CN108173293B - 计及电网运行约束的新能源有功出力最大值在线计算方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种计及电网运行约束的新能源有功出力最大值在线计算方法，属于电力***调度自动化技术领域。本发明提出首先预估稳定断面在线限额区间，然后，计及稳定断面在线限额区间中值和调峰约束，构建考虑新能源电站、常规机组的电网安全影响性能和经济环保性能等指标的新能源有功出力最大化计算模型，再针对优化计算得到的电网运行状态进行静态安全校核，并修正稳定断面在线限额区间，通过迭代，得到满足静态安全和调峰约束的电网运行状态，最后，针对该运行状态进行暂态和动态安全校核，并通过迭代，得到满足暂态、动态安全和调峰约束的电网运行状态，将相应的新能源有功出力之和作为计及电网运行约束的新能源有功出力最大值。

Description

计及电网运行约束的新能源有功出力最大值在线计算方法
技术领域
本发明属于电力***调度自动化技术领域，更准确地说，本发明涉及一种计及电网静态、暂态和动态安全约束以及调峰约束的新能源有功出力最大值在线计算的方法。
背景技术
新能源发电具有间隙性和随机性特点，为了最大限度消纳新能源电力，必须要根据新能源电站有功出力预测性能、新能源电站和常规机组的实时运行调节性能以及经济环保性能，并考虑新能源电站和常规机组有功出力对电网在线安全稳定特性的影响程度进行在线调度。
专利“一种新能源发电在线接纳能力评估方法”(申请号：201410456673.8)构建了以调度周期内所有时段的新能源有功出力之和最大为目标，考虑调度周期内各个时段常规机组有功出力上下限约束、变压器和稳定断面有功潮流约束、电网有功注入平衡约束和新能源发电装机容量约束的优化模型，该方法一方面没有考虑调峰约束，另一方面也没有给出稳定断面有功限额是如何获得的。专利“计及电量交易计划的发电厂并网有功功率实时控制方法”(申请号：201610627240.3)中同样也没有给出稳定断面有功限额是如何获得的。实际上稳定断面的限额不仅与电网设备投/停状态和负荷分布相关，还与新能源电站及常规机组的出力相关，因此，在没有计算出新能源电站和常规机组的出力且经过电网安全稳定校核之前是不能确定稳定断面限额的。采用当前时刻的离线限额或者在线限额来计算未来时刻新能源有功出力最大值，必然存在计算精度难以保障的缺陷。
发明内容
本发明目的是：针对现有技术中的不足，提出一种计及电网静态、暂态和动态安全约束以及调峰约束的新能源有功出力最大值在线计算方法。
本发明的基本原理在于：在预估电网稳定断面限额区间的基础上，通过求解考虑稳定断面限额约束和调峰约束的新能源有功出力最大化模型，并对优化结果进行静态安全校核，根据静态安全校核结果修正电网稳定断面限额区间，通过迭代就可以得到计及电网静态安全约束和调峰约束的新能源有功出力最大值。再以此运行状态下稳定断面有功作为相应稳定断面的限额上限，通过暂态和动态安全校核，根据校核结果修正电网稳定断面限额所处区间，结合考虑稳定断面限额约束和调峰约束的新能源有功出力最大化模型求解的迭代，最终可以得到计及电网静态、暂态和动态安全约束以及调峰约束的新能源有功出力最大值。在优化目标中将新能源电站有功出力预测性能和调节性能作为新能源有功出力的加权系数，有利于新能源有功调控指令能够更有效执行；在优化目标中将新能源电站、常规机组经济环保性能及其有功出力对电网在线安全稳定裕度的影响程度，分别作为新能源电站有功出力和常规机组有功出力的加权系数，有利于统筹考虑电网输电能力充分率和电网经济环保性能的综合最佳。
具体地说，本发明是采用以下技术方案实现的，包括以下步骤：
1)根据电网调控管辖权限，将电网划分为内网和外网，其中本调控中心管辖的电网称为内网，与内网相联的其它电网称为外网，设电网当前运行时刻为t0，将电网当前运行状态记为S0，将t0时刻本调控中心监控且与新能源发电相关的稳定断面集记为A，将在线评估周期记为T，将(t0+T)时刻本调控中心监控且与新能源发电相关的稳定断面集记为B，将S0下B中第i个稳定断面关联的静态安全校核故障集记为F0i，将S0下B中各个稳定断面关联的静态安全校核故障集的并集记为F0，分别针对S0进行F0中各个故障的静态安全校核，得到内网中各个新能源场站和常规机组有功出力对电网静态安全裕度的在线灵敏度，将静态安全校核标志设置为0，进入步骤2)；
所述常规机组是指内网中除新能源场站之外其它电站的发电机；
2)针对B中各个稳定断面，分别进行以下处理后进入步骤3)；
