本發(fā)明涉及電力市場分析領域，具體涉及一種電力可用傳輸容量確定方法及裝置。

背景技術：

可用傳輸容量(ATC，Available Transmission Capability)是指在現(xiàn)有的輸電合同基礎之上，實際物理輸電網(wǎng)絡中剩余的、可用于商業(yè)使用的輸電容量?？捎脗鬏斈芰δ軌蝮w現(xiàn)電網(wǎng)運行的實時安全水平，同時能夠分析和預測下一段時間的輸電情況，能夠在保證安全運行的狀況下，提高對現(xiàn)有輸電容量的利用率。

靜態(tài)安全潮流約束是限制電網(wǎng)區(qū)域間傳輸功率的主要因素，區(qū)域間的功率交換能力是隨系統(tǒng)運行方式的變化而改變的，滿足電網(wǎng)N-1靜態(tài)安全潮流約束的輸電斷面的可用傳輸能力對電網(wǎng)區(qū)域間的功率傳輸能力具有顯著影響。

目前國內外關于電力系統(tǒng)安全分析領域的研究方法，先后有確定性分析方法、概率分析方法和風險分析方法三種。確定性安全分析方法是由Dy Liacco在20世紀60年代提出的，這種方法通過研究系統(tǒng)最嚴重的情況，求得某個具體預想事故情況下的安全穩(wěn)定裕度。由于這種方法的理論研究比較成熟，分析所需數(shù)據(jù)比較少，安全裕度比較大，可靠性比較高，實際電網(wǎng)中都采用了這種方法。但是，這種方法忽視了電力系統(tǒng)運行存在的隨機性、復雜性，無法對系統(tǒng)的風險水平進行量化，而只能夠對系統(tǒng)運行的安全狀況做定性的分析。同時由于該方法一般只重視最嚴重的事故情況，往往導致得到的系統(tǒng)安全穩(wěn)定運行點太過保守，使得在市場環(huán)境下的電力系統(tǒng)的經濟效益無法得到最大化；由于在確定性分析方法中存在著上述的諸多不足，隨后提出了概率分析方法，這種方法考慮了系統(tǒng)事故發(fā)生的隨機性，利用一些系統(tǒng)的期望安全概率來評估全系統(tǒng)的安全水平。但是概率分析方法沒有考慮系統(tǒng)故障造成的嚴重程度，而只是考慮了系統(tǒng)故障的不確定性和隨機性，無法結合系統(tǒng)的安全性和經濟性指標綜合考慮系統(tǒng)的安全運行狀況，因此也無法滿足電力市場的需求；1999年Vittal、J.McCalley等人發(fā)表了一篇利用風險理論的相關知識來研究電網(wǎng)安全運行的文章，第一次在電網(wǎng)安全運行中提到了風險理論知識。從此，國內外開始廣泛地關注起風險評估這個前沿課題。風險通常表示為不期望事件發(fā)生的可能性概率和事件發(fā)生后所導致的嚴重后果的乘積，是一種綜合度量。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明提供一種電力可用傳輸容量確定方法及裝置，其目的是將電力系統(tǒng)靜態(tài)安全分析與可用傳輸容量計算方法相結合，從而反映電力系統(tǒng)故障發(fā)生的概率引起的電力交易可用傳輸容量公布值的經濟損失代價。

