面向电力需求响应的节点负荷调节指令准线动态更新方法及系统与流程

本技术涉及电力系统优化调度，尤其涉及一种面向电力需求响应的节点负荷调节指令准线动态更新方法及系统。

背景技术：

1、目前，在采用节点负荷准线调节指令准线开展需求响应的现有相关方案中，其负荷调节指令准线机制依赖于集中优化模型，难以满足透明电网的需求；并且，优化模型的参数选取主观性强，缺乏透明性，不利于电网对外披露数据，用户只能被动响应，不能意识到其自身负荷调节目标和电网调控需求之间的联系，这限制了其大规模、常态化应用的潜力。

2、此外，现有相关方案中负荷调节指令准线的滚动更新通常依赖集中优化模型，需要复杂的边界数据处理和求解环节，而非闭式代数模型，周期通常以小时或数小时为单位，未考虑更精细的时间颗粒度，这种较长的周期难以有效跟踪可再生能源出力、负荷需求的分钟级快速波动，进而适应电力系统实时运行调整的需求。

技术实现思路

1、针对上述问题，本技术提供了一种面向电力需求响应的节点负荷调节指令准线动态更新方法及系统，通过对负荷调节指令准线进行实时、自适应的修正，能够提升需求响应在面对电力系统运行状态波动时的实际效果。

2、为实现本技术的目的，本技术提供如下的技术方案：

3、第一方面，本技术提供一种面向电力需求响应的节点负荷调节指令准线动态更新方法，应用于电力系统，包括：

4、基于当前预设调度时间颗粒度和电力系统调度运行的边界信息，确定电力系统当前的统一负荷调节指令准线；所述预设调度时间颗粒度为非整小时的时间段；

5、结合节点负荷调节指令准线分解模型和电力需求响应用户信息，计算负荷调节指令准线网络分量，生成并公布当前各电网节点的节点负荷调节指令准线；

6、将所述节点负荷调节指令准线分解模型重构为矩阵运算形式，利用相应的重构结构分析电网运行约束对所述节点负荷调节指令准线的边际影响程度，生成线路灵敏度分析结果；其中，所述线路灵敏度分析结果为节点负荷调节指令准线网络分量对线路容量上限的灵敏度；

7、实时采集各节点的节点净功率偏差，结合所述线路灵敏度分析结果、所述节点负荷调节指令准线和实时识别的阻塞线路集合，迭代优化求解得到优化后的节点负荷调节指令准线，完成节点负荷调节指令准线的闭环更新。

8、本技术进一步的改进在于，所述基于当前预设调度时间颗粒度和电力系统调度运行的边界信息，确定电力系统当前的统一负荷调节指令准线，包括：获取所述电力系统中电网对应的发电机组信息和负荷信息，所述发电机组信息包括常规机组集合、常规机组出力计划、新能源机组集合及新能源机组出力上限，所述负荷信息包括可调负荷集合、刚性负荷集合及刚性负荷出力信息；确定调度周期内当前预设的调度时间颗粒度，所述调度时间颗粒度包括调度周期内的调度时间段数，以及每段调度时间段对应的调度时长；针对调度周期内的当前预设调度时间颗粒度，基于所述调度时间段数、所述调度时长、所述发电机组信息和所述负荷信息，计算所述电力系统当前的统一负荷调节指令准线：

9、；

10、式中，为统一负荷调节指令准线，、、、分别为常规机组集合、可调负荷集合、刚性负荷集合、新能源机组集合的索引；、、、分别为、、、中的元素总数；为常规机组在所有调度周期内的总发电量；为可调负荷在所有调度周期内的总用电量；为刚性负荷的出力曲线，为新能源机组的最大出力曲线，为调度周期内的调度时间段数，为每段调度时间段对应的调度时长。

11、本技术进一步的改进在于，所述结合节点负荷调节指令准线分解模型和电力需求响应用户信息，计算负荷调节指令准线网络分量，生成并公布当前各电网节点的节点负荷调节指令准线，包括：获取电力需求响应用户可调负荷容量；构建节点负荷调节指令准线分解模型，所述节点负荷调节指令准线分解模型包括电网运行约束，所述电网运行约束包括调节指令准线归一化约束、调节指令准线形状约束、电力系统能量平衡约束以及电网网络约束；基于所述节点负荷调节指令准线分解模型、所述电力需求响应用户可调负荷容量、线路容量上限、常规机组计划出力以及当前的统一负荷调节指令准线，计算负荷调节指令准线网络分量；基于所述负荷调节指令准线网络分量和所述当前的统一负荷调节指令准线，确定当前各电网节点分别对应的节点负荷调节指令准线，并对所述节点负荷调节指令准线分解模型进行kkt条件分析，确定待披露数据，并向外部公布。

