陸文甜 林舜江 劉明波

(華南理工大學 電力學院， 廣東 廣州 510640)

遠距離交直流并聯(lián)輸電通道聯(lián)絡(luò)線的有功優(yōu)化分配*

陸文甜 林舜江 劉明波

(華南理工大學 電力學院， 廣東 廣州 510640)

針對遠距離交直流互聯(lián)多區(qū)域電力系統(tǒng)分層分區(qū)調(diào)度的特點，在已知各區(qū)域電網(wǎng)間總電力交換計劃的前提下，提出一種遠距離交直流并聯(lián)輸電通道聯(lián)絡(luò)線有功功率優(yōu)化分配方法，優(yōu)化模型以交直流聯(lián)絡(luò)線的總有功損耗最小為目標，考慮交流聯(lián)絡(luò)線輸電斷面的安全約束，并考慮直流聯(lián)絡(luò)線功率調(diào)節(jié)范圍和調(diào)節(jié)次數(shù)限制的約束，優(yōu)化得到交直流聯(lián)絡(luò)線的輸送功率計劃.針對直流潮流模型計算長度達數(shù)百公里的省間交流聯(lián)絡(luò)線功率誤差偏大的問題，提出了一種簡化交流潮流模型以提高計算精度.通過改進三階段法求解優(yōu)化模型，使直流聯(lián)絡(luò)線計劃既滿足功率調(diào)節(jié)次數(shù)限制，又滿足每一個輸電功率狀態(tài)的最小持續(xù)時間限制，同時實現(xiàn)優(yōu)化模型各個時段的解耦求解和各個時段子優(yōu)化模型的并行計算.最后以某一實際大型交直流互聯(lián)多區(qū)域系統(tǒng)為例，驗證了所提模型和求解方法的正確性、有效性.

交直流并聯(lián)輸電通道；有功優(yōu)化分配；直流潮流模型；簡化交流潮流模型；改進三階段法

由于能源和負荷分布不均，遠距離、大容量、超/特高壓輸電成為我國電網(wǎng)的發(fā)展趨勢，南方電網(wǎng)、華東電網(wǎng)等區(qū)域電網(wǎng)都已形成了大型交直流互聯(lián)電網(wǎng)格局，將大量的電力電量送往東部負荷中心.互聯(lián)電網(wǎng)的有功調(diào)度除了制定各個省網(wǎng)的發(fā)電調(diào)度計劃外，還需制定省網(wǎng)之間交直流聯(lián)絡(luò)線的輸送功率計劃[1- 2].目前，我國各個區(qū)域電網(wǎng)都已建立了網(wǎng)、省、地3級調(diào)度體系，針對遠距離交直流互聯(lián)多區(qū)域電力系統(tǒng)分層分區(qū)調(diào)度的特點，日前有功調(diào)度計劃的制訂主要由網(wǎng)級和省級調(diào)控中心完成，一般情況是各省級調(diào)控中心確定本省機組的日前有功調(diào)度計劃，網(wǎng)級調(diào)控中心根據(jù)各省網(wǎng)之間的總電力交換計劃及交流聯(lián)絡(luò)線輸電斷面的傳輸功率安全約束，再結(jié)合經(jīng)驗來確定直流聯(lián)絡(luò)線傳輸功率計劃[3].顯然，網(wǎng)級調(diào)控中心根據(jù)經(jīng)驗人工編制的直流聯(lián)絡(luò)線傳輸功率計劃，沒有發(fā)揮直流聯(lián)絡(luò)線傳輸功率的協(xié)調(diào)優(yōu)化在降低整個輸電通道交直流聯(lián)絡(luò)線有功損耗方面的作用.鑒于輸電通道交流聯(lián)絡(luò)線和直流聯(lián)絡(luò)線的輸電損耗率存在較大差異[4]，合理安排直流聯(lián)絡(luò)線和交流聯(lián)絡(luò)線的輸送功率計劃，降低整個輸電通道的電量損耗，實現(xiàn)輸電通道的最優(yōu)經(jīng)濟運行，成為了一個重要的研究課題.

