本发明属于电力系统资源优化，具体涉及一种考虑直流闭锁后暂态过电压的多资源优化调度方法及装置。
背景技术：
1、新型电力系统转型过程中，随着新能源占比的不断提升以及新能源的高不确定性与波动性，系统运行面临灵活调节能力不足的挑战，电力平衡和供应保障难度加大。高压直流输电(high voltage ddirect current，hvdc)技术因为具备输电距离远、容量大、输送功率调节灵活、综合成本更低等特点，可以很好地实现区域之间的电力平衡，并促进送端系统的新能源消纳。然而，随着高压直流输电建设规模不断扩大，直流故障问题逐渐浮出水面，其中直流闭锁问题尤为严重。比如，2013年5月26日，云广直流在进行试验时就意外出现预料之外的双极闭锁事件，其伴随后果是送端母线出现严重的暂态过电压。
2、为了解决直流闭锁后的暂态过电压问题，现有研究提出增加近区煤电机组开机，可以提升电网强度，有效降低直流闭锁后的暂态过电压大小。针对暂态过电压的衡量，现存在一些工作推导出单直流送端闭锁的暂态过电压与短路比(short-current ratio，scr)或短路容量之间的关系式，而煤电机组启停组合的不同会对系统短路比产生显著的影响，煤电开机数量越多，意味着系统运行状态越靠近最大运行状态，短路比也就会越大，从而使得直流闭锁后的暂态过电压幅值越小。然而，煤电机组开机数量越大，新能源大发时对新能源的消纳越不利。由此，煤电机组开机、新能源与特高压直流外送之间存在着一定的制约关系，如何考虑该制约关系，调度系统中各灵活资源，使得暂态过电压小于安全值并且新能源的消纳率尽可能高变得很有必要。
3、然而，对于煤电机与特高压直流外送中直流闭锁时的暂态过电压的关系，尤其是分析煤电机组与送端系统短路比或短路容量之间的关系，部分现有工作简单认为换流站短路容量可以由各机组单独运行时的短路容量线性叠加，而有些工作侧重于分析煤电机组出力这一次要因素对系统短路容量的影响而不去考虑煤电机组启停这一主要因素。
技术实现思路
1、本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种考虑直流闭锁后暂态过电压的多资源优化调度方法及装置，合理安排煤电机组的开机方式以及电制氢、储能等灵活资源的出力，在保证直流闭锁后送端母线暂态过电压不超过安全阈值的同时，尽可能经济地消纳新能源，用于解决特高压直流外送系统中多资源合理优化调度的技术问题。
2、本发明采用以下技术方案：
3、一种考虑直流闭锁后暂态过电压的多资源优化调度方法，包括以下步骤：
4、s1、建立系统短路容量与特高压直流外送送端直流闭锁后暂态过电压关系；
5、s2、基于戴维南等效定理与叠加定理建立煤电机组开机方式与系统短路容量的数学关系；
6、s3、基于步骤s1获得的系统短路容量与特高压直流外送送端直流闭锁后暂态过电压关系和步骤s2得到的煤电机组开机方式与系统短路容量的数学关系，建立暂态过电压安全约束；
7、s4、对步骤s3得到的暂态过电压安全约束进行线性化；
8、s5、将步骤s3得到的暂态过电压安全约束和步骤s4得到的暂态过电压安全约束的线性化进行整合，加上煤电、新能源运行约束、系统约束，并以最小化运行成本为目标函数，建立考虑煤电、新能源与特高压直流外送制约关系的多资源调度模型，求解得到区内各资源的运行方案。
9、优选地，步骤s1中，系统短路容量与特高压直流外送送端直流闭锁后暂态过电压关系具体为：
10、
11、其中，a、b均为系数，scr为换流站节点的短路比，ssc为换流站节点的短路容量，pdr为直流联络线输送的有功功率。
12、优选地，步骤s2中，采用戴维南等效定理以及叠加定理将三相短路网络等效为短路前网络和短路分量网络叠加，获得在制定煤电机组开机方式下的系统短路电流和短路容量，系统短路电流和短路容量ssc,f具体为：
13、
14、其中，为稳态情况下换流站节点的节点电压，zff为换流站母线的等效接地阻抗的标幺值，ufn为换流站节点额定电压的标幺值，sbase为基准功率的有名值。
15、优选地，步骤s3中，暂态过电压安全约束具体为：
16、
17、其中，ssc,f(·)为送端母线的短路容量，ug,t为机组g在t时刻的是否运行状态变量，smin为满足暂态过电压不超过安全值的最小短路容量。
18、优选地，步骤s4具体为：
19、利用二进制数的思想为所有机组启停组合建立二进制编号并将其转化为十进制编号作为最终编号，实现暂态过电压安全约束线性化，线性化后的暂态过电压约束具体为：
