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1、(10)申请公布号 CN 104281978 A (43)申请公布日 2015.01.14 CN 104281978 A (21)申请号 201410475723.7 (22)申请日 2014.09.17 201410467880.3 2014.09.12 CN G06Q 50/06(2012.01) (71)申请人 大连理工大学 地址 116024 辽宁省大连市高新园区凌工路 2 号 (72)发明人 李卫东 刘奭昕 王海霞 (74)专利代理机构 大连东方专利代理有限责任 公司 21212 代理人 姜玉蓉 李洪福 (54) 发明名称 一种基于概率潮流的可用输电能力计算方法 (57) 摘要 本发。
2、明涉及一种基于概率潮流的可用输电能 力计算方法， 本发明利用概率潮流计算系统的概 率 ATC， 相比模拟法大大缩减了计算量， 从而提高 了系统概率 ATC 的计算速度， 进而提高了 AQTC 的 计算速度 ； 提出输电元件 ATC 及其对系统 ATC 影 响因子的概念， 按照影响因子从大到小的顺序依 次向电力系统中添加输电元件， 将更多输电元件 的影响考虑到系统的概率 ATC 结果当中， 一步步 缩小了与系统实际概率 ATC 期望的偏差， 进而满 足了系统所要求的概率 ATC 计算精度， 同时满足 了 AQTC 的计算精度。因此， 本发明可以广泛用于 概率可用电量输送能力计算以及概率可用输电能。
3、 力计算领域。 (66)本国优先权数据 (51)Int.Cl. 权利要求书 3 页 说明书 8 页 附图 3 页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书3页 说明书8页 附图3页 (10)申请公布号 CN 104281978 A CN 104281978 A 1/3 页 2 1. 一种基于概率潮流的可用输电能力计算方法， 它包括以下步骤 ： 1) 对需要计算 AQTC 的电力系统， 在周期内选取若干个典型方式， 该典型方式包括典型 方式 1、 典型方式 2， 典型方式 n， 并设定每一典型方式在周期内的持续时间 ； 2) 依次将各典型方式作为该电力系统的运行方式。
4、， 计算该电力系统在各运行方式下的 概率 ATC 期望， 其包括以下步骤 ： 2-1) 读入所要计算的电力系统在某一运行方式下的数据， 该电力系统数据包括各输电 元件的各项参数 ； 并设定该电力系统在该运行方式下所需的精度要求 ； 2-2) 根据所得各输电元件的参数， 计算该电力系统的确定性 ATC， 记为 ATCc； 2-3) 令所得的 ATCc为馈电区域注入功率、 受电区域流出功率， 计算此时该电力系统的 概率潮流分布， 其包括输电线路的功率分布和输电母线的电压分布 ； 2-4) 根据该电力系统的概率潮流分布， 计算得到各输电元件对系统 ATC 的影响因子， 并按照影响因子从大到小对输电元。
5、件进行排序 ； 2-5) 选取影响因子最大的输电元件作为该电力系统欲添加输电元件所构成的元件集 的初始输电元件， 计算其输电元件 ATC 并将所得的输电元件 ATC 的概率分布曲线作为该电 力系统概率 ATC 的初始分布曲线， 将初始分布曲线的期望作为该电力系统概率 ATC 的初始 期望 ； 2-6) 按照影响因子从大到小的排序结果， 依次添加输电元件到元件集里 ； 2-7) 判断欲添加的输电元件与已添加的各输电元件是否相互独立 ； 若独立， 则进行下 一步 ； 若不独立， 则剔除， 返回到步骤 2-6) 添加下一个输电元件 ； 2-8) 计算所添加输电元件的概率 ATC， 将其分布曲线与该电。
6、力系统原有的概率 ATC 分 布曲线进行拟合， 得到该电力系统新的概率ATC分布曲线， 并计算新的概率ATC分布曲线的 期望 ； 2-9) 若该电力系统所得的新期望与上一次所得的原期望之差满足预先设定的精度要 求， 则将新的概率 ATC 分布曲线作为该电力系统最终的分布曲线 ； 若不满足， 则返回步骤 2-6) 继续添加新的输电元件， 直到满足预先设定的精度要求为止 ； 3) 将各典型方式下的概率 ATC 期望对应与各典型方式的持续时间相乘， 并将所得的各 乘积求和得到周期内的 AQTC。 2. 如权利要求 1 所述的一种基于概率潮流的可用输电能力计算方法， 其特征在于 ： 所 述步骤 2) 。