若B中第i个稳定断面属于A∩B且F0i中所有故障都能保持静态安全，则通过公式(1)估算其在(t0+T)时刻的在线限额区间上限和下限，分别记为Psc.lmt.i.u、Psc.lmt.i.d，并将Psc.lmt.i.u和Psc.lmt.i.d的校核标志都设置为0；
若B中第i个稳定断面属于A∩B且F0i中至少有一个故障不能保持静态安全，则通过公式(2)估算Psc.lmt.i.u和Psc.lmt.i.d，并将Psc.lmt.i.u和Psc.lmt.i.d的校核标志都设置为0；
若B中第i个稳定断面属于
Figure GDA0003150479670000031
则通过公式(3)估算Psc.lmt.i.u和Psc.lmt.i.d，并将Psc.lmt.i.u和Psc.lmt.i.d的校核标志都设置为0；
Figure GDA0003150479670000032
Figure GDA0003150479670000033
Figure GDA0003150479670000034
式中，SC为B中稳定断面总数，Pε为设定的新能源有功出力最大值的计算精度，Psc.i.0为t0时刻B中第i个稳定断面的有功，若t0时刻B中第i个稳定断面的在线限额已经通过计算得到，则Psc.lmt.i.0为t0时刻B中第i个稳定断面的在线限额，否则，Psc.lmt.i.0为t0时刻B中第i个稳定断面的离线限额，Psc.lmt.i.1为(t0+T)时刻B中第i个稳定断面的离线限额，a1、a2为设定参数，a1大于1，a2小于1，(a1+a2)>2；
3)通过求解综合考虑新能源电站有功出力预测性能、新能源电站和适应新能源电站有功出力最大化的常规机组实时运行调节性能及经济环保性能，以及新能源电站和适应新能源电站有功出力最大化的常规机组有功出力对电网在线安全裕度灵敏度，计及电网稳定断面限额约束和调峰约束的新能源有功出力最大化模型，得到内网中各个新能源场站有功出力和适应新能源电站有功出力最大化的常规机组有功出力，进入步骤4)；
4)分别将t0时刻内网中各个负荷、新能源电站和常规机组的功率因数作为(t0+T)时刻内网中相应的负荷、新能源电站和常规机组的功率因数，根据(t0+T)时刻各个负荷节点的有功负荷预测值和通过步骤3)计算得到的各个新能源电站、常规机组的有功出力，计算出各个负荷节点的无功负荷和各个新能源电站和常规机组的无功出力，结合(t0+T)时刻内网设备投/停计划及各回对外联络线注入内网的有功计划值，以及(t0+T)时刻外网的计划运行方式，生成包括内网和外网在内的(t0+T)时刻电网运行状态，记为S1，并将S1下B中第i个稳定断面的有功潮流记为Psc.i.1，进入步骤5)；
5)若静态安全校核标志为0，则进入步骤6)，否则，进入步骤10)；
6)将S1下B中第i个稳定断面关联的静态安全校核故障集记为Fsi，将S1下B中各个稳定断面关联的静态安全校核故障集的并集记为Fs，分别针对S1进行Fs中各个故障的静态安全校核，更新内网中各个新能源场站和适应新能源电站有功出力最大化的常规机组有功出力对电网静态安全裕度的在线灵敏度，进入步骤7)；
7)针对B中各个稳定断面，分别进行以下处理后进入步骤8)：
若S1下Fsi中所有故障都能保持静态安全，则将Psc.lmt.i.d更新为Psc.i.1，并将Psc.lmt.i.d的校核标志设置为1，否则，将Psc.lmt.i.u更新为Psc.i.1，并将Psc.lmt.i.u的校核标志设置为1；
若Psc.lmt.i.u的校核标志为0且(Psc.lmt.i.u-Psc.lmt.i.d)≤Pε/SC，则将Psc.lmt.i.u更新为(a1Psc.i.1+Pε/SC)；
若Psc.lmt.i.u的校核标志为0且
Figure GDA0003150479670000041
则将Psc.lmt.i.u更新为Psc.i.1，并将Psc.lmt.i.u的校核标志设置为1；
若Psc.lmt.i.d的校核标志为0且(Psc.lmt.i.u-Psc.lmt.i.d)≤Pε/SC，则将Psc.lmt.i.d更新为(a2Psc.i.1-Pε/SC)；
8)若(t0+T)时刻B中各个稳定断面在线限额区间上限和下限的校核标志都为1且在线限额区间长度都小于等于Pε/SC，则将静态安全校核标志设置为1，进入步骤9)，否则，返回步骤3)；
9)针对B中各个稳定断面，分别将Psc.lmt.i.d更新为(a2Psc.lmt.i.u-Pε/SC),并将Psc.lmt.i.d的校核标志设置为0，进入步骤10)；
10)将S1下B中第i个稳定断面关联的暂态和动态安全校核故障集记为Fti，将S1下B中各个稳定断面关联的暂态和动态安全校核故障集的并集记为Ft，分别针对S1进行Ft中各个故障的暂态和动态安全校核，更新内网中各个新能源场站和适应新能源电站有功出力最大化的常规机组有功出力对电网暂态和动态安全裕度的在线灵敏度，进入步骤11)；
