一种基于安全割集反馈的交直流混联电网协同规划方法与流程

本发明涉及电力系统规划与运行，特别是指一种基于安全割集反馈的交直流混联电网协同规划方法。

背景技术：

1、随着新型电力系统的加快建设，省域受端电网正面临负荷密度持续增长与大规模高压直流集中馈入的双重挑战，交直流混联特征日益显著，而传统依赖新建交流线路的扩容模式已受限于输电走廊资源紧缺及短路电流超标等问题，嵌入式直流技术虽因其输送容量大、控制灵活且不增加短路电流等优势成为电网加强的重要手段，但现有交直流混联电网规划方法仍普遍存在规划与运行安全相割裂、交直流耦合安全边界量化不足以及缺乏交直流多通道容量协同优化配置等缺陷，难以在规划阶段将涵盖静态安全、暂态电压稳定及频率稳定的多维耦合安全稳定约束直接纳入优化模型，导致规划方案经济性与安全性难以统一，亟需一种能够突破上述技术瓶颈的协同规划方法。

2、然而，现有交直流混联电网规划方法普遍存在规划与运行安全相割裂、交直流耦合安全边界量化不足、将交直流规划简单拆分为独立子问题而缺乏深度协同以及依赖人工经验进行校验修正而缺乏自动化闭环反馈机制等缺陷，导致规划方案经济性与安全性难以统一、大扰动下电压支撑和频率稳定风险突出、交直流通道容量配比无法全局优化、迭代效率低且难以保证收敛。

技术实现思路

1、为了解决现有交直流混联电网规划方法普遍存在规划与运行安全相割裂、交直流耦合安全边界量化不足、将交直流规划简单拆分为独立子问题而缺乏深度协同以及依赖人工经验进行校验修正而缺乏自动化闭环反馈机制等缺陷，导致规划方案经济性与安全性难以统一、大扰动下电压支撑和频率稳定风险突出、交直流通道容量配比无法全局优化、迭代效率低且难以保证收敛的技术问题，本发明提供了一种基于安全割集反馈的交直流混联电网协同规划方法。

2、本发明实施例提供的技术方案如下：

3、第一方面

4、本发明实施例提供的一种基于安全割集反馈的交直流混联电网协同规划方法，包括：

5、s1：获取受端电网的系统参数，确定直流候选落点集合和交流待扩建走廊集合，设定系统运行的安全阈值及投资预算额度；

6、s2：建立包含静态安全约束、暂态电压稳定约束和频率稳定约束的交直流耦合多维度安全稳定约束指标体系；

7、s3：构建三层嵌套优化模型，所述三层嵌套优化模型包括用于选址与扩容决策的上层模型、用于容量配置的中层模型和用于安全校验的下层模型；

8、s4：当下层模型校验发现安全约束越限时，提取越限量对决策变量的灵敏度并构造安全割集，将所述安全割集作为新增约束反馈至上层模型和中层模型进行迭代求解，直至满足全部安全约束且投资成本变化小于预设阈值时输出最优规划方案。

9、第二方面

10、本发明实施例提供的一种基于安全割集反馈的交直流混联电网协同规划系统，包括：

11、处理器；

12、存储器，所述存储器上存储有计算机可读指令，所述计算机可读指令被所述处理器执行时，实现如第一方面所述的基于安全割集反馈的交直流混联电网协同规划方法。

13、第三方面

14、本发明实施例提供的一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现如第一方面所述的基于安全割集反馈的交直流混联电网协同规划方法。

15、本发明实施例提供的技术方案带来的有益效果至少包括：

16、在本发明实施例中，通过将静态安全、暂态电压及频率稳定等多维度动态物理响应转化为优化模型可直接调用的代数约束，从规划源头赋予网架方案“生而安全”的技术基因；同时，所构建的三层嵌套架构有效化解了高维混合整数非线性规划的求解难题，其中安全割集反馈机制能将仿真越限信息量化为灵敏度割集并自动回馈至上层选址与中层容量模型，驱使方案在有限次迭代内自动收敛至安全与经济双优解，实现了嵌入式直流落点选择、容量定额与交流通道扩建的深度协同联动，杜绝了盲目投资与资产闲置；最终输出的规划方案兼具“经得起大扰动考验、投资成本预算内最优、可直接指导施工”的工程特质，在显著缩短规划周期、降低人力成本的同时，有效遏制直流闭锁引发暂态过电压及低频减载风险，为新型电力系统交直流混联受端电网的建设提供了具备广泛推广价值的一体化决策工具。

1.一种基于安全割集反馈的交直流混联电网协同规划方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的基于安全割集反馈的交直流混联电网协同规划方法，其特征在于，所述静态安全约束包括：在正常运行及预想故障集下，各交流线路的视在功率不超过其热稳定极限，各节点电压幅值保持在预设的安全上、下限范围之内。

3.根据权利要求1所述的基于安全割集反馈的交直流混联电网协同规划方法，其特征在于，。

4.根据权利要求1所述的基于安全割集反馈的交直流混联电网协同规划方法，其特征在于，所述s3具体包括：

5.根据权利要求1所述的基于安全割集反馈的交直流混联电网协同规划方法，其特征在于，所述s4具体包括：

6.根据权利要求1所述的基于安全割集反馈的交直流混联电网协同规划方法，其特征在于，所述频率稳定约束包括初始频率变化率约束、稳态频率偏差约束和暂态极低频率约束：

7.根据权利要求4所述的基于安全割集反馈的交直流混联电网协同规划方法，其特征在于，所述中层模型的节点有功功率平衡约束具体为：各节点的发电机有功出力与直流注入功率之和，等于该节点负荷功率与交流网络流出功率之和；所述直流通道的运行容量上、下限约束具体为：各直流通道的实际传输功率不超过其额定容量的最大值且不低于其允许运行的最小值。

8.根据权利要求1所述的基于安全割集反馈的交直流混联电网协同规划方法，其特征在于，步骤s4中所述迭代求解的收敛判据为：所有预想故障场景下的安全指标越限量均不大于零，且连续两次迭代所得综合投资成本的变化量小于预设阈值。

9.根据权利要求1所述的基于安全割集反馈的交直流混联电网协同规划方法，其特征在于，所述预想故障场景至少包括直流双极闭锁故障和交流n-1线路开断故障。

10.一种基于安全割集反馈的交直流混联电网协同规划系统，其特征在于，包括：