20、
21、其中，ndur为对进行分段产生的分段数，为分段后第j段区间的左端点，为分段后第j段区间的右端点，zj为大m法辅助0-1变量，m为充分大的正数。
22、优选地，煤电机组成本函数线性化具体为：
23、
24、其中，pg,i,t为机组g在时刻t第i段上的出力；dg,i,t为0-1变量，表示机组g在时刻t的出力是否在第i段的出力范围中；ai与bi为分段函数第i段函数的斜率和截距；
25、煤电机组运行约束具体为：
26、机组出力约束：
27、
28、最小启停时间约束：
29、ug,t-ug,t-1≤yg,t
30、
31、爬坡约束：
32、
33、其中，yg,t为表征机组g在时刻t是否启动的0-1变量，与为机组g的最小运行与关停时间，与为机组g最大反向和正向爬坡速率；
34、储能约束具体为：
35、充放电状态唯一约束：
36、
37、充放电功率上下限约束：
38、
39、能量约束：
40、
41、其中，与为表征储能装置e在t时刻充电和放电状态的0-1变量；与pe,t为储能装置e充电功率、放电功率与净负荷功率；与为储能装置e最大充、放电功率；soce,t为储能装置e在t时刻荷电状态；与为储能装置e的充放电效率；与为荷电最大值和最小值；ee为额定容量；
42、电制氢约束具体为：
43、运行状态约束：
44、
45、运行功率约束：
46、
47、最小停机时间约束：
48、
49、制氢约束：
50、fh,t＝f(ph,t)
51、
52、其中，与分别表示电制氢组h在t时刻是否运行、待机与停运的0-1状态变量；yh,t与zh,t为电制氢组h在t时刻是否开机、关机的0-1状态变量；ph,t、为实际运行功率、待机功率、最小运行功率和最大运行功率；为最小停机时间；fh,t为电制氢组h在t时刻制氢量，f(·)为线性生产特性函数；与为制氢爬坡速率；qh、εh为制氢总量和允许偏差；
53、新能源约束及系统约束具体为：
54、新能源出力约束；
55、
56、为功率平衡约束；
57、
58、热备用约束；
59、
60、系统安全约束；
61、
62、其中，pr,t分别为新能源机组r在t时刻的理论最大出力与实际出力；nr、ne、nh与nd分别为新能源机组、储能装置、电制氢组、直流联络线数量；pd,t为直流联络线d在t时刻外送功率；rt为t时刻的最小热备用容量；g(·)、为由功率传输分布系数计算的输电线路有功功率与线路k允许流通的最大有功功率。
63、优选地，步骤s5中，目标函数具体为：
64、
65、其中，cg,t为煤电机组的运行成本；为第g台煤电机组开机和关机成本；ce为第e台储能装置充放电的单位成本；为第h套电制氢组的开机和关机成本；为弃新能源惩罚系数。
66、第二方面，本发明实施例提供了一种考虑直流闭锁后暂态过电压的多资源优化调度系统，包括：
67、过电压模块，建立系统短路容量与特高压直流外送送端直流闭锁后暂态过电压关系；
68、短路模块，基于戴维南等效定理与叠加定理建立煤电机组开机方式与系统短路容量的数学关系；
69、约束模块，基于系统短路容量与特高压直流外送送端直流闭锁后暂态过电压关系和煤电机组开机方式与系统短路容量的数学关系，建立暂态过电压安全约束；
70、线性化模块，对暂态过电压安全约束进行线性化；
71、优化模块，将暂态过电压安全约束和暂态过电压安全约束的线性化进行整合，加上煤电、新能源运行约束、系统约束，并以最小化运行成本为目标函数，建立优化模型进行求解，得到区内各资源的运行方案。
72、第三方面，一种计算机设备，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述考虑直流闭锁后暂态过电压的多资源优化调度方法的步骤。
73、第四方面，本发明实施例提供了一种计算机可读存储介质，包括计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述考虑直流闭锁后暂态过电压的多资源优化调度方法的步骤。
74、与现有技术相比，本发明至少具有以下有益效果：
