现代电力系统中的线性多维柔性评价与分析

在电力系统中具有众多的参数和不确定因素，这些参数的变化都将给电力系统带来一定的影响，要求电力系统具备较强的响应参数变化的能力。本课题通过对电力系统的柔性进行定义，对电力系统负荷柔性、发电功率柔性、属性参数柔性和约束等柔性进行详细描述；首先，进行电力系统的固定柔性评价，判断电力系统在负荷、发电功率和技术参数等变化的情况下，是否能够安全、可靠的运行；其次，通过定义柔性指数进行可变柔性分析，对电力系统的安全、可靠运行的程度进行分析；最后，在上述柔性评价和分析的基础上引入经济性函数，说明电力系统的柔性优化和优化柔性问题不仅是针对状态变量和控制变量的优化，还包括对参数的优化，是针对经济性、安全性和可靠性的综合优化。本课题所提出的柔性评价和分析方法，不仅使对电力系统的评价和分析更加全面、深刻，而且能够简化电力系统分析计算的复杂性，提高分析计算的效率。

智能化是电网发展的最终目标，新一代智能电网对电网运行的安全性、可靠性、经济性以及灵活性等多个方面提出了比以往更高的要求。现有已经开展的研究工作，对电网运行的安全性、可靠性和经济性关注较多，而对电网运行灵活性的研究工作开展得相对较少。灵活性也称柔性，通常用以描述系统的可控程度。开展关于智能电网柔性分析方法的研究工作，深入研究用于评估智能电网运行状态的柔性评价指标，为智能电网运行状态的评估与分析提供更加科学、准确，以及更加贴合电网实际的灵活性评估依据。.本项目的主要研究内容包括：.1.在分析传统的电力系统优化模型中约束条件刚性表示方法不足的基础上，提出电力系统运行约束条件的柔性描述与分析方法；定义智能电网中的柔性概念，并对其进行分类描述；提出智能电网柔性评价的一维线性指标，并根据电网运行约束类型的不同，将该柔性评价指标从一维扩展至多维。.2.基于对最优潮流模型中等式和不等式约束条件的柔性化描述，进一步提出电网运行优化目标函数的柔性化表示方法，并将其转化为柔性等式约束的形式；兼顾电网运行的经济性、安全性与可靠性，建立智能电网经济调度的多维柔性综合优化模型。.3.将电网结构柔性分析方法应用于智能电网规划中，以柔性化方法评估整个电网规划周期内的投资成本、运行成本和可靠性收益；同时，通过对输电线路负载率约束的柔性化表示，在规划过程中保留部分系统输送能力，从而为系统预留一定的运行安全裕度和对不确定因素的适应能力。.4.从属性柔性的角度，根据输电线路实时动态热整定（RT-DTLR）系统的监测数据，确定输电线路的实时热稳定极限；通过对线路潮流约束进行柔性化表示，实现对线路潮流的灵活控制。.5.从负荷柔性的角度，阐述智能电网中利用负荷柔性改善系统运行水平的实现方法；分析电动汽车作为智能电网中一类重要的柔性负荷，其充放电行为对电网运行的影响。.研究表明，传统电力系统优化模型中的刚性约束条件过于刻板，很难根据系统运行条件灵活调整运行状态，优化结果往往不能兼顾系统运行对经济性、安全性和可靠性等多方面综合趋优的要求。本项目提出的智能电网柔性评价及分析方法，是对现有电力系统柔性化技术的整合与提升，也是对现有电力系统运行评估体系的补充与完善。提出的基于电力系统约束柔性、结构柔性、属性柔性和负荷柔性的分析方法，可以有效改善现有刚性分析方法过于依赖单一分析指标的缺陷，提高电力系统整体效率。