本發(fā)明的目的是采用下述技術方案實現(xiàn)的：

一種電力可用傳輸容量確定方法，其改進之處在于，包括：

獲取n-1故障k的故障概率p_k以及電力系統(tǒng)正常運行狀態(tài)下的可用傳輸容量ATC_o；

根據(jù)ATC_o和p_k，建立n-1故障k狀態(tài)下可用傳輸容量的二層規(guī)劃模型；

求解所述二層規(guī)劃模型，獲取n-1故障k狀態(tài)下可用傳輸容量的發(fā)布參考值。

優(yōu)選的，所述根據(jù)ATC_o和p_k，建立n-1故障k狀態(tài)下可用傳輸容量的二層規(guī)劃模型，包括：

以電力系統(tǒng)在n-1故障k狀態(tài)下運行的風險值最大為目標，建立n-1故障k狀態(tài)下可用傳輸容量的上層模型；

以電力系統(tǒng)在n-1故障k狀態(tài)下運行的可用傳輸容量為目標，建立n-1故障k狀態(tài)下可用傳輸容量的下層模型。

進一步的，所述以電力系統(tǒng)在n-1故障k狀態(tài)下運行的風險值最大為目標，建立n-1故障k狀態(tài)下可用傳輸容量的上層模型，包括：

按下式建立n-1故障k狀態(tài)下可用傳輸容量的上層模型：

上式中，Risk為電力系統(tǒng)在n-1故障k狀態(tài)下運行的風險值，p_k為n-1故障k的故障概率，ATC_o為電力系統(tǒng)正常運行狀態(tài)下的可用傳輸容量，ATC_k為電力系統(tǒng)在n-1故障k狀態(tài)下運行的可用傳輸容量。

進一步的，所述以電力系統(tǒng)在n-1故障k狀態(tài)下運行的可用傳輸容量為目標，建立n-1故障k狀態(tài)下可用傳輸容量的下層模型及其約束條件，包括：

按下式建立n-1故障k狀態(tài)下可用傳輸容量的下層模型：

上式中，A為送電區(qū)域，B為受電區(qū)域，P_ijk為n-1故障k狀態(tài)下線路ij允許的潮流最大值，為線路ij的有功潮流上限值；

其中，n-1故障k狀態(tài)下可用傳輸容量的下層模型的約束條件包括：

上述公式中，為n-1故障k狀態(tài)下節(jié)點i的發(fā)電機有功出力，λ為負荷欲度參數(shù)，為n-1故障k狀態(tài)下節(jié)點i的負荷有功需求，為n-1故障k狀態(tài)下節(jié)點i的電壓幅值，為n-1故障k狀態(tài)下節(jié)點j的電壓幅值，為n-1故障k狀態(tài)下節(jié)點i和節(jié)點j間電導，為n-1故障k狀態(tài)下節(jié)點i和節(jié)點j間相角差，為n-1故障k狀態(tài)下節(jié)點i和節(jié)點j間電納，n為節(jié)點總數(shù)，為n-1故障k狀態(tài)下節(jié)點i的發(fā)電機無功出力，為n-1故障k狀態(tài)下節(jié)點i的負荷無功需求，P_Gi為n-1故障k狀態(tài)下節(jié)點i的發(fā)電機有功出力下限值，為n-1故障k狀態(tài)下節(jié)點i的發(fā)電機有功出力上限值，Q_Gi為n-1故障k狀態(tài)下節(jié)點i的發(fā)電機無功出力下限值，為n-1故障k狀態(tài)下節(jié)點i的發(fā)電機無功出力上限值，為n-1故障k狀態(tài)下節(jié)點i的電壓幅值下限值，為n-1故障k狀態(tài)下節(jié)點i的電壓幅值上限值。

優(yōu)選的，所述求解所述二層規(guī)劃模型，獲取n-1故障k狀態(tài)下可用傳輸容量的發(fā)布參考值，包括：

確定n-1故障k狀態(tài)下可用傳輸容量的二層規(guī)劃模型中n-1故障k狀態(tài)下可用傳輸容量的下層模型的拉格朗日函數(shù)；

確定所述拉格朗日函數(shù)的KKT條件；

利用所述拉格朗日函數(shù)的KKT條件將n-1故障k狀態(tài)下可用傳輸容量的二層規(guī)劃模型轉化為單層規(guī)劃模型；

獲取所述單層規(guī)劃模型的最優(yōu)解，即n-1故障k狀態(tài)下可用傳輸容量的發(fā)布參考值。

進一步的，所述確定n-1故障k狀態(tài)下可用傳輸容量的二層規(guī)劃模型中n-1故障k狀態(tài)下可用傳輸容量的下層模型的拉格朗日函數(shù)，包括：

