了一种电力系统可用输电容量计算方法，该方法包括：

3、根据新能源发电系统的历史输电数据，得到新能源发电机组可用功率的上限值和下限值；

4、根据发电成本最小函数和第一约束条件构造初始经济调度模型，基于所述新能源发电机组可用功率的上限值和下限值构造所述初始经济调度模型的鲁棒优化约束条件，得到目标经济调度模型，并将所述目标经济调度模型作为可用输电容量双层优化模型中的下层模型；

5、根据目标区域内的可用输电容量最大函数和第二约束条件，构造可用输电容量双层优化模型中的上层模型；

6、基于kkt条件，将所述可用输电容量双层优化模型转换为可用输电容量单层模型，对所述可用输电容量单层模型中的非线性约束进行线性化处理，得到目标模型，对所述目标模型进行求解，得到可用输电容量。

7、可选地，所述根据新能源发电系统的历史输电数据，得到新能源发电机组可用功率的上限值和下限值，包括：

8、基于新能源发电系统的历史输电数据，获取新能源发电机组在t时刻的输出功率预测值、输出功率实际值以及新能源发电机组的输出功率最大值；

9、基于所述新能源发电机组在t时刻的输出功率预测值、输出功率实际值以及新能源发电机组的输出功率最大值，计算新能源发电机组在t时刻的输出功率预测误差的上限值和下限值：

10、基于所述新能源发电机组在t时刻的输出功率预测误差的上限值、下限值、输出功率预测值以及新能源发电机组的输出功率最大值，计算新能源发电机组可用功率的上限值和下限值。

11、可选地，所述根据发电成本最小函数和第一约束条件构造初始经济调度模型，基于所述新能源发电机组可用功率的上限值和下限值构造所述初始经济调度模型的鲁棒优化约束条件，得到目标调度模型，包括：

12、将发电成本最小函数作为初始经济调度模型的目标函数，将所述第一约束条件作为所述目标函数的约束条件，所述第一约束条件包括系统负荷约束、线路容量约束、常规发电机组的输出功率约束以及常规发电机组的爬坡速率约束；

13、基于新能源发电机组可用功率的上限值和下限值，确定鲁棒优化约束条件；

14、在所述初始模型的约束条件中增加鲁棒优化约束条件，得到目标经济调度模型。

15、可选地，所述基于kkt条件，将所述可用输电容量双层优化模型转换为可用输电容量单层模型，包括：

16、将所述上层模型中的目标函数作为可用输电容量单层模型的目标函数；

17、将所述下层模型中的约束条件作为kkt条件的原始约束条件；

18、基于所述下层模型的目标函数和约束条件，构造拉格朗日函数；

19、基于所述拉格朗日函数中的拉格朗日系数和所述下层模型中的不等式约束条件，得到kkt条件的互补约束条件，基于所述拉格朗日系数，确定对偶约束条件；

20、将拉格朗日函数对每个决策变量求偏导，得到kkt条件的梯度约束条件；

21、其中，所述kkt条件的原始约束条件、对偶约束条件、互补约束条件和梯度约束条件均作为可用输电容量单层模型的约束条件。

22、可选地，所述对所述可用输电容量单层模型中的非线性约束进行线性化处理，得到目标模型，包括：

23、采用大m法将可用输电容量单层模型中kkt条件的互补约束条件进行线性化处理，得到目标模型。

24、可选地，所述可用输电容量双层优化模型中的下层模型为：

25、目标函数：

26、系统负荷约束：

27、线路容量约束：

28、发电机出力约束：

29、机组出力的爬坡约束：

30、鲁棒优化约束：

31、

32、

33、

34、

35、其中，t为时段总数，t为所在时段t，n为节点总数，i为节点i，ci为节点i处常规发电机组的成本，为节点i处新能源发电机组的成本，gi,t为节点i处常规发电机组在t时刻输出的电功率，为节点i处新能源发电机组在t时刻输出的电功率，di,t为节点i处的发电系统在t时刻的负荷，l为输电线路l，plmax为输电线路l的总输电容量，sf为价区功率转移因子矩阵，和分别为节点i处常规发电机组输出的电功率的上限值和下限值；和分别为节点i处常规发电机组的最大向上爬坡速率和最大向下爬坡速率，为节点i处新能源发电机组输出的电功率的上限值，分别为引入的对偶变量，为引入的辅助变量，为鲁棒性系数，和为新能源发电机组可用功率的下限值和上限值。

36、可选地，所述可用输电容量单层模型为：

37、目标函数：

38、原始约束条件：

39、

40、

41、

42、

43、

44、

45、

46、

47、对偶约束条件：

48、互补约束条件：

49、

50、

51、

52、

53、

54、

55、

56、

57、

58、

59、梯度约束条件：

60、

61、

62、

63、ωq,t＝ωro1,t-ωro2,t

64、

65、其中，g′i,t为可用输电容量最大时节点i处的常规发电机组在t时刻输出的电功率，ωro1,t,ωro2,t,ωy,t,ωz,t,ωq,t,均为拉格朗日系数。

66、根据本技术的另一个方面，提供了一种电力系统可用输电容量计算装置，包括：

67、可用功率极值获取模块，用于值根据新能源发电系统的历史输电数据，得到新能源发电机组可用功率的上限值和下限值；

68、下层模型获取模块，用于根据发电成本最小函数和第一约束条件构造初始经济调度模型，基于所述新能源发电机组可用功率的上限值和下限值构造所述初始经济调度模型的鲁棒优化约束条件，得到目标经济调度模型，并将所述目标经济调度模型作为可用输电容量双层优化模型中的下层模型；

69、上层模型获取模块，用于根据目标区域内的可用输电容量最大函数和第二约束条件，构造可用输电容量双层优化模型中的上层模型；

70、可用输电容量获取模块，用于基于kkt条件，将所述可用输电容量双层优化模型转换为可用输电容量单层模型，对所述可用输电容量单层模型中的非线性约束进行线性化处理，得到目标模型，对所述目标模型进行求解，得到可用输电容量。

71、根据本技术的另一个方面，提供了一种存储介质，所述存储介质中存储有至少一可执行指令，所述可执行指令使处理器执行上述电力系统可用输电容量计算方法对应的操作。

72、根据本技术的另一个方面，提供了一种计算机设备，包括：处理器、存储器、通信接口和通信总线，所述处理器、所述存储器和所述通信接口通过所述通信总线完成相互间的通信；

73、所述存储器用于存放至少一可执行指令，所述可执行指令使所述处理器执行上述电力系统可用输电容量计算方法对应的操作。

74、借由上述技术方案，本发明实施例提供的技术方案至少具有下列优点：

75、本技术提供的一种电力系统可用输电容量计算方法、装置、设备及介质，根据新能源发电系统的历史输电数据，得到新能源发电机组可用功率的上下限值，基于新能源发电机组可用功率的上下限值构造初始经济调度模型的鲁棒优化约束条件，得到目标经济调度模型，将目标经济调度模型作为可用输电容量双层优化模型中的下层模型，构造可用输电容量双层优化模型中的上层模型，基于kkt条件，将可用输电容量双层优化模型转换为可用输电容量单层模型，对可用输电容量单层模型中的非线性约束进行线性化处理，得到目标模型，对目标模型进行求解，得到可用输电容量，在可用输电容量计算中考虑新能源的不确定性，采用鲁棒优化方法处理不确定性，只需要利用历史数据构造新能源发电的边界而不需要完全知道新能源发电的具体概率分布，减少因为预测偏差带来的误差，提高了可用输电容量的准确度。

76、上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本发明的具体实施方式。