75、一种考虑直流闭锁后暂态过电压的多资源优化调度方法，根据煤电机组开机数增加能降低直流闭锁后的暂态过电压但会降低系统对新能源的消纳能力这一特点，加上煤电机组、新能源机组、储能装置、电制氢机组等资源的运行特性，建立了考虑暂态过电压约束的优化调度模型，可以在保障电压安全的前提下尽可能经济地消纳新能源，实现对灵活调节资源的充分合理调度；本发明在考虑制约关系设计暂态过电压约束时，引入短路容量这一中间变量，分别推导了短路容量与暂态过电压的简易数量关系，以及指定煤电机组组合下的短路容量求解方法，将煤电机组启停状态与暂态过电压的制约关系进行耦合，并且为机组启停组合设定编号值，构建编号与其短路容量的映射，将无法直接表示的机组启停与暂态过电压的约束转化成线性约束提升了模型求解速度。
76、进一步的，由于煤电机组开机方式和特高压直流外送系统的送端直流闭锁后的暂态过电压的关系很难直接用数学公式表达；而暂态过电压的大小与送端电网强度有关，并且系统短路容量是衡量电网强度的一大指标。因此，步骤s1引入短路容量这一指标，得到短路容量与暂态过电压的数学关系后，只要在分析煤电机组开机方式与短路容量的数学关系即可。
77、进一步的，分析某种煤电机组开机方式下的短路容量本质上就是求解三相短路电流。步骤s2借助戴维南等效定理将煤电机组等效为理想电压源与阻抗的串联并使用叠加定理将送端母线三相短路网络转变为正常运行网络与短路分量网络的叠加实现求解三相短路电流，从而可以求得短路容量，实现将煤电机组启停组合与直流闭锁后的暂态过电压联系起来。
78、进一步的，暂态过电压约束本质上就是要求直流闭锁后的暂态过电压不超过安全阈值，根据步骤s1中暂态过电压与短路容量的关系，便可以将约束转变为对短路容量的要求，接着根据步骤s2可知短路容量应该是煤电机组启停变量的函数，因此暂态过电压约束应当可以写成关于煤电机组启停变量的不等式。
79、进一步的，由于步骤s2短路容量求解步骤比较复杂，很难将短路容量与煤电机组开机状态变量用数学公式显式表达，因此引入可以由煤电机组启停变量线性表示的编号为中间量，其中编号方案借鉴二进制数的思想。这样步骤s2中对短路容量的要求可以转变为对编号值的要求，而编号可以由煤电机组启停变量显示表达，因此实现将暂态过电压约束线性化。
80、进一步的，以最小化运行成本为目标函数的优势在于可以在保证暂态过电压不超过安全阈值的情况下，尽可能经济地消纳新能源，节约运行成本。
81、可以理解的是，上述第二方面至第四方面的有益效果可以参见上述第一方面中的相关描述，在此不再赘述。
82、综上所述，本发明考虑特高压直流外送直流闭锁后出现暂态过电压的因素，发掘出煤电机组开机数量增加会使暂态过电压幅值变小但新能源消纳能力降低的矛盾，充分分析了煤电机组开机与暂态过电压的数学关系，形成了暂态过电压约束，并且考虑了储能、电制氢、煤电机组、新能源机组等资源的运行特性，形成了以最小化运行成本为目标函数的多资源优化调度模型，实现在保障安全的前提下，合理调度各资源实现电力系统的经济运行以及新能源的充分消纳。
83、下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。
1.考虑直流闭锁后暂态过电压的多资源优化调度方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的考虑直流闭锁后暂态过电压的多资源优化调度方法，其特征在于，步骤s1中，系统短路容量与特高压直流外送送端直流闭锁后暂态过电压关系具体为：
3.根据权利要求1所述的考虑直流闭锁后暂态过电压的多资源优化调度方法，其特征在于，步骤s2中，采用戴维南等效定理以及叠加定理将三相短路网络等效为短路前网络和短路分量网络叠加，获得在制定煤电机组开机方式下的系统短路电流和短路容量，系统短路电流和短路容量ssc,f具体为：
4.根据权利要求1所述的考虑直流闭锁后暂态过电压的多资源优化调度方法，其特征在于，步骤s3中，暂态过电压安全约束具体为：
5.根据权利要求1所述的考虑直流闭锁后暂态过电压的多资源优化调度方法，其特征在于，步骤s4具体为：
6.根据权利要求5所述的考虑直流闭锁后暂态过电压的多资源优化调度方法，其特征在于，煤电机组成本函数线性化具体为：
7.根据权利要求1所述的考虑直流闭锁后暂态过电压的多资源优化调度方法，其特征在于，步骤s5中，目标函数具体为：
8.一种考虑直流闭锁后暂态过电压的多资源优化调度系统，其特征在于，包括：
9.一种存储一个或多个程序的计算机可读存储介质，其特征在于，所述一个或多个程序包括指令，所述指令当由计算设备执行时，使得所述计算设备执行权利要求1至7任一所述的方法。
10.一种计算设备，其特征在于，包括：
