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申请/专利权人：国家电网有限公司西北分部;南京南瑞继保工程技术有限公司

摘要：本发明提出一种多级关联断面限额适应性评估及优化计算方法，首先构建了以断面限额适应性最优为目标优化模型，然后根据负荷、新能源预测及市场交易数据，提出基于K‑means聚类的典型需求方式提取方法，开展断面限额与输送需求分析及适应性评估；最后，利用参数摄动法计算关联断面限额与主导故障稳定裕度影响因子矩阵，基于限额适应性情况和稳定裕度影响因子开展断面限额协调优化，得到与断面输送需求适应性最优的关联断面限额。本发明能有效反映高比例新能源电网运行特性，为断面限额优化制定提供参考，实现电网效率效益充分发挥及新能源高效消纳。

主权项：1.一种多级关联断面限额适应性评估及优化计算方法，其特征在于，包括以下步骤，1.构建以断面限额适应性最优为目标的优化模型；2.根据电力系统稳定计算规程并结合优化模型，确定初始控制限额和初始稳定限额；3.根据实际负荷、日前新能源预测和日前交易计划情况确定次日不同时段各断面输送需求并确定典型需求方式；4.将得出的典型需求方式与初始稳定限额进行比较，计算限额不足度指标，若初始限额不满足典型方式要求，则基于初始控制限额方案，利用功率摄动法求出断面限额调整向量，调整断面功率限额，使得主导故障稳定裕度均衡变化达到临界值；5.基于限额调整向量和得到的新断面控制限额方案，以调整后的限额为方式开展时域仿真，求解该方式下断面功率与稳定裕度影响因子，再按步骤4重复生成限额调整向量，直至调整后的限额满足典型方式需求或主导故障的稳定裕度达到临界值，从而得出次日最优断面限额分档方案；步骤1具体为根据不同运行方式下电网的稳定特性，综合考虑各类安全约束的条件下，以控制限额适应性最优为目标，构建多级复杂耦合断面稳定限额优化模型，如式1所示: 式中：g为电力系统潮流约束；ε为电网稳定最小裕度要求；ηj为故障j下的系统稳定裕度；Pi需求是第i个断面的送出需求；Pi限额是第i个断面的输送限额；j代表主导故障编号，m表示主导故障个数；t0是计算分析起始时间，t是计算分析结束时间；K为K个关联输电断面；步骤3具体为根据日前新能源预测、日前交易计划，能够确定各时刻与关键故障稳定裕度强相关的多个关联断面输送需求组合,将各时刻的多个断面需求值，整合为多维向量，针对上述多组关联断面组合数据，利用K-means方法实现多维向量聚类，通过K-means聚类方法能够在设定聚类类别数后，自动计算寻找各分类的最优中心点，然后利用肘部法则求出上述关联断面最佳分类数，即计算误差平方和，如式2所示: 式中，Ci是第i个簇，p是Ci中的样本点，mi是Ci的质心，SSE是所有样本的聚类误差，代表了聚类效果的好坏；将中心点为质心mi组成的向量乘以1.15倍后的值作为需求典型方式；步骤4具体为针对不同故障后稳定类型，需要确定不同的稳定裕度计算方法，根据不同的稳定问题，不同故障下稳定裕度量化指标各不相同，其故障后的稳定裕度由电压波动积分值进行表征，如式3所示： 式中，ηj为发生故障j后的稳定指标；tc为故障清除时刻；Ui,jt为发生故障j后母线i在t时刻的电压幅值，稳定裕度描述的是故障切除后的暂态过程中母线电压低于0.9p.u.的面积，表示可量化系统的稳定程度；在多个故障主导的关联断面影响因素分析时，断面限额的稳定裕度影响因子用线性矩阵J表示，如式4和式5所示：Δη＝JΔP4 式中：Δpk为断面k的调整变化量，ΔP为由Δp1至Δpk组成的断面限额调整变化向量，Δηm为故障m发生后的稳定裕度变化量，Δη为稳定裕度向量，在求出上述矩阵后，利用其指导限额调整向量以及评估系统抗扰动能力。

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