11)针对B中各个稳定断面，分别进行以下处理后进入步骤12)：
若S1下Fti中所有故障都能保持暂态和动态安全，则将Psc.lmt.i.d更新为Psc.i.1，并将Psc.lmt.i.d的校核标志设置为1，否则，将Psc.lmt.i.u更新为Psc.i.1；
若Psc.lmt.i.d的校核标志为0且(Psc.lmt.i.u-Psc.lmt.i.d)≤Pε/SC，则将Psc.lmt.i.d更新为(a2Psc.i.1-Pε/SC)；
12)若(t0+T)时刻B中各个稳定断面在线限额区间上限和下限的标志位都为1且在线限额区间长度都小于等于Pε/SC，则将(t0+T)时刻内网中所有新能源场站的有功出力之和作为(t0+T)时刻计及电网运行约束的新能源有功出力最大值，并分别将B中各个稳定断面在线限额区间上限和下限的平均值作为其(t0+T)时刻的在线限额，返回步骤1)，否则，返回步骤3)。
上述技术方案的进一步特征在于，所述步骤3)中最大化模型采用公式(4)表示；
Figure GDA0003150479670000061
式中，N为内网中新能源场站总数，αn.i、βn.i分别为内网中第i个新能源场站有功出力的预测性能指标和调节性能指标，当静态安全校核标志为0时，γn.i为内网中第i个新能源场站有功出力对电网静态安全裕度的在线灵敏度，当静态安全校核标志为1时，γn.i为内网中第i个新能源场站有功出力对电网暂态和动态安全裕度的在线灵敏度，λn.i为内网中第i个新能源场站单位电量的经济环保性能综合指标，综合指标数值越大，表示经济环保性能越高，Pn.i.1为(t0+T)时刻内网中第i个新能源场站的有功出力，Pn.i.pre、aPn.i.pre分别为(t0+T)时刻内网中第i个新能源场站的有功出力预测值和有功出力下限，a为设定的参数；
G为内网常规机组中适应新能源有功出力最大化的机组集合，当静态安全校核标志为0时，γm.i为G中第i个机组有功出力对电网静态安全裕度的在线灵敏度，当静态安全校核标志为1时，γm.i为G中第i个机组有功出力对电网暂态和动态安全裕度的在线灵敏度，λm,i为G中第i个机组单位电量的经济环保性能综合指标，Pm.i.1为(t0+T)时刻G中第i个机组的有功出力，Pm.max.i、Pm.min.i分别为(t0+T)时刻G中第i个机组的有功出力上限和下限，Pm.i.0为t0时刻G中第i个机组的有功出力，Vm.i为G中第i个机组的有功出力调节速度；
H为内网常规机组中按计划发电的机组集合，Pm1.i.1为(t0+T)时刻H中第i个机组的有功计划出力，Pm1.i.0为t0时刻H中第i个机组的有功出力；
TL为内外网之间联络线的总数，Ptl.i.0为t0时刻其中第i回联络线注入内网的有功，Ptl.i.1为(t0+T)时刻其中第i回联络线注入内网的有功计划值；
b为t0时刻内网的网损率；
Psc.j.0为t0时刻B中第j个稳定断面的有功；Sn.j.i为t0时刻内网中第i个新能源场站有功出力对B中第j个稳定断面有功的灵敏度，Sm.j.i为t0时刻G中第i个机组有功出力对B中第j个稳定断面有功的灵敏度，Sm1.j.i为t0时刻H中第i个机组有功出力对B中第j个稳定断面有功的灵敏度，Stl.j.i为t0时刻内网对外联络线中第i回联络线注入内网的有功对B中第j个稳定断面有功的灵敏度，L为内网中负荷节点总数，Sl.j.i为t0时刻内网中第i个负荷节点有功对B中第j个稳定断面有功的灵敏度，Pl.i.0为t0时刻内网中第i个负荷节点的有功负荷，Pl.i.1为(t0+T)时刻内网中第i个负荷节点的有功负荷预测值；
E为t0时刻内网中过载监视的输电设备总数，将t0时刻内网中过载监视的输电设备集合记为TE，Pe.k.0为TE中第k个输电设备的有功，Sn.e.k.i为t0时刻内网中第i个新能源场站有功出力对TE中第k个输电设备有功的灵敏度，Sm.e.k.i为t0时刻G中第i个机组有功出力对TE中第k个输电设备有功的灵敏度，Sm1.e.k.i为t0时刻H中第i个机组有功出力对TE中第k个输电设备有功的灵敏度，Stl.e.k.i为t0时刻内网对外联络线中第i回联络线注入内网的有功对TE中第k个输电设备有功的灵敏度，Sl.e.k.i为t0时刻内网中第i个负荷节点有功对TE中第k个输电设备有功的灵敏度，Pe.lmt.k为根据TE中第k个输电设备t0时刻的功率因数不变计算得到的第k个输电设备过载有功限额；