7、的 2-4) 中包括以下内容 ： 输电元件的影响因子 对系统概率 ATC 影响如下 ： 设输电线路 i 对系统概率 ATC 的影响因子 i为 ： 其中， Pimax为输电线路 i 的允许的最大功率 ； Pi为输电线路 i 的概率性功率 ； 设母线对系统概率 ATC 的影响因子 j为 ： 其中， Vjmin为母线电压的下限 ； Vjmax为母线电压的上限 ； Vj为母线 j 的电压 ； 通过影响因子 值的大小， 可以对各输电元件对电力系统的影响程度进行排序， 其代 权 利 要 求 书 CN 104281978 A 2 2/3 页 3 表 i和 j统称为影响因子 ， 值越大， 影响程度越大， 反之。
8、亦然。 3. 如权利要求 1 所述的一种基于概率潮流的可用输电能力计算方法， 其特征在于 ： 所 述步骤 2) 的 2-5) 中包括以下内容 ： 输电元件的 ATC， 包括输电线路的可用输电能力 LATC 和输电母线的可用输电能力 BATC ； 输电线路的可用输电能力 LATC 设以任意一条输电线路 i 为瓶颈因素， 电力系统可再用于商业使用的传输容量为该输 电线路 i 的可用输电能力 LATCi； 设 LATCi为在已知所有参数的确定的系统状态下， 以输 电线路 i 为瓶颈因素时， 馈电、 受电两区域还可增加或减少的功率 ； 若 Pi、 LATCi两者的增长关系为正相关， 则有 ： 其中， 。
9、Pimax为输电线路 i 的允许的最大功率 ； Pi为输电线路 i 的概率性功率 ； SAi为馈电 区域功率增长对输电线路 i 功率的灵敏度 ； SBi为受电区域功率增长对输电线路 i 功率的灵 敏度 ； 若 Pi、 LATCi两者的增长关系为负相关， 则认为此时的 LATCi为无穷， 不考虑这条输电 线路 i 对概率结果的影响 ； 输电母线的可用输电能力 BATC 设以任意一个母线 j 为瓶颈因素， 电力系统可再用于商业使用的传输容量为母线 j 的 可用输电能力 BATCj； 设 BATCj为在已知所有参数的确定的系统状态下， 以母线 j 为瓶颈 因素时， 馈电、 受电两区域还可增加或减少的。
10、功率 ； 若 Vj、 BATCj两者的增长关系为正相关， 则有 ： 当 Vj Vjmin时 ： BATCj 0 当 Vj Vjmin时 ： 其中， Vjmin为母线电压的下限 ； Vjmax为母线电压的上限 ； SAj为馈电区域功率增长对母线 j 的电压灵敏度 ； SBj为受电区域功率增长对母线 j 的电压灵敏度 ； 正相关时 SAj-SBj 0 ； 若 Vj、 BATCj两者的增长关系为负相关， 则有 ： 当 Vj Vjmax时 ： BATCj 0 当 Vj Vjmax时 ： 4. 如权利要求 2 所述的一种基于概率潮流的可用输电能力计算方法， 其特征在于 ： 所 述步骤 2) 的 2-5)。
11、 中包括以下内容 ： 输电元件的 ATC， 包括输电线路的可用输电能力 LATC 和输电母线的可用输电能力 BATC ； 输电线路的可用输电能力 LATC 设以任意一条输电线路 i 为瓶颈因素， 电力系统可再用于商业使用的传输容量为该输 电线路 i 的可用输电能力 LATCi； 设 LATCi为在已知所有参数的确定的系统状态下， 以输 权 利 要 求 书 CN 104281978 A 3 3/3 页 4 电线路 i 为瓶颈因素时， 馈电、 受电两区域还可增加或减少的功率 ； 若 Pi、 LATCi两者的增长关系为正相关， 则有 ： 其中， Pimax为输电线路 i 的允许的最大功率 ； Pi为。
12、输电线路 i 的概率性功率 ； SAi为馈电 区域功率增长对输电线路 i 功率的灵敏度 ； SBi为受电区域功率增长对输电线路 i 功率的灵 敏度 ； 若 Pi、 LATCi两者的增长关系为负相关， 则认为此时的 LATCi为无穷， 不考虑这条输电 线路 i 对概率结果的影响 ； 输电母线的可用输电能力 BATC 设以任意一个母线 j 为瓶颈因素， 电力系统可再用于商业使用的传输容量为母线 j 的 可用输电能力 BATCj； 设 BATCj为在已知所有参数的确定的系统状态下， 以母线 j 为瓶颈 因素时， 馈电、 受电两区域还可增加或减少的功率 ； 若 Vj、 BATCj两者的增长关系为正相关。