令n-1故障k狀態(tài)下可用傳輸容量的下層模型的約束條件中：

上述公式中，為n-1故障k狀態(tài)下節(jié)點i的發(fā)電機有功出力，P_Di為節(jié)點i的發(fā)電機有功出力下限值，為節(jié)點i的發(fā)電機有功出力上限值，λ為負荷欲度參數(shù)，為n-1故障k狀態(tài)下節(jié)點i的負荷有功需求，為n-1故障k狀態(tài)下節(jié)點i的電壓幅值，為n-1故障k狀態(tài)下節(jié)點j的電壓幅值，為n-1故障k狀態(tài)下節(jié)點i和節(jié)點j間電導，為n-1故障k狀態(tài)下節(jié)點i和節(jié)點j間相角差，為n-1故障k狀態(tài)下節(jié)點i和節(jié)點j間電納，n為節(jié)點總數(shù)，為n-1故障k狀態(tài)下節(jié)點i的發(fā)電機無功出力，為n-1故障k狀態(tài)下節(jié)點i的負荷無功需求，P_Gi為n-1故障k狀態(tài)下節(jié)點i的發(fā)電機有功出力下限值，為n-1故障k狀態(tài)下節(jié)點i的發(fā)電機有功出力上限值，Q_Gi為n-1故障k狀態(tài)下節(jié)點i的發(fā)電機無功出力下限值，為n-1故障k狀態(tài)下節(jié)點i的發(fā)電機無功出力上限值，為n-1故障k狀態(tài)下節(jié)點i的電壓幅值下限值，為n-1故障k狀態(tài)下節(jié)點i的電壓幅值上限值，A為送電區(qū)域，B為受電區(qū)域，P_ijk為n-1故障k狀態(tài)下線路ij允許的潮流最大值，為線路ij的有功潮流上限值；

則n-1故障k狀態(tài)下可用傳輸容量的下層模型的拉格朗日函數(shù)為：

上式中，L_k(P_ijk,λ,μ)為n-1故障k狀態(tài)下可用傳輸容量的下層模型的拉格朗日函數(shù)值，λ_x為n-1故障k狀態(tài)下可用傳輸容量的下層模型的約束條件中第x個等式約束的拉格朗日乘子，h_x為n-1故障k狀態(tài)下可用傳輸容量的下層模型的約束條件中第x個等式約束，μ_y為n-1故障k狀態(tài)下可用傳輸容量的下層模型的約束條件中第y個不等式約束的拉格朗日乘子，g_y為n-1故障k狀態(tài)下可用傳輸容量的下層模型的約束條件中第y個不等式約束，x＝1,2，y＝1,2,…,9。

進一步的，按下式確定所述拉格朗日函數(shù)的KKT條件：

上述公式中，為n-1故障k狀態(tài)下節(jié)點i的發(fā)電機有功出力，λ為負荷欲度參數(shù)，為n-1故障k狀態(tài)下節(jié)點i的負荷有功需求，P_Di為節(jié)點i的發(fā)電機有功出力下限值，為節(jié)點i的發(fā)電機有功出力上限值，為n-1故障k狀態(tài)下節(jié)點i的電壓幅值，為n-1故障k狀態(tài)下節(jié)點j的電壓幅值，為n-1故障k狀態(tài)下節(jié)點i和節(jié)點j間電導，為n-1故障k狀態(tài)下節(jié)點i和節(jié)點j間相角差，為n-1故障k狀態(tài)下節(jié)點i和節(jié)點j間電納，n為節(jié)點總數(shù)，為n-1故障k狀態(tài)下節(jié)點i的發(fā)電機無功出力，為n-1故障k狀態(tài)下節(jié)點i的負荷無功需求，P_Gi為n-1故障k狀態(tài)下節(jié)點i的發(fā)電機有功出力下限值，為n-1故障k狀態(tài)下節(jié)點i的發(fā)電機有功出力上限值，Q_Gi為n-1故障k狀態(tài)下節(jié)點i的發(fā)電機無功出力下限值，為n-1故障k狀態(tài)下節(jié)點i的發(fā)電機無功出力上限值，為n-1故障k狀態(tài)下節(jié)點i的電壓幅值下限值，為n-1故障k狀態(tài)下節(jié)點i的電壓幅值上限值，A為送電區(qū)域，B為受電區(qū)域，P_ijk為n-1故障k狀態(tài)下線路ij允許的潮流最大值，為線路ij的有功潮流上限值。