Ts为根据电网运行规程设定的瞬时响应有功负备用计算时限，P'm.min.i为(t0+T)时刻内网中第i个常规机组在Ts内能够调整到的有功出力最小值，c为根据电网运行规程设定的内网瞬时响应有功负备用容量系数，d为(t0+T)时刻内网中新能源电站在Ts内参与有功负备用的比例系数。
通过采用上述技术方案，本发明取得了下述技术效果：通过在新能源有功出力最大值计算的优化目标中将新能源电站有功出力预测性能和调节性能作为新能源有功出力的加权系数，有利于新能源有功调控指令能够更有效执行，实现在新能源总有功指令值相等情况下新能源实际有功出力的最大化；在优化目标中将新能源电站、常规机组经济环保性能及其有功出力对电网在线安全稳定裕度的影响程度，分别作为新能源电站有功出力和常规机组有功出力的加权系数，有利于统筹考虑电网输电能力利用率和电网经济环保性能的综合最佳。通过优先进行静态安全校核，再以满足静态安全约束的电网稳定断面限额为上限进行暂态和动态安全校核的计算策略，有效提高了整体计算速度。通过在安全校核过程中搜索稳定断面在线限额，弥补了基于预先确定的稳定断面限额计算新能源接纳能力，存在电网输电能力不能充分利用和安全隐患双重风险的技术缺陷。通过在安全校核过程中不断更新新能源电站和常规机组有功出力对电网安全裕度的灵敏度，适应了安全稳定特性复杂电网中灵敏度随电网运行状态大幅变化的要求，可充分挖掘电网的新能源电力接纳能力。
附图说明
图1为本发明方法的流程图。
具体实施方式
下面参照附图对本发明作进一步详细描述。
本实施例为本发明的一种实施方式，其流程如图1所示，
图1中步骤1：根据电网调控管辖权限，将电网划分为内网和外网，其中本调控中心管辖的电网称为内网，与内网相联的其它电网称为外网，设电网当前运行时刻为t0，将电网当前运行状态记为S0，将t0时刻本调控中心监控且与新能源发电相关的稳定断面集记为A，将在线评估周期记为T，将(t0+T)时刻本调控中心监控且与新能源发电相关的稳定断面集记为B，将S0下B中第i个稳定断面关联的静态安全校核故障集记为F0i，将S0下B中各个稳定断面关联的静态安全校核故障集的并集记为F0，分别针对S0进行F0中各个故障的静态安全校核，得到内网中各个新能源场站和常规机组有功出力对电网静态安全裕度的在线灵敏度，将静态安全校核标志设置为0，进入步骤2；
所述常规机组是指内网中除新能源场站之外其它电站的发电机；
图1中步骤2：针对B中各个稳定断面，分别进行以下处理后进入步骤3；
若B中第i个稳定断面属于A∩B且F0i中所有故障都能保持静态安全，则通过公式(1)估算其在(t0+T)时刻的在线限额区间上限和下限，分别记为Psc.lmt.i.u、Psc.lmt.i.d，并将Psc.lmt.i.u和Psc.lmt.i.d的校核标志都设置为0；
若B中第i个稳定断面属于A∩B且F0i中至少有一个故障不能保持静态安全，则通过公式(2)估算Psc.lmt.i.u和Psc.lmt.i.d，并将Psc.lmt.i.u和Psc.lmt.i.d的校核标志都设置为0；
若B中第i个稳定断面属于
Figure GDA0003150479670000091
则通过公式(3)估算Psc.lmt.i.u和Psc.lmt.i.d，并将Psc.lmt.i.u和Psc.lmt.i.d的校核标志都设置为0；
Figure GDA0003150479670000092
Figure GDA0003150479670000093
Figure GDA0003150479670000094
式中，SC为B中稳定断面总数，Pε为设定的新能源有功出力最大值的计算精度，通常设置为新能源电站装机容量的2％，Psc.i.0为t0时刻B中第i个稳定断面的有功，若t0时刻B中第i个稳定断面的在线限额已经通过计算得到，则Psc.lmt.i.0为t0时刻B中第i个稳定断面的在线限额，否则，Psc.lmt.i.0为t0时刻B中第i个稳定断面的离线限额，Psc.lmt.i.1为(t0+T)时刻B中第i个稳定断面的离线限额，a1、a2为设定参数，a1大于1，a2小于1，(a1+a2)>2，通常a1取1.15，a2取0.95；
图1中步骤3：通过求解综合考虑新能源电站有功出力预测性能、新能源电站和适应新能源电站有功出力最大化的常规机组实时运行调节性能及经济环保性能，以及新能源电站和适应新能源电站有功出力最大化的常规机组有功出力对电网在线安全裕度灵敏度，计及电网稳定断面限额约束和调峰约束的新能源有功出力最大化模型，得到内网中各个新能源场站有功出力和适应新能源电站有功出力最大化的常规机组有功出力，进入步骤4；
其中最大化模型采用公式(4)表示；
Figure GDA0003150479670000101