對于制定區(qū)域之間聯(lián)絡(luò)線日前輸電功率計劃問題而言，如何準確獲得交流聯(lián)絡(luò)線的傳輸功率是求解交直流并聯(lián)輸電通道聯(lián)絡(luò)線功率優(yōu)化分配問題的關(guān)鍵.采用直流潮流模型，交流聯(lián)絡(luò)線傳輸功率可用各發(fā)電機有功及負荷有功線性表示[5- 7]；但是標準直流潮流模型忽略電壓和無功功率的影響，同時忽略了支路的電阻和有功損耗，尤其是對于長度達數(shù)百公里的交流聯(lián)絡(luò)線，直流潮流計算交流聯(lián)絡(luò)線傳輸功率的精確性問題更加突出.目前，研究者在提高直流潮流模型的精確度方面做了大量研究[8- 10]，但對于區(qū)域電網(wǎng)之間長度達數(shù)百公里的交流聯(lián)絡(luò)線，改進后的直流潮流模型計算交流聯(lián)絡(luò)線功率誤差偏大的問題仍然存在.采用常規(guī)交流潮流模型，由于母線負荷預(yù)測技術(shù)只預(yù)測下一天各個負荷節(jié)點的有功功率[11- 12]，而下一天各個負荷節(jié)點的無功功率無法得到，不能列寫無功潮流平衡方程，即無法通過常規(guī)潮流計算獲得交流聯(lián)絡(luò)線功率.本研究以常規(guī)交流潮流為基礎(chǔ)，只列寫節(jié)點的有功潮流平衡方程，對有功潮流方程不做任何簡化，以提高遠距離輸電線路功率計算的準確度.

本研究以遠距離交直流并聯(lián)輸電通道聯(lián)絡(luò)線總有功損耗最小為目標，在已知各區(qū)域電網(wǎng)之間的總電力交換計劃前提下，考慮交流聯(lián)絡(luò)線輸電斷面安全約束，并考慮了實際工程應(yīng)用中對于直流聯(lián)絡(luò)線功率調(diào)節(jié)范圍、調(diào)節(jié)次數(shù)和最小持續(xù)時間限制的約束，采用簡化交流潮流模型描述交流聯(lián)絡(luò)線傳輸功率與各發(fā)電機有功、負荷有功及直流線路功率之間的關(guān)系，構(gòu)建了遠距離交直流并聯(lián)輸電通道聯(lián)絡(luò)線功率優(yōu)化分配模型，以實現(xiàn)整個大型交直流互聯(lián)區(qū)域電網(wǎng)輸電通道的最優(yōu)經(jīng)濟運行.

1 通道聯(lián)絡(luò)線功率優(yōu)化分配模型

構(gòu)建交直流并聯(lián)輸電通道聯(lián)絡(luò)線功率優(yōu)化分配模型時，將直流聯(lián)絡(luò)線功率等效成在送端(整流站側(cè))交流換流母線的有功負荷和受端(逆變站側(cè))交流換流母線的注入有功，同時列出計及直流聯(lián)絡(luò)線損耗的送端和受端直流功率之間關(guān)系的平衡方程.以輸電通道直流聯(lián)絡(luò)線逆變側(cè)直流功率為決策變量，以交直流互聯(lián)多區(qū)域系統(tǒng)節(jié)點電壓為狀態(tài)變量，交直流輸電通道有功分配優(yōu)化模型描述如下.

1.1 優(yōu)化目標

以最小化輸電通道交直流聯(lián)絡(luò)線一天的總有功損耗電量為目標：

(1)

(2)

1.2 約束條件

1)總電力交換計劃約束

(3)

2)交流聯(lián)絡(luò)線輸電斷面安全約束

(4)

3)直流聯(lián)絡(luò)線傳輸功率約束

(5)

4)直流聯(lián)絡(luò)線功率平衡方程

(6)

式中，k=1,2,…,Ndc.

上式表示直流聯(lián)絡(luò)線k在t時段的整流側(cè)功率等于逆變側(cè)功率加上直流聯(lián)絡(luò)線線路有功損耗.