進一步的，利用所述拉格朗日函數(shù)的KKT條件將n-1故障k狀態(tài)下可用傳輸容量的二層規(guī)劃模型轉化為單層規(guī)劃模型，公式為：

上式中，Risk為電力系統(tǒng)在n-1故障k狀態(tài)下運行的風險值，p_k為n-1故障k的故障概率，ATC_o為電力系統(tǒng)正常運行狀態(tài)下的可用傳輸容量，ATC_k為電力系統(tǒng)在n-1故障k狀態(tài)下運行的可用傳輸容量，為n-1故障k狀態(tài)下節(jié)點i的發(fā)電機有功出力，P_Di為節(jié)點i的發(fā)電機有功出力下限值，為節(jié)點i的發(fā)電機有功出力上限值，λ為負荷欲度參數(shù)，為n-1故障k狀態(tài)下節(jié)點i的負荷有功需求，為n-1故障k狀態(tài)下節(jié)點i的電壓幅值，為n-1故障k狀態(tài)下節(jié)點j的電壓幅值，為n-1故障k狀態(tài)下節(jié)點i和節(jié)點j間電導，為n-1故障k狀態(tài)下節(jié)點i和節(jié)點j間相角差，為n-1故障k狀態(tài)下節(jié)點i和節(jié)點j間電納，n為節(jié)點總數(shù)，為n-1故障k狀態(tài)下節(jié)點i的發(fā)電機無功出力，為n-1故障k狀態(tài)下節(jié)點i的負荷無功需求，P_Gi為n-1故障k狀態(tài)下節(jié)點i的發(fā)電機有功出力下限值，為n-1故障k狀態(tài)下節(jié)點i的發(fā)電機有功出力上限值，Q_Gi為n-1故障k狀態(tài)下節(jié)點i的發(fā)電機無功出力下限值，為n-1故障k狀態(tài)下節(jié)點i的發(fā)電機無功出力上限值，為n-1故障k狀態(tài)下節(jié)點i的電壓幅值下限值，為n-1故障k狀態(tài)下節(jié)點i的電壓幅值上限值，A為送電區(qū)域，B為受電區(qū)域，P_ijk為n-1故障k狀態(tài)下線路ij允許的潮流最大值，為線路ij的有功潮流上限值。

一種電力可用傳輸容量確定裝置，其改進之處在于，所述裝置包括：

獲取模塊，用于獲取n-1故障k的故障概率p_k以及電力系統(tǒng)正常運行狀態(tài)下的可用傳輸容量ATC_o；

構建模塊，用于根據(jù)ATC_o和p_k，建立n-1故障k狀態(tài)下可用傳輸容量的二層規(guī)劃模型；

解析模塊，用于求解所述二層規(guī)劃模型，獲取n-1故障k狀態(tài)下可用傳輸容量的發(fā)布參考值。

優(yōu)選的，所述構建模塊，包括：

第一構建單元，用于以電力系統(tǒng)在n-1故障k狀態(tài)下運行的風險值最大為目標，建立n-1故障k狀態(tài)下可用傳輸容量的上層模型；

第二構建單元，用于以電力系統(tǒng)在n-1故障k狀態(tài)下運行的可用傳輸容量為目標，建立n-1故障k狀態(tài)下可用傳輸容量的下層模型。

進一步的，所述第一構建單元中，按下式建立n-1故障k狀態(tài)下可用傳輸容量的上層模型：

上式中，Risk為電力系統(tǒng)在n-1故障k狀態(tài)下運行的風險值，p_k為n-1故障k的故障概率，ATC_o為電力系統(tǒng)正常運行狀態(tài)下的可用傳輸容量，ATC_o為電力系統(tǒng)在n-1故障k狀態(tài)下運行的可用傳輸容量。