式中，N为内网中新能源场站总数，αn.i、βn.i分别为内网中第i个新能源场站有功出力的预测性能指标和调节性能指标，当静态安全校核标志为0时，γn.i为内网中第i个新能源场站有功出力对电网静态安全裕度的在线灵敏度，当静态安全校核标志为1时，γn.i为内网中第i个新能源场站有功出力对电网暂态和动态安全裕度的在线灵敏度，λn.i为内网中第i个新能源场站单位电量的经济环保性能综合指标，综合指标数值越大，表示经济环保性能越高，Pn.i.1为(t0+T)时刻内网中第i个新能源场站的有功出力，Pn.i.pre、aPn.i.pre分别为(t0+T)时刻内网中第i个新能源场站的有功出力预测值和有功出力下限，a为设定的参数(通常可设置为0.1)；
G为内网常规机组中适应新能源有功出力最大化的机组集合，当静态安全校核标志为0时，γm.i为G中第i个机组有功出力对电网静态安全裕度的在线灵敏度，当静态安全校核标志为1时，γm.i为G中第i个机组有功出力对电网暂态和动态安全裕度的在线灵敏度，λm,i为G中第i个机组单位电量的经济环保性能综合指标，Pm.i.1为(t0+T)时刻G中第i个机组的有功出力，Pm.max.i、Pm.min.i分别为(t0+T)时刻G中第i个机组的有功出力上限和下限，Pm.i.0为t0时刻G中第i个机组的有功出力，Vm.i为G中第i个机组的有功出力调节速度；
H为内网常规机组中按计划发电的机组集合，Pm1.i.1为(t0+T)时刻H中第i个机组的有功计划出力，Pm1.i.0为t0时刻H中第i个机组的有功出力；
TL为内外网之间联络线的总数，Ptl.i.0为t0时刻其中第i回联络线注入内网的有功，Ptl.i.1为(t0+T)时刻其中第i回联络线注入内网的有功计划值；
b为t0时刻内网的网损率；
Psc.j.0为t0时刻B中第j个稳定断面的有功；Sn.j.i为t0时刻内网中第i个新能源场站有功出力对B中第j个稳定断面有功的灵敏度，Sm.j.i为t0时刻G中第i个机组有功出力对B中第j个稳定断面有功的灵敏度，Sm1.j.i为t0时刻H中第i个机组有功出力对B中第j个稳定断面有功的灵敏度，Stl.j.i为t0时刻内网对外联络线中第i回联络线注入内网的有功对B中第j个稳定断面有功的灵敏度，L为内网中负荷节点总数，Sl.j.i为t0时刻内网中第i个负荷节点有功对B中第j个稳定断面有功的灵敏度，Pl.i.0为t0时刻内网中第i个负荷节点的有功负荷，Pl.i.1为(t0+T)时刻内网中第i个负荷节点的有功负荷预测值；
E为t0时刻内网中过载监视的输电设备总数，将t0时刻内网中过载监视的输电设备集合记为TE，Pe.k.0为TE中第k个输电设备的有功，Sn.e.k.i为t0时刻内网中第i个新能源场站有功出力对TE中第k个输电设备有功的灵敏度，Sm.e.k.i为t0时刻G中第i个机组有功出力对TE中第k个输电设备有功的灵敏度，Sm1.e.k.i为t0时刻H中第i个机组有功出力对TE中第k个输电设备有功的灵敏度，Stl.e.k.i为t0时刻内网对外联络线中第i回联络线注入内网的有功对TE中第k个输电设备有功的灵敏度，Sl.e.k.i为t0时刻内网中第i个负荷节点有功对TE中第k个输电设备有功的灵敏度，Pe.lmt.k为根据TE中第k个输电设备t0时刻的功率因数不变计算得到的第k个输电设备过载有功限额；
Ts为根据电网运行规程设定的瞬时响应有功负备用计算时限，例如3分钟，P'm.min.i为(t0+T)时刻内网中第i个常规机组在Ts内能够调整到的有功出力最小值，c为根据电网运行规程设定的内网瞬时响应有功负备用容量系数，例如0.02，d为(t0+T)时刻内网中新能源电站在Ts内参与有功负备用的比例系数(通常可设置为0.1)。
图1中步骤4：分别将t0时刻内网中各个负荷、新能源电站和常规机组的功率因数作为(t0+T)时刻内网中相应的负荷、新能源电站和常规机组的功率因数，根据(t0+T)时刻各个负荷节点的有功负荷预测值和通过步骤3计算得到的各个新能源电站、常规机组的有功出力，计算出各个负荷节点的无功负荷和各个新能源电站和常规机组的无功出力，结合(t0+T)时刻内网设备投/停计划及各回对外联络线注入内网的有功计划值，以及(t0+T)时刻外网的计划运行方式，生成包括内网和外网在内的(t0+T)时刻电网运行状态，记为S1，并将S1下B中第i个稳定断面的有功潮流记为Psc.i.1，进入步骤5；
图1中步骤5：若静态安全校核标志为0，则进入步骤6，否则，进入步骤10；
图1中步骤6：将S1下B中第i个稳定断面关联的静态安全校核故障集记为Fsi，将S1下B中各个稳定断面关联的静态安全校核故障集的并集记为Fs，分别针对S1进行Fs中各个故障的静态安全校核，更新内网中各个新能源场站和适应新能源电站有功出力最大化的常规机组有功出力对电网静态安全裕度的在线灵敏度，进入步骤7；
