安全約束最優(yōu)潮流的實(shí)用模型及故障態(tài)約束縮減方法

郭瑞鵬, 邊麟龍, 宋少群, 余秀月, 湯　偉, 楊　鋮

(1. 浙江大學(xué)電氣工程學(xué)院, 浙江省杭州市 310027; 2. 國(guó)網(wǎng)福建電力調(diào)度控制中心, 福建省福州市 350003;3. 國(guó)網(wǎng)安徽電力調(diào)度控制中心, 安徽省合肥市 230022)

0　引言

電力系統(tǒng)安全運(yùn)行應(yīng)滿足3類約束條件:①系統(tǒng)負(fù)荷需求;②運(yùn)行約束(無(wú)潮流和電壓越限);③可靠性約束(能承受一定預(yù)想故障的沖擊)[1]。最優(yōu)潮流以潮流方程為基礎(chǔ),進(jìn)行經(jīng)濟(jì)與安全、有功與無(wú)功功率的全面優(yōu)化,但僅考慮前2類約束,沒(méi)有考慮可靠性約束。當(dāng)某個(gè)電力設(shè)備發(fā)生故障并退出運(yùn)行時(shí),將引起潮流在電網(wǎng)中的重新分配,并可能導(dǎo)致部分電力設(shè)備潮流明顯增大,若超過(guò)其短時(shí)過(guò)載能力,則可能在運(yùn)行人員來(lái)不及干預(yù)的情況下發(fā)生連鎖開(kāi)斷,給電網(wǎng)的安全運(yùn)行帶來(lái)嚴(yán)重威脅[2]。

由于電力系統(tǒng)故障的實(shí)時(shí)自動(dòng)處理在技術(shù)上仍存在較大困難,故電網(wǎng)安全運(yùn)行的著眼點(diǎn)在于預(yù)防事故后果。為避免預(yù)想開(kāi)斷引發(fā)連鎖故障,給運(yùn)行人員處理事故留出充足的時(shí)間,需要對(duì)電網(wǎng)正常運(yùn)行時(shí)的潮流進(jìn)行適當(dāng)?shù)目刂?以保證可信的預(yù)想開(kāi)斷發(fā)生時(shí)不會(huì)引起電力設(shè)備潮流超過(guò)其短時(shí)允許載流量。安全約束最優(yōu)潮流(security constrained optimal power flow,SCOPF)在最優(yōu)潮流(OPF)模型的基礎(chǔ)上,添加了可靠性約束,能夠較好地保障電網(wǎng)的安全可靠運(yùn)行。

對(duì)于大型電力系統(tǒng),由于預(yù)想故障集的規(guī)模龐大,若對(duì)所有預(yù)想故障狀態(tài)進(jìn)行詳細(xì)建模,并考慮其可靠性約束,則SCOPF問(wèn)題的計(jì)算規(guī)模將非常龐大,其數(shù)值求解存在巨大困難,不具有實(shí)用價(jià)值。……