本发明涉及电网调度，具体而言，涉及一种考虑多端背靠背柔直的电网调度方法及装置。
背景技术：
1、在当前的实际电网发展运行中，同步电网规模在不断扩大，按照增容扩展-升压解环方式循环发展规划的主网架思路体现在500kv电网与220kv电网之间不存在电磁环网耦合。然而城市核心区域的电网源-荷发展呈现出显著的不均衡态势，核心区域的电网发展尚显不足。特别值得注意的是，500kv片区电网间的互济能力相对薄弱，电压暂态失稳风险与稳态安全稳定断面调控困难也是电网运行中的一大难题。因此，在实际情况中，电网运行往往受限于500kv主变送电断面以及多个220kv通道断面的n-1压极限运行状态。此外，运行中由于负荷的波动以及新能源发电的不确定性，安全稳定断面频繁出现越限情况，给电网的安全稳定运行带来了极大的挑战。
2、然而，城市核心区域往往面临着供电形势紧张的局面，新建常规电源用地紧张，同时本地电源的发展又受到诸多限制，这使得供电问题更加棘手。考虑到城市核心区域的用电直接关系到社会稳定，因此直接采取切负荷措施来调控断面并不可行。这使得调度人员在面对复杂的电网调控任务时，面临着巨大的压力。
3、为了有效解决上述问题，已有研究提出充分利用背靠背柔性直流输电技术的灵活可控性、快速功率调节以及无功支撑能力，发挥背靠背柔直系统在电网负荷的均衡和潮流分配上具有巨大的优势，通过在城市核心区建设多端柔直背靠背系统，可以从电源充裕的区域通过网对网互联的方式，实现相邻片区盈余电力向用电紧张片区的输送。不仅可以提升近区电网的安全性和灵活性，而且能够有效解决城市核心区域间发展不均衡以及供需平衡脆弱的问题。
4、但现有常规跨区直流优化调度模型中均为两端直流，且其送电方向往往固定不会发生功率翻转，即从送电方向一般由送受端平衡情况确定不变，优化运行约束方面一般仅考虑直流功率阶梯化约束、跨区交易电量约束、功率变化速率等约束，无法适应所提出的多端背靠背柔直的优化调度。
5、针对上述相关技术中电力系统的优化调度策略仅局限于常规跨区直流和两端背靠背直流，且利用传统方式使多端背靠背柔直参与电网调度、缺乏灵活性和安全性的问题，目前尚未提出有效的解决方案。
技术实现思路
1、本发明实施例提供了一种考虑多端背靠背柔直的电网调度方法及装置，以至少解决相关技术中电力系统的优化调度策略仅局限于常规跨区直流和两端背靠背直流，且利用传统方式使多端背靠背柔直参与电网调度、缺乏灵活性和安全性的技术问题。
2、根据本发明实施例的一个方面，提供了一种考虑多端背靠背柔直的电网调度方法，包括：获取多端背靠背柔直参与电力系统进行电力调度的调度模型，其中，所述多端背靠背柔直是所述电力系统中由多个柔性直流输电单元连接所形成的背靠背柔性直流输电系统；获取所述调度模型中的非线性项，其中，所述非线性项表示不能用直线函数表示的项；对所述非线性项进行线性转化，得到转化后的目标调度模型；利用本德斯分解法对所述目标调度模型进行处理，得到使所述电力系统的总运行成本达到最低时的最优解；根据所述最优解对所述电力系统进行所述电力调度。
3、可选地，获取多端背靠背柔直参与电力系统进行电力调度的调度模型，包括：获取所述电力系统中各节点的运行参数，其中，所述节点表示所述电力系统中的设备，所述运行参数至少包括以下之一：各所述节点的运行状态、出力值、运行成本；获取所述多端背靠背柔直参与所述电力系统进行所述电力调度的多种约束条件；根据所述运行参数确定所述电力系统在多种所述约束条件下进行所述电力调度的目标函数，其中，所述目标函数为使所述电力系统的总运行成本最低的函数；基于所述目标函数和多种所述约束条件生成所述电力系统的所述调度模型。