5)直流聯(lián)絡(luò)線功率調(diào)節(jié)限制的約束

實際工程應(yīng)用中，實現(xiàn)直流線路功率計劃是通過調(diào)節(jié)電力電子設(shè)備來完成的，太頻繁的操作對設(shè)備不利，因此直流線路功率的調(diào)節(jié)次數(shù)在一定時間段內(nèi)是受到限制的，且必須限制每一個輸電功率狀態(tài)的最小持續(xù)時間.最終制定的直流功率計劃曲線應(yīng)該是呈階梯狀的.直流線路功率調(diào)節(jié)限制的約束如下：

(7)

6)簡化交流潮流約束

構(gòu)建遠距離交直流輸電通道聯(lián)絡(luò)線功率優(yōu)化分配模型時，若交流聯(lián)絡(luò)線的傳輸功率計算誤差太大，會造成交流聯(lián)絡(luò)線斷面?zhèn)鬏敼β拾踩s束不滿足，交直流并聯(lián)輸電通道聯(lián)絡(luò)線功率優(yōu)化分配模型不收斂.因此，準確獲得交流聯(lián)絡(luò)線的傳輸功率是構(gòu)建遠距離交直流輸電通道聯(lián)絡(luò)線功率優(yōu)化分配模型的關(guān)鍵.

對于制定遠距離交直流聯(lián)絡(luò)線日前輸電功率計劃問題而言，在沒有無功計劃時，不能列寫無功潮流平衡方程，即無法通過常規(guī)潮流計算獲得交流聯(lián)絡(luò)線功率.本研究以常規(guī)交流潮流為基礎(chǔ)，只列寫節(jié)點的有功潮流平衡方程，不考慮無功功率平衡方程，故稱為簡化交流潮流模型.簡化交流潮流模型對節(jié)點電壓沒有做任何近似處理，并且考慮了支路電阻和有功損耗，數(shù)學模型更接近標準交流潮流模型，計算出的交流線路功率比直流潮流模型更準確.

采用簡化交流潮流模型描述交流聯(lián)絡(luò)線傳輸功率與各發(fā)電機有功出力、負荷有功及直流線路功率之間的關(guān)系如下：

(8)

(9)

式中:gl為交流聯(lián)絡(luò)線l的電導(dǎo).

至此，式(1)-(9)構(gòu)成了遠距離交直流并聯(lián)輸電通道有功優(yōu)化分配模型.

2 模型的求解

2.1 簡化交流潮流計算準確性分析

在節(jié)點有功注入確定的情況下，為驗證簡化交流潮流模型計算線路功率的準確度，借鑒文獻[14]中“最小化潮流算法”的思路，以單個時段的線路潮流為例，即在發(fā)電機有功、負荷有功及直流線路功率已知的情況下，采用簡化交流潮流模型計算交流聯(lián)絡(luò)線傳輸功率.將簡化交流潮流模型式(8)轉(zhuǎn)化為如下優(yōu)化問題：

(10)

選取圖1所示的11節(jié)點交直流系統(tǒng)為測試系統(tǒng)，該系統(tǒng)交直流線路參數(shù)、變壓器參數(shù)、電容器參數(shù)、發(fā)電機出力和負荷功率值見文獻[15].對該系統(tǒng)分別采用直流潮流和簡化交流潮流計算交流線路功率.簡化交流潮流模型計算時設(shè)置節(jié)點電壓上、下限分別為1.06和0.94.

圖1 11節(jié)點交直流系統(tǒng)

對任一條支路l，定義支路有功功率絕對偏差E1=|PDC-PAC|、E2=|PAC-P-PAC|，支路有功功率相對偏差e1=|(PDC-PAC)/PAC|、e2=|(PAC-P-PAC)/PAC|；其中，PDC為直流潮流計算的線路功率，PAC-P為簡化交流潮流計算的線路功率，PAC為常規(guī)交流潮流計算的線路功率.