图1中步骤7：针对B中各个稳定断面，分别进行以下处理后进入步骤8：
若S1下Fsi中所有故障都能保持静态安全，则将Psc.lmt.i.d更新为Psc.i.1，并将Psc.lmt.i.d的校核标志设置为1，否则，将Psc.lmt.i.u更新为Psc.i.1，并将Psc.lmt.i.u的校核标志设置为1；
若Psc.lmt.i.u的校核标志为0且(Psc.lmt.i.u-Psc.lmt.i.d)≤Pε/SC，则将Psc.lmt.i.u更新为(a1Psc.i.1+Pε/SC)；
若Psc.lmt.i.u的校核标志为0且
Figure GDA0003150479670000131
则将Psc.lmt.i.u更新为Psc.i.1，并将Psc.lmt.i.u的校核标志设置为1；
若Psc.lmt.i.d的校核标志为0且(Psc.lmt.i.u-Psc.lmt.i.d)≤Pε/SC，则将Psc.lmt.i.d更新为(a2Psc.i.1-Pε/SC)；
图1中步骤8：若(t0+T)时刻B中各个稳定断面在线限额区间上限和下限的校核标志都为1且在线限额区间长度都小于等于Pε/SC，则将静态安全校核标志设置为1，进入步骤9，否则，返回步骤3；
图1中步骤9：针对B中各个稳定断面，分别将Psc.lmt.i.d更新为(a2Psc.lmt.i.u-Pε/SC),并将Psc.lmt.i.d的校核标志设置为0，进入步骤10；
图1中步骤10：将S1下B中第i个稳定断面关联的暂态和动态安全校核故障集记为Fti，将S1下B中各个稳定断面关联的暂态和动态安全校核故障集的并集记为Ft，分别针对S1进行Ft中各个故障的暂态和动态安全校核，更新内网中各个新能源场站和适应新能源电站有功出力最大化的常规机组有功出力对电网暂态和动态安全裕度的在线灵敏度，进入步骤11；
图1中步骤11：针对B中各个稳定断面，分别进行以下处理后进入步骤12：
若S1下Fti中所有故障都能保持暂态和动态安全，则将Psc.lmt.i.d更新为Psc.i.1，并将Psc.lmt.i.d的校核标志设置为1，否则，将Psc.lmt.i.u更新为Psc.i.1；
若Psc.lmt.i.d的校核标志为0且(Psc.lmt.i.u-Psc.lmt.i.d)≤Pε/SC，则将Psc.lmt.i.d更新为(a2Psc.i.1-Pε/SC)；
图1中步骤12：若(t0+T)时刻B中各个稳定断面在线限额区间上限和下限的标志位都为1且在线限额区间长度都小于等于Pε/SC，则将(t0+T)时刻内网中所有新能源场站的有功出力之和作为(t0+T)时刻计及电网运行约束的新能源有功出力最大值，并分别将B中各个稳定断面在线限额区间上限和下限的平均值作为其(t0+T)时刻的在线限额，返回步骤1，否则，返回步骤3。
虽然本发明已以较佳实施例公开如上，但实施例并不是用来限定本发明的。在不脱离本发明之精神和范围内，所做的任何等效变化或润饰，同样属于本发明之保护范围。因此本发明的保护范围应当以本申请的权利要求所界定的内容为标准。

Claims (2)

1.计及电网运行约束的新能源有功出力最大值在线计算方法，其特征在于，包括以下步骤：
1)根据电网调控管辖权限，将电网划分为内网和外网，其中本调控中心管辖的电网称为内网，与内网相联的其它电网称为外网，设电网当前运行时刻为t0，将电网当前运行状态记为S0，将t0时刻本调控中心监控且与新能源发电相关的稳定断面集记为A，将在线评估周期记为T，将(t0+T)时刻本调控中心监控且与新能源发电相关的稳定断面集记为B，将S0下B中第i个稳定断面关联的静态安全校核故障集记为F0i，将S0下B中各个稳定断面关联的静态安全校核故障集的并集记为F0，分别针对S0进行F0中各个故障的静态安全校核，得到内网中各个新能源场站和常规机组有功出力对电网静态安全裕度的在线灵敏度，将静态安全校核标志设置为0，进入步骤2)；
所述常规机组是指内网中除新能源场站之外其它电站的发电机；
2)针对B中各个稳定断面，分别进行以下处理后进入步骤3)；
若B中第i个稳定断面属于A∩B且F0i中所有故障都能保持静态安全，则通过公式(1)估算其在(t0+T)时刻的在线限额区间上限和下限，分别记为Psc.lmt.i.u、Psc.lmt.i.d，并将Psc.lmt.i.u和Psc.lmt.i.d的校核标志都设置为0；
若B中第i个稳定断面属于A∩B且F0i中至少有一个故障不能保持静态安全，则通过公式(2)估算Psc.lmt.i.u和Psc.lmt.i.d，并将Psc.lmt.i.u和Psc.lmt.i.d的校核标志都设置为0；