13、， 则有 ： 当 Vj Vjmin时 ： BATCj 0 当 Vj Vjmin时 ： 其中， Vjmin为母线电压的下限 ； Vjmax为母线电压的上限 ； SAj为馈电区域功率增长对母线 j 的电压灵敏度 ； SBj为受电区域功率增长对母线 j 的电压灵敏度 ； 正相关时 SAj-SBj 0 ； 若 Vj、 BATCj两者的增长关系为负相关， 则有 ： 当 Vj Vjmax时 ： BATCj 0 当 Vj Vjmax时 ： 5. 如权利要求 1 或 2 或 3 或 4 所述的一种基于概率潮流的可用输电能力计算方法， 其 特征在于 ： 所述步骤 2) 的 2-7) 中任意两输电线路相关的条件如。
14、下 ： 若两输电线路能同时满足以下三个数值上的要求， 则这两条输电线路是相关的 ： 主导 相关度 D大于最大相关度 Smax的 75：总相关度 大于主导相关度的 75： 同号数 大于总节点个数 N 的 75或小于总节点个数 N 的 25 ：或 权 利 要 求 书 CN 104281978 A 4 1/8 页 5 一种基于概率潮流的可用输电能力计算方法 技术领域 0001 本发明涉及一种可用输送电量计算方法， 特别是关于一种基于概率潮流的可用输 电能力计算方法。 背景技术 0002 风电作为清洁的可再生能源， 在能源危机日益严峻的今天， 得到了大力的发展。 不 过， 随着风电并网规模的不断扩大，。
15、 风电场弃风正逐渐成为电网运行的普遍现象。 由于我国 区域间资源互补优势明显， 通过大范围协调可以充分发挥区域间负荷错峰错谷效应、 电源 结构之间的互补效应， 从而最大程度地消纳风电等可再生能源， 所以风电需要跨多区域电 网进行远距离输送。一般而言， 发电企业的生产计划是以年度电量的方式， 由上级主管部 门给出 ； 而风电功率在短期不确定性很强， 但长期而言具有一定的规律， 可以被较为准确地 预知。因此， 风电交易更适合以长周期尺度签订合约。风电交易的数量， 不仅与交易双方 所能提供的风能数量和接收数量有关， 还取决于途径电网的输送能力。 因此， 如何确定交易 双方之间电网的可用输送风电的数量。
16、， 即确定交易双方间的可用电量输送能力 (Available Quantity Transfer Capability， AQTC)， 是双方交易前亟待解决的关键问题之一。 0003 所谓可用电量输送能力 (AQTC)， 是指实际物理输电网络在指定时间段内剩余且可 用于商业使用的电量输送能力。现有的可用输电能力 (Available Transfer Capability， ATC)的概念是指在实际物理输电网络中剩余的、 可用于商业使用的传输容量。 两者相比， 尽 管二者均是反映电网的可用输送能力， 但 ATC 反映的是功率， 而 AQTC 是指电量。 0004 AQTC 的影响因素很多， 比。
17、如周期内的发电计划、 负荷预测、 机组组合、 检修计划等， 故其计算方法较为复杂， 且难以精确计算， 目前还没有相对成熟的计算 AQTC 方法。而借鉴 已有的 ATC 算法， 可以为 AQTC 的计算提供一个思路 ： 在运行方式变化不大的小周期内选取 一个典型方式， 利用 ATC 的概率性模拟该周期内各时间断面的不确定性。一旦运行方式发 生较大变化， 便重新选取典型方式， 计算新典型方式下的概率性ATC。 最后， 将各典型方式下 的概率性 ATC 与时间尺度进行加权计算， 得到长周期的可用输送电量。 0005 选取典型方式在实际工程中已经得到了很好的应用， 工作人员根据经验， 摸索出 了较为成。
18、熟、 简便的选取方式， 比如夏季最大方式， 夏季最小方式， 冬季最大方式， 冬季最小 方式。然而， 概率性 ATC 的计算仍然存在着一些不足。目前， 针对概率可用输电能力 ( 概率 ATC) 的计算方法主要包括以下几类 ： 0006 (1) 基 于 随 机 规 划 的 算 法 ： 在 计 算 ATC 的 过 程 中， 首 先 用 SPR(two-stage Stochastic Programming with Recourse) 方法将离散的变量连续化， 随后根据 SPR 的计 算结果， 运用CCP(Chance Constrained Programming)方法处理连续变量， 求得概率意。