12、本技术进一步的改进在于，所述对所述节点负荷调节指令准线分解模型进行kkt条件分析，确定待披露数据，并向外部公布，包括：基于系数计算信息和所述节点负荷调节指令准线分解模型，确定用于表示所述节点负荷调节指令准线的组成关系的节点负荷调节指令准线数学组成分析方法；所述系数计算信息为基于节点负荷调节指令准线分解模型中的与电力系统能量平衡约束、以及电网网络约束分别对应的拉格朗日乘子，计算得到的电网时变调节需求系数；基于所述节点负荷调节指令准线数学组成分析方法，确定待披露数据，并对所述待披露数据对应的电网用户终端进行信息披露操作。

13、本技术进一步的改进在于，所述对所述节点负荷调节指令准线分解模型进行kkt条件分析，确定待披露数据，并向外部公布，包括：基于系数计算信息和所述节点负荷调节指令准线分解模型，确定用于表示所述节点负荷调节指令准线的组成关系的节点负荷调节指令准线数学组成分析方法；所述系数计算信息为基于节点负荷调节指令准线分解模型中的与电力系统能量平衡约束、以及电网网络约束分别对应的拉格朗日乘子，计算得到的电网时变调节需求系数；所述节点负荷调节指令准线数学组成分析方法用于代数化表示节点负荷调节指令准线的数学组成关系；基于所述节点负荷调节指令准线数学组成分析方法，确定待披露数据，并对所述待披露数据对应的电网用户终端进行信息披露操作。

14、本技术进一步的改进在于，所述基于所述节点负荷调节指令准线数学组成分析方法，确定待披露数据，包括：采用所述节点负荷调节指令准线数学组成分析方法对比不同的电网节点对应的节点负荷调节指令准线，得到调节指令准线比对分析结果；基于所述调节指令准线比对分析结果和所述节点负荷调节指令准线数学组成分析方法，确定待披露数据。

15、本技术进一步的改进在于，所述将所述节点负荷调节指令准线分解模型重构为矩阵运算形式，利用相应的重构结构分析电网运行约束对所述节点负荷调节指令准线的边际影响程度，生成线路灵敏度分析结果，包括：将所述节点负荷调节指令准线分解模型重构为矩阵形式，确定重构后模型；基于预设松弛变量，将所述重构后模型作为与电网运行变量对应的参数规划问题，并得到对应的数学映射关系；所述数学映射关系为将所述重构后模型视作一个输入电网运行变量，输出节点负荷调节指令准线组分的数学映射关系；基于所述数学映射关系，对所述重构后模型进行库恩塔克条件分析；求解各条件对电网运行变量的导数，并且联立各条件，确定均衡方程；基于所述均衡方程进行伪逆求解，得到所述线路灵敏度分析结果。

16、本技术进一步的改进在于，所述均衡方程为：

17、；

18、式中，为单位矩阵，为重构后等式约束的系数矩阵的转置矩阵，为重构后不等式约束对应的系数矩阵的转置矩阵，为求解对角阵，为预设松弛变量；为等式约束的拉格朗日乘子对线路容量上限的灵敏度，为节点负荷调节指令准线的网络分量对所述线路容量上限的灵敏度，、为不等式约束的拉格朗日乘子对线路容量上限的灵敏度，为约束函数对线路容量上限的偏导数，为约束函数对线路容量上限的偏导数；

19、所述基于所述均衡方程进行伪逆求解，在重构形式下构造解析化的灵敏度分析模型，包括：将所述均衡方程简记为，其中，为系数矩阵，为灵敏度解矩阵，为常数矩阵；对所述均衡方程进行伪逆求解，计算所述节点负荷调节指令准线的网络分量对所述线路容量上限的灵敏度：

20、；

21、其中，为所述节点负荷调节指令准线的网络分量对所述线路容量上限的灵敏度；在变动较小时，线路容量上限变动量与所述节点负荷调节指令准线变动量，仍满足以下关系：

22、。

23、本技术进一步的改进在于，所述实时采集各节点的节点净功率偏差，结合所述线路灵敏度分析结果、所述节点负荷调节指令准线和实时识别的阻塞线路集合，迭代优化求解得到优化后的节点负荷调节指令准线，完成节点负荷调节指令准线的闭环更新，包括：获取阻塞线路集合和实时监测到的节点净功率偏差，所述阻塞线路集合为基于与所述调节指令准线形状约束对应的拉格朗日乘子得到的阻塞线路的集合；基于所述线路灵敏度分析结果，在选取线路容量作为参数规划变量的条件下，进行均衡方程的求解，以确定节点负荷调节指令准线同线路容量的线路灵敏度；基于所述节点净功率偏差、所述阻塞线路集合以及功率传输分布因子，分析阻塞线路对应的额外传输功率，以确定功率分析结果；其中，所述功率传输分布因子为所述电网节点针对阻塞线路集合内各线路的功率传输分布因子；基于所述功率分析结果、所述线路灵敏度以及所述阻塞线路集合对应的线路阻塞方向信息，进行节点负荷调节指令准线网络分量的修正，得到修正后的节点负荷调节指令准线网络分量；基于所述修正后的节点负荷调节指令准线网络分量和当前的所述统一负荷调节指令准线，确定修正后的节点负荷调节指令准线。