若B中第i个稳定断面属于
Figure FDA0003150479660000013
则通过公式(3)估算Psc.lmt.i.u和Psc.lmt.i.d，并将Psc.lmt.i.u和Psc.lmt.i.d的校核标志都设置为0；
Figure FDA0003150479660000011
Figure FDA0003150479660000012
Figure FDA0003150479660000021
式中，SC为B中稳定断面总数，Pε为设定的新能源有功出力最大值的计算精度，Psc.i.0为t0时刻B中第i个稳定断面的有功，若t0时刻B中第i个稳定断面的在线限额已经通过计算得到，则Psc.lmt.i.0为t0时刻B中第i个稳定断面的在线限额，否则Psc.lmt.i.0为t0时刻B中第i个稳定断面的离线限额，Psc.lmt.i.1为(t0+T)时刻B中第i个稳定断面的离线限额，a1为大于1的设定参数，a2为小于1的设定参数，并有(a1+a2)>2；
3)通过求解综合考虑新能源电站有功出力预测性能、新能源电站和适应新能源电站有功出力最大化的常规机组实时运行调节性能及经济环保性能，以及新能源电站和适应新能源电站有功出力最大化的常规机组有功出力对电网在线安全裕度灵敏度，计及电网稳定断面限额约束和调峰约束的新能源有功出力最大化模型，得到内网中各个新能源场站有功出力和适应新能源电站有功出力最大化的常规机组有功出力，进入步骤4)；
4)分别将t0时刻内网中各个负荷、新能源电站和常规机组的功率因数作为(t0+T)时刻内网中相应的负荷、新能源电站和常规机组的功率因数，根据(t0+T)时刻各个负荷节点的有功负荷预测值和通过步骤3)计算得到的各个新能源电站、常规机组的有功出力，计算出各个负荷节点的无功负荷和各个新能源电站和常规机组的无功出力，结合(t0+T)时刻内网设备投/停计划及各回对外联络线注入内网的有功计划值，以及(t0+T)时刻外网的计划运行方式，生成包括内网和外网在内的(t0+T)时刻电网运行状态，记为S1，并将S1下B中第i个稳定断面的有功潮流记为Psc.i.1，进入步骤5)；
5)若静态安全校核标志为0，则进入步骤6)，否则，进入步骤10)；
6)将S1下B中第i个稳定断面关联的静态安全校核故障集记为Fsi，将S1下B中各个稳定断面关联的静态安全校核故障集的并集记为Fs，分别针对S1进行Fs中各个故障的静态安全校核，更新内网中各个新能源场站和适应新能源电站有功出力最大化的常规机组有功出力对电网静态安全裕度的在线灵敏度，进入步骤7)；
7)针对B中各个稳定断面，分别进行以下处理后进入步骤8)：
若S1下Fsi中所有故障都能保持静态安全，则将Psc.lmt.i.d更新为Psc.i.1，并将Psc.lmt.i.d的校核标志设置为1，否则，将Psc.lmt.i.u更新为Psc.i.1，并将Psc.lmt.i.u的校核标志设置为1；
若Psc.lmt.i.u的校核标志为0且(Psc.lmt.i.u-Psc.lmt.i.d)≤Pε/SC，则将Psc.lmt.i.u更新为(a1Psc.i.1+Pε/SC)；
若Psc.lmt.i.u的校核标志为0且
Figure FDA0003150479660000031
则将Psc.lmt.i.u更新为Psc.i.1，并将Psc.lmt.i.u的校核标志设置为1；
若Psc.lmt.i.d的校核标志为0且(Psc.lmt.i.u-Psc.lmt.i.d)≤Pε/SC，则将Psc.lmt.i.d更新为(a2Psc.i.1-Pε/SC)；
8)若(t0+T)时刻B中各个稳定断面在线限额区间上限和下限的校核标志都为1且在线限额区间长度都小于等于Pε/SC，则将静态安全校核标志设置为1，进入步骤9)，否则，返回步骤3)；
9)针对B中各个稳定断面，分别将Psc.lmt.i.d更新为(a2Psc.lmt.i.u-Pε/SC),并将Psc.lmt.i.d的校核标志设置为0，进入步骤10)；
10)将S1下B中第i个稳定断面关联的暂态和动态安全校核故障集记为Fti，将S1下B中各个稳定断面关联的暂态和动态安全校核故障集的并集记为Ft，分别针对S1进行Ft中各个故障的暂态和动态安全校核，更新内网中各个新能源场站和适应新能源电站有功出力最大化的常规机组有功出力对电网暂态和动态安全裕度的在线灵敏度，进入步骤11)；
11)针对B中各个稳定断面，分别进行以下处理后进入步骤12)：
若S1下Fti中所有故障都能保持暂态和动态安全，则将Psc.lmt.i.d更新为Psc.i.1，并将Psc.lmt.i.d的校核标志设置为1，否则，将Psc.lmt.i.u更新为Psc.i.1；
