申请/专利权人：河北电力交易中心有限公司;华北电力大学(保定)

申请日：2020-12-14

公开（公告）日：2024-06-18

公开（公告）号：CN112668157B

主分类号：G06F30/20

分类号：G06F30/20;G06F17/18;G06Q10/0635;G06Q50/06

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.06.18#授权;2021.05.11#实质审查的生效;2021.04.16#公开

摘要：本发明公开了一种基于节点停电风险不变的节点备用容量快速评估方法，计算各负荷节点的连通度与其临界连通度的差值，评估正常运行状态下节点停电风险；评估各预想运行场景下节点停电风险；筛选出对目标负荷节点的停电风险有影响的场景组合，筛选节点连通度下降幅度最大的场景；通过负荷响应降低节点等效负荷的手段，将节点停电风险恢复至正常运行状态下节点停电风险，从而确定节点负荷响应需要提供的备用容量。本发明提供的基于节点停电风险不变的节点备用容量快速评估方法，在节点停电风险不变条件下，可以快速计算每一个负荷节点的事故备用容量，提高了节点以负荷响应作为事故备用参与备用服务的可行性。

主权项：1.一种基于节点停电风险不变的节点备用容量快速评估方法，其特征在于，包括以下步骤：S1，计算各负荷节点正常运行状态下节点停电风险；S2，确定各预想运行场景，计算各预想运行场景下，各负荷节点连通度的数值，评估各预想运行场景下节点停电风险；S3，筛选出对目标负荷节点的停电风险有影响的场景组合，并按照节点连通度下降幅度进行排序，筛选节点连通度下降幅度最大的场景；S4，针对节点连通度下降幅度最大的场景，通过负荷响应降低节点等效负荷的手段，将节点停电风险恢复至正常运行状态下节点停电风险，从而确定节点负荷响应需要提供的备用容量；所述步骤S1中，计算各负荷节点正常运行状态下节点停电风险，具体包括：基于各负荷节点的连通度，评估正常运行状态下节点停电风险；所述基于各负荷节点的连通度与其临界连通度的差值，评估正常运行状态下节点停电风险，具体包括：利用连通度公式1计算负荷节点的连通度真值： 其中，式Di为节点i处负荷，Ds为发生节点收缩后收缩至节点i的赘生负荷，其他参数中，下标1，2指代负荷节点到上标发电机的最短和次短路径，上标1，2时分别表示“最近发电机群”与“次近发电机群”，为负荷节点i与最近或次近发电机群之间的最短路径或次短路径的运力，运力定义为连接两个节点的路径上，构成该路径的线路的最小传输裕度，即各线路容量与该线路实际潮流的差值的最小值，式为发电机裕度不足的权重系数，为对应路径上阻抗值之和；基于节点连通度真值以及当前运行数据，采用最小二乘法，求解节点连通度回归模型的回归参数：已知n组负荷节点i至其最近发电机群组的最近、次近路径的运力和负荷节点i至其次近发电机群组的最近、次近路径的运力，Yi＝[Y1iY2iY3iY4i]，βi＝[β1iβ2iβ3iβ4i]以及Ci真值： 节点连通度真值与回归参数间的关系表示如下所示：Ci＝YBDi+ei11利用加权最小二乘法得到回归参数为： 其中，W＝[wij]为对角阵，设ωii＝fm-1，f为遗忘因子，且f∈0,1]，m为W阵的阶数，i为对应行的序号，当f取值为1时，所有历史数据的权重相等，不考虑历史数据对回归参数估计值的作用随时间衰减的特性；所述步骤S1中，计算各负荷节点正常运行状态下节点停电风险，具体还包括：基于修正灵敏度回归模型及当前及历史运行数据，快速计算预想运行场景下的各个运力的数值，并基于下列公式得到节点连通度： 式中，ei为符合正态分布的扰动项，ei～N0，σ2；Di为预想场景下下节点i处负荷；为负荷节点i与最近发电机群之间的最短路径运力，为负荷节点i与最近发电机群之间的次短路径运力，为负荷节点i与次近发电机群之间的最短路径运力，为负荷节点i与次近发电机群之间的次短路径运力，为四个对应的未知回归参数；所述步骤S1中，计算各负荷节点正常运行状态下节点停电风险，具体还包括：每一个负荷节点具有其最近发电机群和次近发电机群，其划分方法如下：系统中不同位置的发电机，通过电网向位于不同位置的负荷供电，系统拓扑连接简单情况下，当以负荷和发电机之间所经过线路的电抗衡量负荷至发电机的距离时，所有负荷节点的功率均来自于其最近和次近发电机；当电网节点较且连接复杂时，存在多个发电机距某一负荷节点的距离相近的情况，导致并不完全是最近发电机优先向负荷节点的供电，此时对发电机进行集群处理，发电机的集群按照以下原则进行：以负荷节点i与其最近发电机的距离为基准值，当某台发电机与该负荷节点的距离小于基准值的1.05倍时，将这台发电机计入最近发电机群；在最近发电机群外的发电机中，取距离负荷节点最近的发电机为次近发电机；以负荷节点i与其次近发电机的距离为基准值，当某台发电机与该负荷节点的距离小于基准值的1.05倍时，将这台发电机计入次近发电机群；所述步骤S2中，计算各预想运行场景下，各负荷节点连通度的数值，还包括：预想场景下，如果负荷节点i具有一个或多个直接相连的邻居节点，这些邻居节点只与i相连，因此仅能够通过i节点获得功率，这种情况下，i所能获得的输电容量和发电容量需要与这些下游负荷节点共享，此时称这些下游负荷节点为负荷节点i的赘生负荷节点，为了正确评估此种情况下i的连通度，需要进行节点收缩，节点收缩指的是i与其赘生负荷节点合并对待，凝结成一个新的节点，新的负荷节点的负荷为：Di+Ds，以修正负荷节点i的连通度；所述步骤S2中，评估各预想运行场景下节点停电风险，具体还包括：预想场景下，如果发生发电机群裕度不足，公式1中定义发电机群裕度不足系数，定义及计算方法：通过潮流追踪算法对流入每一个负荷节点的潮流进行溯源，分析得到每一台发电机所供电的负荷节点集合，以及供电的比例，进而可得节点i的最近发电机和次近发电机所供电的负荷节点的集合及其负荷总和，为了简化分析，认为最近发电机或次近发电机的发电裕度将在这些负荷中按比例分配，则定义发电裕度不足系数： 式中，上标中*为1表示最近发电机群，*为2为次近发电机群，下标i表示负荷节点i；所述步骤S2中，确定各预想运行场景，具体包括：通过计及新能源发电的随机波动、出力预测误差以及重要线路的概率性故障集中不确定性因素的组合，得到下一时刻可能场景发生的概率；所述步骤S2还包括：评估下一时刻各预想场景下，各负荷节点的停电风险；所述步骤S2还包括：基于修正灵敏度回归模型及当前及历史运行数据，得到修正灵敏度回归参数，并计算不同预想状态下各运行线路的有功功率，进而得到不同运行场景下的各个路径的运力；所述步骤S4中，针对节点连通度下降幅度最大的场景，通过负荷响应降低节点等效负荷的手段，将节点停电风险恢复至初值，从而确定节点负荷响应需要提供的备用容量，具体包括：计算维持预想场景前后节点连通度保持不变的负荷响应量D： 式中，Di为正常运行状态下节点i处负荷，Ci为正常运行状态下节点i连通度，Dia为预想运行场景a下节点负荷i处负荷，Cia为预想运行场景a下节点负荷i连通度；所述负荷响应量D即为备用容量。

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