19、义下 的 ATC 值。由于该方法在计算过程中用到了离散变量和连续变量的处理， 所以计算速度不 是很理想。 0007 (2) 枚举法 ； 后期提出的枚举法是将系统状态的枚举和优化算法结合起来计算 ATC。在计算 ATC 时， 如果该系统的严重故障较少， 则该方法比较有效， 但是对于实际的电力 说 明 书 CN 104281978 A 5 2/8 页 6 系统， 枚举法的指数时间特性还是限制了它的应用， 无法真正有效地处理大系统的中长期 ATC 计算。 0008 (3) 基于蒙特卡罗仿真的算法 ： 应用蒙特卡罗方法对系统状态进行抽样。该方法 能够方便地处理实际电网中数目庞大的不确定性因素， 且它的。
20、计算时间不随系统规模或网 络连接复杂程度的增加而急剧增加， 是应用极为广泛的一种计算方法。不过， 为了保证精 度， 仿真时的抽样次数成千上万， 所以该方法十分耗时， 难以保证计算效率。 0009 (4) 基于 Bootstrap 的算法 ： 这种方法应用到长期 ATC 计算中， 可以充分利用最近 一段时间的市场信息 ( 比如发电机的出力、 节点负荷水平等 ) 去作为估计的样本。不过， 作 为一种新兴的算法， 还不能很好地处理某些网络参数的不确定性 ( 比如输电线的随机故障 等 )， 还有待进一步改进。 0010 (5) 基于概率的 ATC 计算方法 ： 文献 Lei Dong， Saifeng。
21、 Li， Yihan Yang， Hai Bao.Asia-Pacifi c Power and Energy Engineering Conference(APPEEC2010)， 2010The Calculation of Transfer Reliability Margin Based on the Probabilistic Load Flow 中利用概率潮流， 在充分考虑 TRM 和 CBM 两种裕度后算得 ATC。速度虽然显著提高， 但是只考虑了一条瓶颈线路， 忽略了其它输电元件的概率性影响， 使得该算法的计算精度 很难得到满足。 0011 综上所述， 现有概率ATC计算方法中。
22、， 方法(1)-(4)模型过于复杂， 计算过于耗时 ； (5) 的计算速度虽然得以保证， 但是考虑的瓶颈条件过少， 精度不够。若概率 ATC 计算速度 过于缓慢， 则会使 AQTC 的计算效率难以得到保障， 工程中也就很难加以运用 ； 若概率 ATC 计算的精度不够， 则会使后续算得的 AQTC 与实际值偏差过大， 起不到对交易双方的指导作 用， 造成电力资源的浪费或短缺。 发明内容 0012 针对上述问题， 本发明的目的是提供一种兼顾速度与精度的基于概率潮流的可用 输电能力计算方法。 0013 为实现上述目的， 本发明采取以下技术方案 ： 一种基于概率潮流的可用输电能力 计算方法， 它包括以。
23、下步骤 ： 1) 对需要计算 AQTC 的电力系统， 在周期内选取若干个典型方 式， 该典型方式包括典型方式 1、 典型方式 2， ， 典型方式 n， 并设定每一典型方式在周期内 的持续时间 ； 2) 依次将各典型方式作为该电力系统的运行方式， 计算该电力系统在各运行 方式下的概率 ATC 期望， 其包括以下步骤 ： 2-1) 读入所要计算的电力系统在某一运行方式 下的数据， 该电力系统数据包括各输电元件的各项参数 ； 并设定该电力系统在该运行方式 下所需的精度要求 ； 2-2) 根据所得各输电元件的参数， 计算该电力系统的确定性 ATC， 记为 ATCc； 2-3)令所得的ATCc为馈电区域。
24、注入功率、 受电区域流出功率， 计算此时该电力系统的 概率潮流分布， 其包括输电线路的功率分布和输电母线的电压分布 ； 2-4) 根据该电力系统 的概率潮流分布， 计算得到各输电元件对系统 ATC 的影响因子， 并按照影响因子从大到小 对输电元件进行排序 ； 2-5) 选取影响因子最大的输电元件作为该电力系统欲添加输电元 件所构成的元件集的初始输电元件， 计算其输电元件 ATC 并将所得的输电元件 ATC 的概率 分布曲线作为该电力系统概率 ATC 的初始分布曲线， 将初始分布曲线的期望作为该电力系 统概率 ATC 的初始期望 ； 2-6) 按照影响因子从大到小的排序结果， 依次添加输电元件到。