4、可选地，获取所述多端背靠背柔直参与所述电力系统进行所述电力调度的多种约束条件，包括：获取所述多端背靠背柔直的各端功率关系约束条件，其中，所述各端功率关系约束条件用于对所述多端背靠背柔直中各端的吸收功率和输出功率进行约束，以使所述吸收功率和所述输出功率在任一时刻均保持相等；获取所述多端背靠背柔直的功率上下限约束条件，其中，所述功率上下限约束条件用于约束所述多端背靠背柔直进行正向送电或反向送电时的输送功率均不超过所述多端背靠背柔直所接交流系统对应端的额定输送功率；获取所述多端背靠背柔直的功率调整速率约束条件，其中，所述功率调整速率约束条件用于约束所述多端背靠背柔直中各端的功率调节速率不超过向上调节和向下调节的速率调节上限值和速率调节下限值；获取所述多端背靠背柔直的功率调整次数约束条件，其中，所述功率调整次数约束条件用于约束所述多端背靠背柔直中各端的功率调整次数不超过调节次数限制值；获取所述多端背靠背柔直的功率翻转约束条件，其中，所述功率翻转约束条件用于约束所述多端背靠背柔直中各端在进行功率翻转时所带的功率不低于功率限制值，并用于约束所述多端背靠背柔直中各端在预定时长内的翻转次数不超过翻转次数限制值。
5、可选地，在根据所述运行参数确定所述电力系统在多种所述约束条件下进行所述电力调度的目标函数之前，该考虑多端背靠背柔直的电网调度方法还包括：对所述电力系统中机组的开停机状态、开停机时间、出力范围、爬坡速率进行约束，得到机组约束条件；对所述电力系统中线路的传输容量进行约束，得到线路约束条件；对所述电力系统中所述节点的相角和功率平衡进行约束，得到节点约束条件；对所述电力系统中储能设备的能量平衡、充放电功率、能量、初终态、及充放电逻辑进行约束，得到储能运行约束条件。
6、可选地，获取所述调度模型中的非线性项，包括：确定所述调度模型中的非一次函数项和0-1变量相乘项为所述非线性项，其中，所述非一次函数项表示除一次函数项以外的其他高次函数项，所述0-1变量相乘项表示取值为0或1的变量进行相乘的项。
7、可选地，对所述非线性项进行线性转化，得到转化后的目标调度模型，包括：利用分段线性化方法对所述非一次函数项进行线性转化，得到与所述非一次函数项对应的第一线性项；对所述0-1变量相乘项的项值进行约束以对所述0-1变量相乘项进行线性转化，并确定约束后的所述项值为与所述0-1变量相乘项对应的第二线性项；利用所述第一线性项对所述调度模型中的所述非一次函数项进行更新，并利用所述第二线性项对所述调度模型中的所述0-1变量相乘项进行更新，得到所述目标调度模型。
8、可选地，利用本德斯分解法对所述目标调度模型进行求解，得到使所述电力系统的总运行成本达到最低的最优解，包括：利用所述本德斯分解法将所述目标调度模型对应的混合整数线性规划问题分解为一个主问题和多个子问题；对所述主问题和所述子问题进行求解，得到所述主问题的第一解和所述子问题的第二解；基于所述第二解生成割平面，其中，所述割平面为约束所述主问题对应解空间的线性约束条件；将所述割平面添加至所述主问题中，并重新对所述子问题和添加所述割平面的所述主问题进行求解，直至所述第一解和所述第二解达到收敛条件，其中，所述收敛条件为判断求解迭代过程是否结束的条件，所述第一解、所述第二解及所述割平面在每结束一次迭代后均会进行更新；确定所述第一解或所述第二解为所述目标调度模型的所述最优解。
9、根据本发明实施例的另一方面，还提供了一种考虑多端背靠背柔直的电网调度装置，包括：第一获取单元，用于获取多端背靠背柔直参与电力系统进行电力调度的调度模型，其中，所述多端背靠背柔直是所述电力系统中由多个柔性直流输电单元连接所形成的背靠背柔性直流输电系统；第二获取单元，用于获取所述调度模型中的非线性项，其中，所述非线性项表示不能用直线函数表示的项；第三获取单元，用于对所述非线性项进行线性转化，得到转化后的目标调度模型；第四获取单元，用于利用本德斯分解法对所述目标调度模型进行处理，得到使所述电力系统的总运行成本达到最低时的最优解；调度单元，用于根据所述最优解对所述电力系统进行所述电力调度。