將11節(jié)點系統(tǒng)支路(7,8)和支路(8,9)作為區(qū)域交流聯(lián)絡(luò)線(將相同的并聯(lián)支路等值成1個支路)，并不斷增加線路長度，線路阻抗參數(shù)按倍數(shù)增加.分別采用直流潮流和簡化交流潮流模型計算這2條區(qū)域交流聯(lián)絡(luò)線功率，與以常規(guī)交流潮流計算結(jié)果為基準得到偏差的對比如表1所示.

由表1可以看出，隨著交流聯(lián)絡(luò)線長度的增加，直流潮流計算其功率的誤差也不斷增大，當線路長度增加3倍時誤差已超過20%，而簡化交流潮流的誤差都是遠遠小于直流潮流計算誤差的，當線路長度增加2～3倍時誤差也很小.

為進一步驗證簡化交流潮流應(yīng)用于求解遠距離交直流并聯(lián)輸電通道聯(lián)絡(luò)線功率優(yōu)化分配模型的有效性和必要性，選取一個實際大型遠距離交直流互聯(lián)多區(qū)域系統(tǒng)為例進行比較分析.該電網(wǎng)包含5 746個節(jié)點，2 955條線路(其中包含27條長度達數(shù)百公里的省間交流聯(lián)絡(luò)線和6條省間直流聯(lián)絡(luò)線)，4 793個變壓器支路.簡化交流潮流模型計算時設(shè)置節(jié)點電壓上、下限分別為1.2和0.8.

表1 11節(jié)點系統(tǒng)長度不斷增加時聯(lián)絡(luò)線的有功功率偏差比較

Table 1 Active power error comparison of increasing-length tie lines of 11 buses system

模型線路長度增加倍數(shù)最大絕對偏差/MW最大相對偏差/%直流潮流033.8216.98136.2818.44239.1820.21343.9123.22簡化交流潮流00.280.1410.460.2320.920.4733.301.74

對該電網(wǎng)分別采用直流潮流和簡化交流潮流模型計算遠距離交直流并聯(lián)輸電通道上27條遠距離交流聯(lián)絡(luò)線的功率，并與常規(guī)交流潮流計算結(jié)果對比，結(jié)果如表2所示.

表2 兩種模型計算輸電通道交流聯(lián)絡(luò)線功率偏差比較

Table 2 Transmission channel AC tie-line power error comparison calculated by two models

模型最大絕對偏差/MW最大相對偏差/%直流潮流731.1169.39簡化交流潮流14.880.96

由表2可以看出，直流潮流計算交流線路功率的最大絕對偏差和最大相對偏差都遠遠大于簡化交流潮流模型計算的交流線路功率的最大絕對偏差和最大相對偏差.這也說明在無功計劃未知的前提下，計算遠距離交流輸電線路功率方面，簡化交流潮流模型比直流潮流模型的計算精度有很大提高.

綜上分析，針對遠距離交直流并聯(lián)輸電通道聯(lián)絡(luò)線功率優(yōu)化分配模型，直流潮流模型計算遠距離省間交流聯(lián)絡(luò)線功率誤差太大，可能會造成省間交流聯(lián)絡(luò)線斷面?zhèn)鬏敼β拾踩s束不滿足，交直流并聯(lián)輸電通道聯(lián)絡(luò)線功率優(yōu)化分配模型不收斂.因此，采用簡化交流潮流模型進行交直流并聯(lián)輸電通道聯(lián)絡(luò)線功率優(yōu)化分配計算更具有實際意義.

2.2 改進三階段法

上述含直流線路功率調(diào)節(jié)限制的遠距離交直流輸電通道聯(lián)絡(luò)線功率優(yōu)化分配模型是非線性混合整數(shù)規(guī)劃問題，含96個時間斷面的模型規(guī)模龐大，而且一天96個時刻的網(wǎng)絡(luò)拓撲是動態(tài)變化的，不同時刻的電網(wǎng)節(jié)點數(shù)會存在差異，直接求解該優(yōu)化模型更加困難，很難滿足工程應(yīng)用的計算速度要求.如何高效地獲得一個不錯的次優(yōu)解，在實際工程應(yīng)用中更有價值.本研究在文獻[13]提出的三階段法基礎(chǔ)上，添加了考慮直流線路每一個輸電功率狀態(tài)的最小持續(xù)時間約束，處理過程如下.

