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申请/专利权人：水电水利规划设计总院;水电水利规划设计总院有限公司;中国水利水电建设工程咨询有限公司

摘要：本发明提供一种考虑分区互济的电力系统电力电量平衡方法，构建分区拓扑关系，分区之间建立互济通道；确定每个互济通道的容量约束；受端区域整体电力电量平衡分析；建立无互济通道容量约束的电力互济模型；得到分区间电力互济出力过程，再修正。本发明根据电网架构构建不同分区间电力互济通道，通过区域整体电力电量平衡，再根据电源的分区隶属、分区负荷特性修正分区机组组合和开机机组出力过程，得到满足互济通道容量约束的分区间电力互济过程，实现分区与整体协调的电力电量平衡分析。通过考虑区域内部自适应调节、电源分区隶属关系和空间分布特性，实现区域整体以及每个分区的电力电量平衡，能够更好地指导扩展电源的规划布局和调度运行。

主权项：1.一种考虑分区互济的电力系统电力电量平衡方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤S1，将整体受端区域划分为n个分区；构建分区拓扑关系，所述分区拓扑关系中，每两个分区之间均建立有互济通道；确定每个互济通道的容量约束；将每个分区表示为分区i，i＝1,2,…,n；步骤S2，确定规划周期T；在规划周期T的每个时段t，采用受端区域整体电力电量平衡算法，根据每个分区i在时段t的电力系统数据，初步规划得到每个分区i在时段t的机组出力状态，包括分区i在时段t的机组总出力Pit，从而使在每个时段t，所有分区形成的整体满足电力电量平衡；步骤S3，根据每个分区i在时段t的机组总出力Pit，结合分区i在时段t的电力需求Loadit，采用公式1，得到分区i在时段t的电力盈亏值Pi,losst：Pi,losst＝Pit-Loadit1步骤S4，在每个时段t，以分区间的电力互济出力为决策变量，以考虑分区间电力互济出力过程距离互济通道的容量约束限制的差值波动性最小为优化目标，忽略分区间互济通道容量约束，并基于分区的电力盈亏值，建立每个分区在时段t的电力平衡的约束条件，从而得到无互济通道容量约束的电力互济模型；求解所述电力互济模型，得到规划周期T中每个时段t的分区间电力互济出力过程，通过该分区间电力互济出力过程，使每个分区在每个时段t均为电力电量平衡状态；步骤S4具体为：步骤S4.1，建立的无互济通道容量约束的电力互济模型，包括目标函数F和约束条件；目标函数F如公式5所示： 其中：Lk-it表示在时段t，分区k通过互济通道Ti-k和分区i的电力互济出力过程；约束条件如公式6所示： 其中：Li-kt表示在时段t，分区i通过互济通道Ti-k和分区k的电力互济出力过程；第一个约束条件的含义为：对于每个分区i，需要满足分区i在时段t的电力平衡条件，也就是说，如果分区i在时段t为电力不足状态，则其他分区需要向分区i送电，以使分区i在时段t电力平衡；如果分区i在时段t为电力过剩状态，则分区i在时段t需要向其他分区送电，以使分区i在时段t电力平衡；第二个约束条件，为满足互济通道特性条件；步骤S4.2，考虑目标函数特性，采用拉格朗日乘子法逐时段t求解电力互济模型，得到无互济通道容量约束下分区间在每个时段t的电力互济出力过程；步骤S5，判断规划周期T中，通过步骤S4得到的每个时段t的分区间电力互济出力过程，是否存在超出相应互济通道容量约束的过程，如果不存在，则不需要进行分区间电力互济出力过程修正，直接执行步骤S9；如果存在，则执行步骤S6；步骤S6，为避免频繁开关机并简化处理，对于分区i，不考虑其机组在规划周期T内的启停，因此分区i在规划周期T中的每个时段t的开机机组数量相等；因此，以规划周期T为考察对象，判断在规划周期T是否存在需要调整开机机组数量的分区；如果存在，则执行步骤S7，如果不存在，则直接执行步骤S8；步骤S7，重新确定每个分区在规划周期T的开机机组数量以及新增开机机组在时段t的实际出力；然后执行步