10、可选地，所述第一获取单元，包括：第一获取模块，用于获取所述电力系统中各节点的运行参数，其中，所述节点表示所述电力系统中的设备，所述运行参数至少包括以下之一：各所述节点的运行状态、出力值、运行成本；第二获取模块，用于获取所述多端背靠背柔直参与所述电力系统进行所述电力调度的多种约束条件；第一确定模块，用于根据所述运行参数确定所述电力系统在多种所述约束条件下进行所述电力调度的目标函数，其中，所述目标函数为使所述电力系统的总运行成本最低的函数；第一生成模块，用于基于所述目标函数和多种所述约束条件生成所述电力系统的所述调度模型。
11、可选地，所述第二获取模块，包括：第一获取子模块，用于获取所述多端背靠背柔直的各端功率关系约束条件，其中，所述各端功率关系约束条件用于对所述多端背靠背柔直中各端的吸收功率和输出功率进行约束，以使所述吸收功率和所述输出功率在任一时刻均保持相等；第二获取子模块，用于获取所述多端背靠背柔直的功率上下限约束条件，其中，所述功率上下限约束条件用于约束所述多端背靠背柔直进行正向送电或反向送电时的输送功率均不超过所述多端背靠背柔直所接交流系统对应端的额定输送功率；第三获取子模块，用于获取所述多端背靠背柔直的功率调整速率约束条件，其中，所述功率调整速率约束条件用于约束所述多端背靠背柔直中各端的功率调节速率不超过向上调节和向下调节的速率调节上限值和速率调节下限值；第四获取子模块，用于获取所述多端背靠背柔直的功率调整次数约束条件，其中，所述功率调整次数约束条件用于约束所述多端背靠背柔直中各端的功率调整次数不超过调节次数限制值；第五获取子模块，用于获取所述多端背靠背柔直的功率翻转约束条件，其中，所述功率翻转约束条件用于约束所述多端背靠背柔直中各端在进行功率翻转时所带的功率不低于功率限制值，并用于约束所述多端背靠背柔直中各端在预定时长内的翻转次数不超过翻转次数限制值。
12、可选地，该考虑多端背靠背柔直的电网调度装置还包括：第三获取模块，用于在根据所述运行参数确定所述电力系统在多种所述约束条件下进行所述电力调度的目标函数之前，对所述电力系统中机组的开停机状态、开停机时间、出力范围、爬坡速率进行约束，得到机组约束条件；第四获取模块，用于对所述电力系统中线路的传输容量进行约束，得到线路约束条件；第五获取模块，用于对所述电力系统中所述节点的相角和功率平衡进行约束，得到节点约束条件；第六获取模块，用于对所述电力系统中储能设备的能量平衡、充放电功率、能量、初终态、及充放电逻辑进行约束，得到储能运行约束条件。
13、可选地，所述第二获取单元，包括：第二确定模块，用于确定所述调度模型中的非一次函数项和0-1变量相乘项为所述非线性项，其中，所述非一次函数项表示除一次函数项以外的其他高次函数项，所述0-1变量相乘项表示取值为0或1的变量进行相乘的项。
14、可选地，所述第三获取单元，包括：第七获取模块，用于利用分段线性化方法对所述非一次函数项进行线性转化，得到与所述非一次函数项对应的第一线性项；第三确定模块，用于对所述0-1变量相乘项的项值进行约束以对所述0-1变量相乘项进行线性转化，并确定约束后的所述项值为与所述0-1变量相乘项对应的第二线性项；第八获取模块，用于利用所述第一线性项对所述调度模型中的所述非一次函数项进行更新，并利用所述第二线性项对所述调度模型中的所述0-1变量相乘项进行更新，得到所述目标调度模型。
15、可选地，所述第四获取单元，包括：分解模块，用于利用所述本德斯分解法将所述目标调度模型对应的混合整数线性规划问题分解为一个主问题和多个子问题；第九获取模块，用于对所述主问题和所述子问题进行求解，得到所述主问题的第一解和所述子问题的第二解；第二生成模块，用于基于所述第二解生成割平面，其中，所述割平面为约束所述主问题对应解空间的线性约束条件；求解模块，用于将所述割平面添加至所述主问题中，并重新对所述子问题和添加所述割平面的所述主问题进行求解，直至所述第一解和所述第二解达到收敛条件，其中，所述收敛条件为判断求解迭代过程是否结束的条件，所述第一解、所述第二解及所述割平面在每结束一次迭代后均会进行更新；第三确定模块，用于确定所述第一解或所述第二解为所述目标调度模型的所述最优解。