1)階段一

生成理想的直流線路功率計劃曲線.不考慮直流功率調(diào)節(jié)限制約束，即求解不包含式(7)的連續(xù)非線性規(guī)劃模型.由于沒有直流功率調(diào)節(jié)次數(shù)限制，該模型在一個調(diào)度周期內(nèi)的各個時段的約束條件是相互獨立的，不存在耦合，且目標函數(shù)是各個時段目標值的和，因而可按各個時段解耦將優(yōu)化模型等價拆開為T個子優(yōu)化模型，求解T個子模型并將其優(yōu)化結(jié)果合并得到該模型的解，即理想直流線路功率計劃曲線.若采用并行計算T個子模型，計算速度將大大提高，更加符合工程應(yīng)用的計算要求.

2)階段二

3)階段三

理想直流線路功率曲線階梯化后，會破壞系統(tǒng)的功率平衡，可采取將該階梯化的直流功率曲線代入階段一的優(yōu)化模型，此時直流線路功率為已知量，求解該模型即可得到對應(yīng)的交流線路功率計劃曲線和對應(yīng)的目標函數(shù)值.

3 算例分析

以某一實際大型交直流互聯(lián)多區(qū)域電力系統(tǒng)一天內(nèi)的所有方式數(shù)據(jù)(含96個時間斷面的數(shù)據(jù))為例，檢驗文中提出方法的有效性.主網(wǎng)架結(jié)構(gòu)如圖2所示，各個區(qū)域電網(wǎng)與外網(wǎng)的總電力交換計劃曲線如圖3所示，橫坐標表示一天內(nèi)調(diào)度周期24 h.表3為區(qū)域電網(wǎng)之間500 kV交流輸電斷面的安全極限.表4為輸電通道直流聯(lián)絡(luò)線的輸電特性.

圖2 交直流互聯(lián)區(qū)域電網(wǎng)的主網(wǎng)架結(jié)構(gòu)圖

圖3 各個區(qū)域電網(wǎng)與外網(wǎng)的總電力交換計劃曲線

Fig.3 Total power exchange plan curve of each regional power grid and external network

表3 500 kV交流輸電斷面的安全極限Table 3 Security limit of 500 kV AC transmission sections

表4 直流輸電線路參數(shù)Table 4 Parameters of the DC transmission line

3.1 計算效率分析

采用GAMS軟件中的CONOPT求解器求解交直流并聯(lián)輸電通道聯(lián)絡(luò)線功率優(yōu)化分配模型.若采用串行計算，所用計算機型號為Pentium(R)，CPU主頻為2.6 GHz，內(nèi)存為2 GB，則串行計算96個時間斷面的子優(yōu)化模型總共耗時3 610 s.為滿足在線計算要求，采用并行計算，所用計算機為刀片服務(wù)器*3/Dell PowerEdge M620，CPU主頻為2.6 GHz×16，內(nèi)存為128 GB.打開96個線程，每個線程計算單個時間斷面的子優(yōu)化模型，并行計算一天96個時間斷面的子優(yōu)化模型，獲得交直流并聯(lián)輸電通道各個時段的交直流聯(lián)絡(luò)線傳輸功率計劃，總共耗時121 s.

3.2 降損效果分析

分析全天各個時段的有功損耗變化情況，優(yōu)化前后輸電通道交直流聯(lián)絡(luò)線總有功損耗變化曲線如圖4所示.