25、元 说 明 书 CN 104281978 A 6 3/8 页 7 件集里 ； 2-7) 判断欲添加的输电元件与已添加的各输电元件是否相互独立 ； 若独立， 则进 行下一步 ； 若不独立， 则剔除， 返回到步骤2-6)添加下一个输电元件 ； 2-8)计算所添加输电 元件的概率 ATC， 将其分布曲线与该电力系统原有的概率 ATC 分布曲线进行拟合， 得到该电 力系统新的概率 ATC 分布曲线， 并计算新的概率 ATC 分布曲线的期望 ； 2-9) 若该电力系统 所得的新期望与上一次所得的原期望之差满足预先设定的精度要求， 则将新的概率 ATC 分 布曲线作为该电力系统最终的分布曲线 ； 若不满足。
26、， 则返回步骤 2-6) 继续添加新的输电元 件， 直到满足预先设定的精度要求为止 ； 3) 将各典型方式下的概率 ATC 期望对应与各典型 方式的持续时间相乘， 并将所得的各乘积求和得到周期内的 AQTC。 0014 所述步骤 2) 的 2-4) 中包括以下内容 ： 输电元件的影响因子 对系统概率 ATC 影 响如下 ： 设输电线路 i 对系统概率 ATC 的影响因子 i为 ：其中， Pimax 为输电线路 i 的允许的最大功率 ； Pi为输电线路 i 的概率性功率 ； 设母线 j 对系统概率 ATC 的影响因子 j为 ：其中， Vjmin为母线电压的下限 ； Vjmax为母线电压的 上限 。
27、； Vj为母线j的电压 ； 通过影响因子值的大小， 可以对各输电元件对电力系统的影响 程度进行排序， 其代表 i和 j统称为影响因子 ， 值越大， 影响程度越大， 反之亦然。 0015 所述步骤 2) 的 2-5) 中包括以下内容 ： 输电元件的 ATC， 包括输电线路的可用输 电能力 LATC 和输电母线的可用输电能力 BATC ； 输电线路的可用输电能力 LATC ： 设以任 意一条输电线路 i 为瓶颈因素， 电力系统可再用于商业使用的传输容量为该输电线路 i 的 可用输电能力 LATCi； 设 LATCi为在已知所有参数的确定的系统状态下， 以输电线路 i 为 瓶颈因素时， 馈电、 受电。
28、两区域还可增加或减少的功率 ； 若 Pi、 LATCi两者的增长关系为 正相关， 则有 ：其中， Pimax为输电线路 i 的允 许的最大功率 ； Pi为输电线路 i 的概率性功率 ； SAi为馈电区域功率增长对输电线路 i 功 率的灵敏度 ； SBi为受电区域功率增长对输电线路 i 功率的灵敏度 ； 若 Pi、 LATCi两者的 增长关系为负相关， 则认为此时的 LATCi为无穷， 不考虑这条输电线路 i 对概率结果的影 响 ； 输电母线的可用输电能力 BATC ： 设以任意一个母线 j 为瓶颈因素， 电力系统可再用 于商业使用的传输容量为母线 j 的可用输电能力 BATCj； 设 BATC。
29、j为在已知所有参数的 确定的系统状态下， 以母线 j 为瓶颈因素时， 馈电、 受电两区域还可增加或减少的功率 ； 若 Vj、 BATCj两者的增长关系为正相关， 则有 ： 当 Vj Vjmin时 ：； 当 Vj Vjmin时 ： 其中， Vjmin为母线电压的下限 ； Vjmax为母线电 压的上限 ； SAj为馈电区域功率增长对母线 j 的电压灵敏度 ； SBj为受电区域功率增长对母线 j的电压灵敏度 ； 正相关时SAj-SBj0 ； 若Vj、 BATCj两者的增长关系为负相关， 则有 ： 当Vj Vjmax时 ：； 当 Vj Vjmax时 ： 0016 所述步骤 2) 的 2-7) 中任意两。
30、输电线路相关的条件如下 ： 若两输电线路能同时满 足以下三个数值上的要求， 则这两条输电线路是相关的 ： 主导相关度 D大于最大相关度 说 明 书 CN 104281978 A 7 4/8 页 8 Smax的 75 ：； 总相关度 大于主导相关度的 75 ：同号数 大于 总节点个数 N 的 75或小于总节点个数 N 的 25 ：或 0017 本发明由于采取以上技术方案， 其具有以下优点 ： 1、 本发明利用概率潮流计算系 统的概率 ATC， 相比模拟法大大缩减了计算量， 从而提高了系统概率 ATC 的计算速度， 进而 提高了 AQTC 的计算速度。2、 提出输电元件 ATC 及其对系统 ATC。