骤S8；步骤S8，修正步骤S4得到的规划周期T中每个时段t的分区间电力互济出力过程，使每个时段t的分区间电力互济出力过程满足相应互济通道的容量约束；同时，对修正的分区间电力互济出力过程所影响的两个分区在时段t的出力进行修正，得到分区在时段t的修正后的机组出力，使每个分区在时段t满足电力电量平衡；然后返回步骤S3；步骤S8具体为：步骤S8.1；对n个分区中的每个分区进行遍历；对于当前遍历到的分区i，执行步骤S8.2；步骤S8.2，逐互济通道遍历：分区i共连接有n-1个互济通道；依次遍历每个互济通道；对于当前遍历到的互济通道Ti-k，k＝1,2,…,n，且k≠i，首先判断其是否已标记为已修正状态，如果是，则不需要重复修正，继续遍历下一个互济通道；如果不是，则执行步骤S8.3；步骤S8.3，逐时段遍历：通过步骤S4，得到规划周期T中每个时段t，分区i通过互济通道Ti-k和分区k的电力互济值Li-kt；因此，假设规划周期T中具有y个时段t，分别表示为：时段t1,时段t2,…,时段ty；则得到y个电力互济值，分别为：Li-kt1,Li-kt2,…,Li-kty；依次遍历每个时段；对于当前遍历到的时段tj，j＝1,2,…,y，均执行步骤S8.4；步骤S8.4，逐时段修正：步骤S8.4.1，判断是否需要对时段tj的电力互济值Li-ktj进行修正：步骤S8.4.1.1，通过对电力互济值Li-ktj的正负性进行分析，确定分区i在时段tj相对于分区k的电力互济出力方向，即：当Li-ktj0，表示分区i向分区k送电；当Li-ktj0，表示分区i接受分区k的送电；步骤S8.4.1.2，判断分区i在时段tj相对于分区k的电力互济出力方向，是否匹配分区i在规划周期T的整体电力盈亏状态，从而使分区i在规划周期T趋于整体电力电量平衡，如果匹配，则执行步骤S8.4.1.3；如果不匹配，则得到不需要对时段tj的电力互济值Li-ktj进行修正的结论；然后执行步骤S8.4.3；本步骤中，分区i在时段tj相对于分区k的电力互济出力方向，匹配分区i在规划周期T的整体电力盈亏状态，具体为：如果EiT＞0，分区i在规划周期T为整体电量过剩状态，则只与Li-ktj0，即分区i向分区k送电的过程匹配，此种情况称为送电匹配；如果EiT≤0，分区i在规划周期T为整体电量不足状态，则只与Li-ktj0，即分区i接受分区k的送电的过程匹配，此种情况称为受电匹配；步骤S8.4.1.3，进一步判断电力互济值Li-ktj是否超过互济通道Ti-k的最大电力容量LMaxi-k，如果没有超过，则得到不需要修正的结论，执行步骤S8.4.3；如果超过，则区分两种情况，在EiT＞0时，电力互济值Li-ktj为送电超限出力；在EiT≤0，电力互济值Li-ktj为受电超限出力；此两种情况均需要进行修正，执行步骤S8.4.2；步骤S8.4.2，根据送电超限出力或受电超限出力，对电力互济值Li-ktj以及电力互济值Li-ktj影响的分区i的机组出力Pitj和分区k的机组出力Pktj进行修正，得到修正后的电力互济值Li-k,stj、修正后的分区i的机组出力Pi,stj和修正后的分区k的机组出力Pk,stj，使修正后的电力互济值Li-k,stj满足互济通道Ti-k的最大电力容量的约束，同时，分区k和分区i分别在时段tj为电力电量平衡状态；步骤S8.4.3，返回步骤S8.3，对下一个时段进行遍历；直到y个时段t均遍历结束后，完成对互济通道Ti-k的修正，标记互济通道Ti-k为已修正状态，同时标记另一种表示形式的互济通道Tk-i为已修正状态，然后返回步骤S8.2，对分区i相连的下一个互济通道进行遍历，直到分区i连接的n-1个互济通道均遍历结束后，返回步骤S8.1，对下一个分区进行遍历，直到n个分区均遍历结束，则完成修正过程；步骤S9，输出最终规划得到的规划周期T中每个时段t的分区间电力互济出力过程以及每个分区的机组出力状态。

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