圖4 優(yōu)化前后輸電通道總有功損耗變化曲線

Fig.4 Transmission channel network loss curves before and after optimization

由圖4可以看出，優(yōu)化后各個調(diào)度時段整個輸電通道的總有功損耗都有所下降，整個輸電通道一天的有功損耗電量由協(xié)調(diào)前14 926 MW·h降為8 227 MW·h.從經(jīng)濟費用方面進行分析，可以得出更清晰的結(jié)論，取有功損耗電價27.38元/(MW·h)，則優(yōu)化后比優(yōu)化前一天可節(jié)約18.34萬元，實現(xiàn)了西電東送輸電通道的最優(yōu)經(jīng)濟運行.同時說明了文中提出的交直流并聯(lián)輸電通道聯(lián)絡(luò)線功率優(yōu)化分配方法的有效性和必要性.

3.3 階梯化效果分析

根據(jù)改進三階段法，設(shè)在一天24 h內(nèi)直流線路功率允許調(diào)節(jié)次數(shù)Ci=8，最小持續(xù)時間為1 h.為比較本研究提出的改進三階段法的效果，以天廣和牛從兩條直流聯(lián)絡(luò)線為例，分析這兩條直流聯(lián)絡(luò)線分別采用原三階段法與改進三階段法所得的階梯化曲線，如圖5所示.

圖5 不同方法所得階梯化曲線的比較

Fig.5 Comparison of the stepped curves calculated by different methods

由圖5可見，改進三階段法所獲得的階梯化曲線不僅能滿足調(diào)節(jié)次數(shù)限制約束，而且能維持每一個輸電功率狀態(tài)的最小持續(xù)時間1h，避免了原三階段法所得階梯化曲線可能會出現(xiàn)的尖峰.

對優(yōu)化前后交直流并聯(lián)輸電通道聯(lián)絡(luò)線功率優(yōu)化分配方案進行分析，圖6給出了6條直流聯(lián)絡(luò)線的理想功率曲線和采用改進三階段法獲得的階梯化功率曲線.

圖6 直流聯(lián)絡(luò)線功率的理想曲線和階梯化曲線

由圖6可以看出，階梯化曲線的變化趨勢能很好地跟隨理想曲線，并且滿足線路功率約束、一天調(diào)節(jié)次數(shù)限制約束和最小持續(xù)時間為1 h的限制約束，尤其是在理想曲線變化幅度很大時，階梯曲線與理想曲線幾乎重合.

3.4 聯(lián)絡(luò)線功率分配方案分析

對優(yōu)化前后調(diào)度方案的直流聯(lián)絡(luò)線功率進行分析，如圖7所示，其中虛線代表優(yōu)化前、實線代表優(yōu)化后.根據(jù)直流線路損耗公式，線路電阻越小、運行級數(shù)越多、額定電壓越大，則直流線路損耗越小.結(jié)合表4所列6條直流線路輸電特性，從圖7可以看出，優(yōu)化后，線路電阻偏大的天廣和興安直流線路傳輸功率都有不同程度的減小，而線路電阻偏小的高肇和牛從直流線路傳輸功率都有不同程度的增加，以降低整個省間輸電通道的有功損耗；對于線路電阻相等的楚穗直流和普橋直流，優(yōu)化前楚穗直流的傳輸功率較大，普橋直流的傳輸功率較小，而優(yōu)化后楚穗直流的傳輸功率減小、普橋直流的傳輸功率增大，兩個線路的傳輸功率非常接近，這是因為在忽略直流線路電壓變化時，直流線路有功損耗與傳輸功率的平方成正比，兩個線路的傳輸功率相互靠近有利于降低整個省間輸電通道的有功損耗.

圖7 優(yōu)化前后各調(diào)度方案對應(yīng)的直流聯(lián)絡(luò)線功率

Fig.7 DC tie-line power scheduling curves before and after optimization

優(yōu)化前后的交流聯(lián)絡(luò)線斷面功率曲線如圖8所示，其中虛線代表優(yōu)化前.實線代表優(yōu)化后.結(jié)合表3和圖8可以看出，優(yōu)化后500 kV交流聯(lián)絡(luò)線斷面?zhèn)鬏敼β识荚诎踩s束范圍內(nèi).而且優(yōu)化后廣東500 kV交流送入斷面總功率增加，在滿足總電力交換計劃不變的情況下，送入廣東直流聯(lián)絡(luò)線的總功率必然減少，這也有利于減少整個輸電通道交直流聯(lián)絡(luò)線的總損耗.同時也說明所提出交直流并聯(lián)輸電通道有功優(yōu)化分配方法的有效性及合理性.