31、 影响因子的概念， 按照影响 因子从大到小的顺序依次向电力系统中添加输电元件， 将更多输电元件的影响考虑到系统 的概率ATC结果当中， 一步步缩小了与系统实际概率ATC期望的偏差， 进而满足了系统所要 求的概率 ATC 计算精度， 同时满足了 AQTC 的计算精度。鉴于以上理由， 本发明可以广泛用 于概率可用电量输送能力计算以及概率可用输电能力计算领域。 附图说明 0018 图 1 是典型方式选取示意图 0019 图 2 是本发明中概率 ATC 计算的流程示意图 0020 图 3 是输电线路 i 功率的概率分布示意图 0021 图 4 是输电线路 i 的功率 Pi与 LATCi之间的定性关系示。
32、意图 0022 图 5 是输电母线 j 电压的概率分布示意图 0023 图 6 是输电母线 j 的电压 Vj与 BATCj之间的定性关系示意图 具体实施方式 0024 下面结合附图和实施例对本发明进行详细的描述。 0025 1) 如 图 1 所 示，首 先 对 需 要 计 算 AQTC(Available Quantity Transfer Capability， 可用电量输送能力 ) 的电力系统， 在周期内选取若干个典型方式， 即典型方式 1、 典型方式 2， ， 典型方式 n。设定好每一典型方式在周期内的持续时间， 选取原则如下 ： 在运行方式变化不大的小周期内选取一个典型方式作为代表， 。
33、一旦运行方式发生较大变 化， 便重新选取典型方式。 实际电力系统中， 工作人员根据多年运行的经验已经摸索出了较 为成熟的典型方式选取方法， 可以直接应用进来。 0026 2) 依次将各典型方式作为该电力系统的运行方式， 并计算该电力系统在各运行方 式下的概率 ATC 的期望， 其包括以下步骤 ： 0027 需要说明的是， 该电力系统在不同运行方式下求取概率 ATC 期望的步骤是一致 的， 因此不再重复说明， 只以此一种运行方式下概率 ATC 的求取过程作为代表进行说明。 0028 2-1) 如图 2 所示， 读入所要计算的电力系统在该运行方式下的数据， 该电力系统 数据包括本领域常用的发电机、。
34、 输电线路、 变压器、 无功补偿装置等输电元件的各项参数， 以便根据这些已有参数计算该电力系统的确定性 ATC 和概率潮流。利用概率潮流的结果 可以得到输电元件的概率 ATC， 即为输电元件的可用输电能力， 其包括输电线路的可用输电 能力 LATC(Line Available Transfer Capability) 和输电母线的可用输电能力 BATC(Bus Available Transfer Capability)。本发明中特指影响电力系统概率 ATC 大小的输电元件 为输电线路和发电机， 且输电线路的 ATC 为 LATC， 发电机的 ATC 为 BATC。 说 明 书 CN 104。
35、281978 A 8 5/8 页 9 0029 2-2) 根据所得各输电元件的参数， 利用本领域常用的基于连续潮流的 ATC 算法计 算电力系统的确定性 ATC， 记为 ATCc； 0030 2-3) 令所得的 ATCc为馈电区域注入功率、 受电区域流出功率， 采用本领域常用的 结合半不变量和 Gram-Charlier 级数展开的概率潮流算法， 计算此时该电力系统的概率潮 流分布， 其包括输电线路的功率分布和输电母线的电压分布 ； 0031 2-4) 根据该电力系统的概率潮流分布， 计算得到各输电元件对系统 ATC 的影响因 子， 并按照影响因子从大到小对输电元件进行排序 ； 0032 系统。
36、概率 ATC 受制于最先越限 ( 超过了运行极限 ) 的输电元件， 所以运行在离极 限状态较近的输电元件， 可能对系统概率 ATC 的影响更大一些， 因此提出输电元件的影响 因子 用以比较各输电元件对系统概率 ATC 影响程度的大小。 0033 设输电线路 i 对系统概率 ATC 的影响因子 i为 ： 0034 0035 设母线 j 对系统概率 ATC 的影响因子 j为 ： 0036 0037 通过影响因子 (i和 j统称为影响因子 ) 值的大小， 可以对各输电元件对 电力系统的影响程度进行排序 ： 值越大， 影响程度越大， 反之亦然。这样一来， 添加输电 元件进行概率拟合迭代时， 就可以在满。