16、根据本发明实施例的另一方面，还提供了一种考虑多端背靠背柔直的电网调度系统，所述考虑多端背靠背柔直的电网调度系统使用上述任一种所述的考虑多端背靠背柔直的电网调度方法。
17、根据本发明实施例的另一方面，还提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质包括存储的程序，其中，所述程序执行上述任意一种所述的考虑多端背靠背柔直的电网调度方法。
18、根据本发明实施例的另一方面，还提供了一种处理器，所述处理器用于运行程序，其中，所述程序运行时执行上述任意一种所述的考虑多端背靠背柔直的电网调度方法。
19、根据本发明实施例的另一方面，还提供了一种计算机程序产品，包括计算机指令，所述计算机指令被处理器执行时执行上述任意一种所述的考虑多端背靠背柔直的电网调度方法。
20、在本发明实施例中，可以获取多端背靠背柔直参与电力系统进行电力调度的调度模型，其中，多端背靠背柔直是电力系统中由多个柔性直流输电单元连接所形成的背靠背柔性直流输电系统；获取调度模型中的非线性项，其中，非线性项表示不能用直线函数表示的项；对非线性项进行线性转化，得到转化后的目标调度模型；利用本德斯分解法对目标调度模型进行处理，得到使电力系统的总运行成本达到最低时的最优解；根据最优解对电力系统进行电力调度。通过以上技术方案，达到了通过构建多端背靠背柔直参与电力系统进行电力调度的调度模型，并按照利用本德斯分解法对进行线性转化后的调度模型进行求解得到的最优解进行电力调度的目的，实现了充分发挥背靠背直流的灵活可控调节特性，以适应多端背靠背柔直参与电网调度的技术效果，提升了电网调度的灵活性和安全性，进而解决了相关技术中电力系统的优化调度策略仅局限于常规跨区直流和两端背靠背直流，且利用传统方式使多端背靠背柔直参与电网调度、缺乏灵活性和安全性的技术问题。
1.一种考虑多端背靠背柔直的电网调度方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的考虑多端背靠背柔直的电网调度方法，其特征在于，获取多端背靠背柔直参与电力系统进行电力调度的调度模型，包括：
3.根据权利要求2所述的考虑多端背靠背柔直的电网调度方法，其特征在于，获取所述多端背靠背柔直参与所述电力系统进行所述电力调度的多种约束条件，包括：
4.根据权利要求2所述的考虑多端背靠背柔直的电网调度方法，其特征在于，在根据所述运行参数确定所述电力系统在多种所述约束条件下进行所述电力调度的目标函数之前，还包括：
5.根据权利要求1所述的考虑多端背靠背柔直的电网调度方法，其特征在于，获取所述调度模型中的非线性项，包括：
6.根据权利要求5所述的考虑多端背靠背柔直的电网调度方法，其特征在于，对所述非线性项进行线性转化，得到转化后的目标调度模型，包括：
7.根据权利要求1所述的考虑多端背靠背柔直的电网调度方法，其特征在于，利用本德斯分解法对所述目标调度模型进行求解，得到使所述电力系统的总运行成本达到最低的最优解，包括：
8.一种考虑多端背靠背柔直的电网调度装置，其特征在于，包括：
9.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质包括存储的程序，其中，所述程序执行权利要求1至7中任意一项所述的考虑多端背靠背柔直的电网调度方法。
10.一种计算机程序产品，包括计算机指令，其特征在于，所述计算机指令被处理器执行时执行权利要求1至7中任意一项所述的考虑多端背靠背柔直的电网调度方法。