若Psc.lmt.i.d的校核标志为0且(Psc.lmt.i.u-Psc.lmt.i.d)≤Pε/SC，则将Psc.lmt.i.d更新为(a2Psc.i.1-Pε/SC)；
12)若(t0+T)时刻B中各个稳定断面在线限额区间上限和下限的标志位都为1且在线限额区间长度都小于等于Pε/SC，则将(t0+T)时刻内网中所有新能源场站的有功出力之和作为(t0+T)时刻计及电网运行约束的新能源有功出力最大值，并分别将B中各个稳定断面在线限额区间上限和下限的平均值作为其(t0+T)时刻的在线限额，返回步骤1)，否则，返回步骤3)。
2.根据权利要求1所述的计及电网运行约束的新能源有功出力最大值在线计算方法，其特征在于，所述步骤3)中最大化模型采用公式(4)表示；
Figure FDA0003150479660000041
式中，N为内网中新能源场站总数；αn.i、βn.i分别为内网中第i个新能源场站有功出力的预测性能指标和调节性能指标；当静态安全校核标志为0时，γn.i为内网中第i个新能源场站有功出力对电网静态安全裕度的在线灵敏度，当静态安全校核标志为1时，γn.i为内网中第i个新能源场站有功出力对电网暂态和动态安全裕度的在线灵敏度；λn.i为内网中第i个新能源场站单位电量的经济环保性能综合指标，综合指标数值越大，表示经济环保性能越高；Pn.i.1为(t0+T)时刻内网中第i个新能源场站的有功出力，Pn.i.pre、aPn.i.pre分别为(t0+T)时刻内网中第i个新能源场站的有功出力预测值和有功出力下限，a为设定的参数；
G为内网常规机组中适应新能源有功出力最大化的机组集合；当静态安全校核标志为0时，γm.i为G中第i个机组有功出力对电网静态安全裕度的在线灵敏度，当静态安全校核标志为1时，γm.i为G中第i个机组有功出力对电网暂态和动态安全裕度的在线灵敏度；λm,i为G中第i个机组单位电量的经济环保性能综合指标；Pm.i.1为(t0+T)时刻G中第i个机组的有功出力，Pm.max.i、Pm.min.i分别为(t0+T)时刻G中第i个机组的有功出力上限和下限，Pm.i.0为t0时刻G中第i个机组的有功出力；Vm.i为G中第i个机组的有功出力调节速度；
H为内网常规机组中按计划发电的机组集合，Pm1.i.1为(t0+T)时刻H中第i个机组的有功计划出力，Pm1.i.0为t0时刻H中第i个机组的有功出力；
TL为内外网之间联络线的总数，Ptl.i.0为t0时刻其中第i回联络线注入内网的有功，Ptl.i.1为(t0+T)时刻其中第i回联络线注入内网的有功计划值；
b为t0时刻内网的网损率；
Psc.j.0为t0时刻B中第j个稳定断面的有功；Sn.j.i为t0时刻内网中第i个新能源场站有功出力对B中第j个稳定断面有功的灵敏度，Sm.j.i为t0时刻G中第i个机组有功出力对B中第j个稳定断面有功的灵敏度，Sm1.j.i为t0时刻H中第i个机组有功出力对B中第j个稳定断面有功的灵敏度，Stl.j.i为t0时刻内网对外联络线中第i回联络线注入内网的有功对B中第j个稳定断面有功的灵敏度，L为内网中负荷节点总数，Sl.j.i为t0时刻内网中第i个负荷节点有功对B中第j个稳定断面有功的灵敏度，Pl.i.0为t0时刻内网中第i个负荷节点的有功负荷，Pl.i.1为(t0+T)时刻内网中第i个负荷节点的有功负荷预测值；
E为t0时刻内网中过载监视的输电设备总数，将t0时刻内网中过载监视的输电设备集合记为TE，Pe.k.0为TE中第k个输电设备的有功，Sn.e.k.i为t0时刻内网中第i个新能源场站有功出力对TE中第k个输电设备有功的灵敏度，Sm.e.k.i为t0时刻G中第i个机组有功出力对TE中第k个输电设备有功的灵敏度，Sm1.e.k.i为t0时刻H中第i个机组有功出力对TE中第k个输电设备有功的灵敏度，Stl.e.k.i为t0时刻内网对外联络线中第i回联络线注入内网的有功对TE中第k个输电设备有功的灵敏度，Sl.e.k.i为t0时刻内网中第i个负荷节点有功对TE中第k个输电设备有功的灵敏度，Pe.lmt.k为根据TE中第k个输电设备t0时刻的功率因数不变计算得到的第k个输电设备过载有功限额；
Ts为根据电网运行规程设定的瞬时响应有功负备用计算时限，P'm.min.i为(t0+T)时刻内网中第i个常规机组在Ts内能够调整到的有功出力最小值，c为根据电网运行规程设定的内网瞬时响应有功负备用容量系数，d为(t0+T)时刻内网中新能源电站在Ts内参与有功负备用的比例系数。
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