37、足精度的情况下忽略影响程度较小的输电元件。对 于系统规模较大、 瓶颈输电元件较为集中的实际系统而言， 大大削减了计算量。 0038 2-5) 选取影响因子最大的输电元件作为该电力系统欲添加输电元件所构成的元 件集的初始输电元件， 计算其输电元件 ATC 并将其概率分布曲线作为该电力系统概率 ATC 的初始分布曲线， 将初始分布曲线的期望作为该电力系统概率 ATC 的初始期望 ； 0039 输电线路的可用输电能力 LATC 0040 设以任意一条输电线路 i 为瓶颈因素， 电力系统可再用于商业使用的传输容量为 该输电线路 i 的可用输电能力 LATCi。 0041 如图3、 图4所示， 设LAT。
38、Ci为在已知所有参数的确定的系统状态下， 以输电线路 i 为瓶颈因素时， 馈电、 受电两区域还可增加 ( 或减少 ) 的功率， 其中， LATCi0 说明在该 系统状态下， 输电线路i还没有达到其本身的运行极限 ； LATCi0说明在该系统状态下， 输电线路 i 刚好达到运行极限 ； LATCi0 说明在该系统 状态下， 母线j还没有达到运行极限 ； BATCj0说明在该系统状态下， 母线j刚好达到运 行极限 ； BATCj0 说明在该系统状态下， 母线 j 早已超过了运行极限。 0051 若 Vj、 BATCj两者的增长关系为正相关， 则有 ： 0052 当 Vj Vjmin时 ： BATC。
39、j 0(5) 0053 当 Vj Vjmin时 ： 0054 其中， Vj为母线 j 的电压 ； Vjmin为母线 j 的电压的下限 ； Vjmax为母线 j 的电压的上 限 ； SAj为馈电区域功率增长对母线 j 的电压灵敏度 ； SBj为受电区域功率增长对母线 j 的电 压灵敏度 ； 正相关时 SAj-SBj 0。 0055 若 Vj、 BATCj两者的增长关系为负相关， 则有 ： 0056 当 Vj Vjmax时 ： BATCj 0(7) 0057 当 Vj Vjmax时 ： 0058 需要说明的是， 由于输电线路 i 的功率 Pi、 输电母线 j 的电压 Vj为概率值， 所以输 电线路。
40、 i 的可用输电能力 LATCi和输电母线 j 的可用输电能力 BATCj均为概率性的 ATC。 0059 2-6) 按照影响因子从大到小的排序结果， 依次添加输电元件到元件集里， 由于可 以将多个输电元件按照影响因子大小依次考虑到概率结果当中， 所以可以认为， 添加的输 电元件越多， 离准确值越近， 精度越高， 在满足计算速度的同时， 做到了精度上的控制 ； 0060 2-7) 判断欲添加的输电元件与已添加的各输电元件是否相互独立 ； 若独立， 则进 行下一步 ； 若相关 ( 不独立 )， 则剔除， 返回到步骤 2-6) 添加下一个输电元件， 判断独立的 过程如下 ： 0061 若欲添加的输。
41、电元件是母线， 因为母线与输电线路之间是独立的， 则直接添加并 进行下一步， 不需要判断与已添加的输电元件的相互独立性 ； 若所添加的输电元件是输电 说 明 书 CN 104281978 A 10 7/8 页 11 线路， 则与元件集中已添加的输电线路进行相关度的计算， 以此判断相互独立性， 不需要与 元件集中已添加的输电母线进行独立性判断。 0062 输电线路间的相关性判断方法如下 ： 0063 设任意两条输电线路为 m-n、 p-q， 定义这两条输电线路的总相关度 (Line Relevancy， LR) 为它们对各节点注入灵敏度的乘积之和， 则任意两条输电线路之间的总相 关度 ： 006。