進一步的，所述第二構建單元中，按下式建立n-1故障k狀態(tài)下可用傳輸容量的下層模型：

上式中，A為送電區(qū)域，B為受電區(qū)域，P_ijk為n-1故障k狀態(tài)下線路ij允許的潮流最大值，為線路ij的有功潮流上限值；

其中，n-1故障k狀態(tài)下可用傳輸容量的下層模型的約束條件包括：

上述公式中，為n-1故障k狀態(tài)下節(jié)點i的發(fā)電機有功出力，λ為負荷欲度參數(shù)，為n-1故障k狀態(tài)下節(jié)點i的負荷有功需求，為n-1故障k狀態(tài)下節(jié)點i的電壓幅值，為n-1故障k狀態(tài)下節(jié)點j的電壓幅值，為n-1故障k狀態(tài)下節(jié)點i和節(jié)點j間電導，為n-1故障k狀態(tài)下節(jié)點i和節(jié)點j間相角差，為n-1故障k狀態(tài)下節(jié)點i和節(jié)點j間電納，n為節(jié)點總數(shù)，為n-1故障k狀態(tài)下節(jié)點i的發(fā)電機無功出力，為n-1故障k狀態(tài)下節(jié)點i的負荷無功需求，P_Gi為n-1故障k狀態(tài)下節(jié)點i的發(fā)電機有功出力下限值，為n-1故障k狀態(tài)下節(jié)點i的發(fā)電機有功出力上限值，Q_Gi為n-1故障k狀態(tài)下節(jié)點i的發(fā)電機無功出力下限值，為n-1故障k狀態(tài)下節(jié)點i的發(fā)電機無功出力上限值，為n-1故障k狀態(tài)下節(jié)點i的電壓幅值下限值，為n-1故障k狀態(tài)下節(jié)點i的電壓幅值上限值。

優(yōu)選的，所述解析模塊，包括：

第一確定單元，用于確定n-1故障k狀態(tài)下可用傳輸容量的二層規(guī)劃模型中n-1故障k狀態(tài)下可用傳輸容量的下層模型的拉格朗日函數(shù)；

第二確定單元，用于確定所述拉格朗日函數(shù)的KKT條件；

轉化單元，用于利用所述拉格朗日函數(shù)的KKT條件將n-1故障k狀態(tài)下可用傳輸容量的二層規(guī)劃模型轉化為單層規(guī)劃模型；

獲取單元，用于獲取所述單層規(guī)劃模型的最優(yōu)解，即n-1故障k狀態(tài)下可用傳輸容量的發(fā)布參考值。

進一步的，所述第一確定單元中，令n-1故障k狀態(tài)下可用傳輸容量的下層模型的約束條件中：

上述公式中，為n-1故障k狀態(tài)下節(jié)點i的發(fā)電機有功出力，λ為負荷欲度參數(shù)，為n-1故障k狀態(tài)下節(jié)點i的負荷有功需求，為n-1故障k狀態(tài)下節(jié)點i的電壓幅值，為n-1故障k狀態(tài)下節(jié)點j的電壓幅值，為n-1故障k狀態(tài)下節(jié)點i和節(jié)點j間電導，為n-1故障k狀態(tài)下節(jié)點i和節(jié)點j間相角差，為n-1故障k狀態(tài)下節(jié)點i和節(jié)點j間電納，n為節(jié)點總數(shù)，為n-1故障k狀態(tài)下節(jié)點i的發(fā)電機無功出力，為n-1故障k狀態(tài)下節(jié)點i的負荷無功需求，P_Gi為n-1故障k狀態(tài)下節(jié)點i的發(fā)電機有功出力下限值，為n-1故障k狀態(tài)下節(jié)點i的發(fā)電機有功出力上限值，Q_Gi為n-1故障k狀態(tài)下節(jié)點i的發(fā)電機無功出力下限值，為n-1故障k狀態(tài)下節(jié)點i的發(fā)電機無功出力上限值，為n-1故障k狀態(tài)下節(jié)點i的電壓幅值下限值，為n-1故障k狀態(tài)下節(jié)點i的電壓幅值上限值，A為送電區(qū)域，B為受電區(qū)域，P_ijk為n-1故障k狀態(tài)下線路ij允許的潮流最大值，為線路ij的有功潮流上限值；

