(19)中华 人民共和国 国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202111420779.9 (22)申请日 2021.11.26 (71)申请人 国家电网有限公司西北分部 地址 710000 陕西省西安市碑林区环城东 路中段50号 申请人 南京南瑞继保工程 技术有限公司 (72)发明人 任冲　马晓伟　柯贤波　王吉利　 王智伟　刘鑫　霍超　程林　 贺元康　高玉喜　 (74)专利代理 机构 南京经纬专利商标代理有限 公司 32200 代理人 施昊 (51)Int.Cl. G06Q 10/04(2012.01) G06Q 50/06(2012.01)G06K 9/62(2022.01) (54)发明名称 一种多级关联断面限额适应性评估及优化 计算方法 (57)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。 权利要求书2页 说明书7页 附图4页 CN 114021851 A 2022.02.08 CN 114021851 A 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 。 2.根据权利要求1所述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， 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。 3.根据权利要求1所述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， 步骤(2)具体为根据电力系统稳定计算规程， 确定计算系统的K个 关联输电断面和m个主 导故障， 根据主导 故障的稳定特性， 基于时域仿真确定初始控制限额， 按照断面限额与稳定 裕度影响因子逐步均衡增大断面功 率， 将主导故障稳定裕度满足临界稳定条件时的各关联 断面功率作为初始稳定限额。 4.根据权利要求1所述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， 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:权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 114021851 A 2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。 5.根据权利要求1所述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， 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,j(t)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： Δ η＝JΔP   (4) 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， Δ ηm为故障m发生后的稳定裕度 变化量， Δ η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。 6.根据权利要求1所述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， 步骤(5)具体为通过增大不满足输送需求的断面限额， 减小超出断面需求且灵敏度最高 的断面限额 为原则生成限额调整向量， 限额调整步长设置为10万千瓦。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 114021851 A 3