42、4 0065 其中， 为输电线路 m-n、 p-q 之间的总相关度 ； N 为所计算的电力系统中节点个 数 ； Sm-n,i为所计算的电力系统中母线 j 的功率注入对输电线路 m-n 的灵敏度 ； Sp-q,i为所计 算的电力系统中母线 j 的功率注入对输电线路 p-q 的灵敏度。 0066 鉴于一般情况下， 输电线路功率受输电线路两端点注入功率的影响最大， 体现在 输电线路功率 l 与节点注入功率 w 之间的 l-w 灵敏度矩阵当中， 表现为端点注入功率对输 电线路的灵敏度数值在所有节点功率对其的灵敏度之中最大。 0067 于是将输电线路端点的注入功率灵敏度单独进行考虑， 定义输电线路端点对。
43、两输 电线路的灵敏度乘积之和为主导相关度 (Dominant Relevancy， DR)， 若两输电线路有相同 端点， 则对重合节点只计算一次 ： 0068 0069 其中， D为输电线路 m-n 与输电线路 p-q 的主导相关度。 0070 定义其余节点对两输电线路的灵敏度乘积之和为非主导相关度 (Non-Dominant Relevancy， NDR) ： 0071 0072 其中， N为输电线路 m-n 与输电线路 p-q 的非主导相关度。 0073 统计两输电线路对各个节点灵敏度的同号数 ， 并计算得到灵敏度乘积的最大 值， 即最大相关度 Smax： 0074 Smax maxSm-。
44、n,jSp-q,j (12) 0075 主导相关度体现了各主导节点(输电线路端点)随机波动对两输电线路功率的影 响之和。若两输电线路相关， 则各主导节点灵敏度的乘积基本保持同号 ( 或异号节点数值 很小 )， 主导相关度较大。 0076 总相关度体现了各节点随机波动对两输电线路功率影响之和。若两输电线路相 关， 则主导节点相关度会较大， 非主导相关度应该与主导相关度同号， 或与其异号但数值很 小， 两者加起来的总相关度会较大。 0077 同号数体现了各节点随机波动对两输电线路功率的影响方向。 若两输电线路正相 关， 则同号节点数要远大于异号节点数 ； 若两输电线路负相关， 则同号节点数要远小于。
45、异号 节点数。 0078 若两输电线路能同时满足以下三个数值上的要求， 则这两条输电线路是彼此相关 说 明 书 CN 104281978 A 11 8/8 页 12 的， 即不独立 ： 主导相关度 D大于最大相关度 Smax的 75 ：总相关度 大于 主导相关度 D的 75：同号数 大于总节点个数 N 的 75或小于总节点个数 N 的 25 ：或 0079 2-8) 计算所添加输电元件的概率 ATC， 将其分布曲线与该电力系统原有的概率 ATC 分布曲线进行拟合， 得到该电力系统新的概率 ATC 分布曲线， 并计算新的概率 ATC 分布 曲线的期望， 拟合过程如下 ： 0080 PAB(x) 。
46、PA(x)PB(B x)+PA(A x)PB(x)-PA(x)PB(x) (13) 0081 其中， AB 为由任意两个输电元件 A、 B 构成的系统 ； PAB为 AB 系统的概率 ATC 的分 布 ； PA为输电元件 A 的概率 ATC 分布 ； PB为输电元件 B 的概率 ATC 分布 ； x (0,+ )。 0082 引入累积函数则有 ： 0083 PAB(x) PA(x)(1-FB(x)+(1-FA(x)PB(x)+PA(x)PB(x) (14) 0084 2-9) 若该电力系统所得的新期望与上一次所得的原期望之差满足预先设定的精 度要求， 则将新的概率 ATC 分布曲线作为该电力系。
47、统最终的分布曲线 ； 若不满足， 则返回步 骤 2-6) 继续添加新的输电元件， 直到满足预先设定的精度要求为止。 0085 3) 将各典型方式下的概率 ATC 期望对应与各典型方式的持续时间相乘， 并将所得 的各乘积求和得到周期内的 AQTC。 0086 以上所述， 仅为本发明较佳的具体实施方式， 但本发明的保护范围并不局限于此， 任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内， 根据本发明的技术方案及其 发明构思加以等同替换或改变， 都应涵盖在本发明的保护范围之内。 说 明 书 CN 104281978 A 12 1/3 页 13 图 1 说 明 书 附 图 CN 104281978 A 13 2/3 页 14 图 2 说 明 书 附 图 CN 104281978 A 14 3/3 页 15 图 3图 4 图 5图 6 说 明 书 附 图 CN 104281978 A 15 。