則按下式確定n-1故障k狀態(tài)下可用傳輸容量的下層模型的拉格朗日函數(shù)：

上式中，L_k(P_ijk,λ_,μ)為n-1故障k狀態(tài)下可用傳輸容量的下層模型的拉格朗日函數(shù)值，λ_x為n-1故障k狀態(tài)下可用傳輸容量的下層模型的約束條件中第x個等式約束的拉格朗日乘子，h_x為n-1故障k狀態(tài)下可用傳輸容量的下層模型的約束條件中第x個等式約束，μ_y為n-1故障k狀態(tài)下可用傳輸容量的下層模型的約束條件中第y個不等式約束的拉格朗日乘子，g_y為n-1故障k狀態(tài)下可用傳輸容量的下層模型的約束條件中第y個不等式約束，x＝1,2，y＝1,2,…,9。

進一步的，所述第二確定單元中，按下式確定所述拉格朗日函數(shù)的KKT條件：

上述公式中，為n-1故障k狀態(tài)下節(jié)點i的發(fā)電機有功出力，λ為負荷欲度參數(shù)，為n-1故障k狀態(tài)下節(jié)點i的負荷有功需求，為n-1故障k狀態(tài)下節(jié)點i的電壓幅值，為n-1故障k狀態(tài)下節(jié)點j的電壓幅值，為n-1故障k狀態(tài)下節(jié)點i和節(jié)點j間電導，為n-1故障k狀態(tài)下節(jié)點i和節(jié)點j間相角差，為n-1故障k狀態(tài)下節(jié)點i和節(jié)點j間電納，n為節(jié)點總數(shù)，為n-1故障k狀態(tài)下節(jié)點i的發(fā)電機無功出力，為n-1故障k狀態(tài)下節(jié)點i的負荷無功需求，P_Gi為n-1故障k狀態(tài)下節(jié)點i的發(fā)電機有功出力下限值，為n-1故障k狀態(tài)下節(jié)點i的發(fā)電機有功出力上限值，Q_Gi為n-1故障k狀態(tài)下節(jié)點i的發(fā)電機無功出力下限值，為n-1故障k狀態(tài)下節(jié)點i的發(fā)電機無功出力上限值，為n-1故障k狀態(tài)下節(jié)點i的電壓幅值下限值，為n-1故障k狀態(tài)下節(jié)點i的電壓幅值上限值，A為送電區(qū)域，B為受電區(qū)域，P_ijk為n-1故障k狀態(tài)下線路ij允許的潮流最大值，為線路ij的有功潮流上限值。

進一步的，所述轉化單元中，利用所述拉格朗日函數(shù)的KKT條件將n-1故障k狀態(tài)下可用傳輸容量的二層規(guī)劃模型轉化為單層規(guī)劃模型，公式為：