24、本技术进一步的改进在于，所述基于所述节点净功率偏差、所述阻塞线路集合以及功率传输分布因子，分析阻塞线路对应的额外传输功率，以确定功率分析结果，包括：提取所述功率传输分布因子后，以所述节点净功率偏差为输入，计算每条阻塞线路需要额外承载的额外传输功率；其中，为节点对于阻塞线路的功率传输分布因子，为节点在时段相比预测值的功率净注入量偏差，其中，为节点净注入；对所述额外传输功率进行判断，在所述额外传输功率的流向、大小与阻塞方向一致的情况下，将功率净注入量偏差等效为收紧判定线路潮流约束被动收紧；构造约束关联函数，生成功率分析结果，具体为：

25、；

26、其中，为阻塞线路需要传递的额外传输功率。

27、本技术进一步的改进在于，所述基于所述功率分析结果、所述线路灵敏度以及所述阻塞线路集合对应的线路阻塞方向信息，进行节点负荷调节指令准线网络分量的修正，得到修正后的节点负荷调节指令准线网络分量，包括：以所述额外传输功率和所述阻塞线路集合对应的线路阻塞方向信息为修正依据，引入所述线路灵敏度，采用调节指令准线偏差量代数表达式逐节点计算所述节点负荷调节指令准线的最优偏差修正量，并通过叠加所述最优偏差修正量后，得到修正后的节点负荷调节指令准线网络分量；所述调节指令准线偏差量代数表达式具体为：

28、；

29、；

30、其中，表示网络分量对阻塞线路线路容量的灵敏度，表示修正后的节点负荷调节指令准线的网络分量，为约束收紧函数，为所述最优偏差修正量。

31、第二方面，本技术提供一种面向电力需求响应的节点负荷调节指令准线动态更新系统，用于实施上述的面向电力需求响应的节点负荷调节指令准线动态更新方法，包括：

32、统一准线确定模块，用于基于当前预设调度时间颗粒度和电力系统调度运行的边界信息，确定电力系统当前的统一负荷调节指令准线；所述预设调度时间颗粒度为非整小时的时间段；

33、节点准线确定模块，用于结合节点负荷调节指令准线分解模型和电力需求响应用户信息，计算负荷调节指令准线网络分量，生成并公布当前各电网节点的节点负荷调节指令准线；

34、灵敏度分析模块，用于将所述节点负荷调节指令准线分解模型重构为矩阵运算形式，利用相应的重构结构分析电网运行约束对所述节点负荷调节指令准线的边际影响程度，生成线路灵敏度分析结果；其中，所述线路灵敏度分析结果为节点负荷调节指令准线网络分量对线路容量上限的灵敏度；

35、准线动态修正模块，用于实时采集各节点的节点净功率偏差，结合所述线路灵敏度分析结果、所述节点负荷调节指令准线和实时识别的阻塞线路集合，迭代优化求解得到优化后的节点负荷调节指令准线，完成节点负荷调节指令准线的闭环更新。

36、第三方面，本技术提供一种终端，所述终端包括有存储器和一个以上处理器；所述存储器存储有一个以上的程序；所述程序包含用于执行如上所述的面向电力需求响应的节点负荷调节指令准线动态更新方法的指令；所述处理器用于执行所述程序。

37、与现有技术相比，本技术具有如下有益效果：

38、通过本技术提供的面向电力需求响应的节点负荷调节指令准线动态更新方法及系统，首先基于预设调度时间颗粒度和电力系统调度运行的边界信息，确定电力系统当前的统一负荷调节指令准线，并结合节点负荷调节指令准线分解模型和电力需求响应用户信息，确定当前各电网节点的节点负荷调节指令准线；然后，重构节点负荷调节指令准线分解模型，利用相应的重构结果分析电网运行约束对节点负荷调节指令准线的边际影响程度，以在重构形式下构造得到解析化的灵敏度分析模型；之后，在电力系统进入运行阶段后，基于灵敏度分析模型、当前的统一负荷调节指令准线和阻塞线路集合，以及实时监测到的节点净功率偏差，确定修正后节点负荷调节指令准线。由此，使得负荷调节指令准线能够近乎实时地跟踪系统状态的微小变化，在出现预测偏差或突发情况时，能及时修正调控目标，解决现有相关方案中滚动优化周期过长和缺乏实时修正的问题，以较高频率滚动更新节点负荷调节指令准线，从而对负荷调节指令准线进行实时、自适应的修正，进而提升了需求响应在面对电力系统运行状态波动时的实际效果，并提升了基于节点负荷调节指令准线的需求响应的透明度，也即能更好服务于以节点负荷调节指令准线为基础的电力需求侧响应。