圖8 優(yōu)化前后方案對應(yīng)的交流聯(lián)絡(luò)線功率

Fig.8 AC tie-line power scheduling curve before and after optimization

4 結(jié)論

本研究提出了遠距離交直流輸電通道聯(lián)絡(luò)線功率分配優(yōu)化方法，并通過對某一實際大型交直流互聯(lián)區(qū)域電網(wǎng)進行分析驗證了方法的有效性，得到結(jié)論如下：

(1)通過對交直流并聯(lián)輸電通道聯(lián)絡(luò)線功率的優(yōu)化分配，有效地降低了交直流并聯(lián)輸電通道聯(lián)絡(luò)線的有功損耗，實現(xiàn)了輸電通道的最優(yōu)經(jīng)濟運行；

(2)探討了直流潮流法、簡化交流潮流法求解遠距離交流線路輸電功率的優(yōu)劣，得出了在大型交直流互聯(lián)大電網(wǎng)中，沒有無功計劃時，簡化交流潮流應(yīng)用于求解遠距離交直流并聯(lián)輸電通道聯(lián)絡(luò)線功率優(yōu)化分配模型更具有有效性、必要性和實用性；

(3)改進三階段法處理直流線路功率調(diào)節(jié)限制約束，既滿足直流線路功率調(diào)節(jié)次數(shù)限制約束，又滿足直流線路每一個輸電功率狀態(tài)的最小持續(xù)時間約束，能夠快速獲得一個滿足實際工程應(yīng)用中對于直流功率調(diào)節(jié)要求的次優(yōu)解；

(4)在求解優(yōu)化模型時，通過時段解耦將模型分為96個子優(yōu)化模型，采用并行計算技術(shù)求解，大大提高了計算速度，滿足在線計算要求.

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OptimalDistributionofActivePowerforTie-LinesinLong-DistanceAC/DCParallelTransmissionChannel

LUWen-tianLINShun-jiangLIUMing-bo

(School of Electric Power, South China University of Technology, Guangzhou 510640, Guangdong, China)

According to the hierarchical and zoned dispatching characteristics of multi-area interconnected AC/DC power systems, an optimal distribution method of active power for tie-lines in long-distance AC/DC parallel transmission channel is proposed on the basis of a given total power exchange schedule among regions. In the optimization model, the minimum active power loss of AC/DC tie-lines is used as the objective function, and, security constraints of the inter-province AC tie-line sections, as well as the constraints of power regulation range and regulation frequency limit of DC tie-lines, are taken into consideration. Then, a power transmission schedule of AC/DC channels is obtained. Instead of DC power flow model, a practical model called simplified AC power flow model is proposed, which is used to calculate the transmission power of inter-province AC tie-lines with hundreds of kilometers in length more accurately. Moreover, for the purpose of satisfying the constraints of DC tie-line power regulation frequency limit and the minimum duration limit of each power state of DC tie-lines, an improved three-stage method is applied to the optimization model. Thus, the optimization model can be decoupled in each dispatch period, and each sub-model can be parallelly computed in each dispatch period. Finally, by taking a practical large-scale AC/DC interconnected multi-area power system for example, the correctness and effectiveness of the proposed optimization model and the corresponding solving algorithm are both verified.

AC/DC parallel transmission channel; active power optimal distribution; DC power flow model; simplified AC power flow; improved three-stage method

2016- 09- 18

國家重點基礎(chǔ)研究發(fā)展計劃(973計劃)項目(2013CB228205)

*Foundationitem: Supported by the National Program on Key Basic Research Project of China(973 Program)(2013CB228205)

陸文甜(1990-)，女，博士生，主要從事電力系統(tǒng)優(yōu)化與控制研究.E-mail：hnlgtiantian@163.com

1000- 565X(2017)07- 0016- 09

TM 731

10.3969/j.issn.1000-565X.2017.07.003