上式中，Risk為電力系統(tǒng)在n-1故障k狀態(tài)下運行的風險值，p_k為n-1故障k的故障概率，ATC_o為電力系統(tǒng)正常運行狀態(tài)下的可用傳輸容量，ATC_o為電力系統(tǒng)在n-1故障k狀態(tài)下運行的可用傳輸容量，為n-1故障k狀態(tài)下節(jié)點i的發(fā)電機有功出力，λ為負荷欲度參數(shù)，為n-1故障k狀態(tài)下節(jié)點i的負荷有功需求，為n-1故障k狀態(tài)下節(jié)點i的電壓幅值，為n-1故障k狀態(tài)下節(jié)點j的電壓幅值，為n-1故障k狀態(tài)下節(jié)點i和節(jié)點j間電導，為n-1故障k狀態(tài)下節(jié)點i和節(jié)點j間相角差，為n-1故障k狀態(tài)下節(jié)點i和節(jié)點j間電納，n為節(jié)點總數(shù)，為n-1故障k狀態(tài)下節(jié)點i的發(fā)電機無功出力，為n-1故障k狀態(tài)下節(jié)點i的負荷無功需求，P_Gi為n-1故障k狀態(tài)下節(jié)點i的發(fā)電機有功出力下限值，為n-1故障k狀態(tài)下節(jié)點i的發(fā)電機有功出力上限值，Q_Gi為n-1故障k狀態(tài)下節(jié)點i的發(fā)電機無功出力下限值，為n-1故障k狀態(tài)下節(jié)點i的發(fā)電機無功出力上限值，為n-1故障k狀態(tài)下節(jié)點i的電壓幅值下限值，為n-1故障k狀態(tài)下節(jié)點i的電壓幅值上限值，A為送電區(qū)域，B為受電區(qū)域，P_ijk為n-1故障k狀態(tài)下線路ij允許的潮流最大值，為線路ij的有功潮流上限值。

本發(fā)明的有益效果：

將電力系統(tǒng)靜態(tài)安全分析與可用傳輸容量計算方法相結合，基于經典的OPF優(yōu)化模型，提出了故障下ATC值偏離的嚴重程度函數(shù)，結合二層規(guī)劃模型，分析每個可能性故障對應的可用傳輸容量發(fā)布風險值并求解出最優(yōu)值，考慮了相應的事故的嚴重后果，綜合度量了系統(tǒng)不安全的可能性概率和相應的經濟影響，反映了電力系統(tǒng)故障發(fā)生的概率引起的電力交易可用傳輸容量公布值的經濟損失代價，有助于分析電力系統(tǒng)運行狀況對電力交易的經濟性影響，進而輔助市場交易中心考慮與評估電網(wǎng)運行情況與可能性風險。

附圖說明

圖1是本發(fā)明一種電力可用傳輸容量確定方法的流程圖；

圖2是本發(fā)明一種電力可用傳輸容量確定裝置的結構示意圖。

具體實施方式

下面結合附圖對本發(fā)明的具體實施方式作詳細說明。

為使本發(fā)明實施例的目的、技術方案和優(yōu)點更加清楚，下面將結合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本發(fā)明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其它實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。

本發(fā)明提供的一種電力可用傳輸容量確定方法，如圖1所示，包括：

101.獲取n-1故障k的故障概率p_k以及電力系統(tǒng)正常運行狀態(tài)下的可用傳輸容量ATC_o；

其中，n-1故障k是指電力系統(tǒng)中能夠滿足n-1原則的故障情況，n-1原則是指判定電力系統(tǒng)安全性的一種準則。又稱單一故障安全準則。按照這一準則,電力系統(tǒng)的N個元件中的任一獨立元件(發(fā)電機、輸電線路、變壓器等)發(fā)生故障而被切除后，應不造成因其他線路過負荷跳閘而導致用戶停電；不破壞系統(tǒng)的穩(wěn)定性，不出現(xiàn)電壓崩潰等事故。

由此可見，n-1準則包含兩層含義：一是保證電網(wǎng)的穩(wěn)定；二是保證用戶得到符合質量要求的連續(xù)供電。從目前情況看，保證電網(wǎng)的穩(wěn)定由于涉及整個電網(wǎng)安全，無論在資金投入、運行方式還是技術措施上均得到足夠的重視，但在保證用戶特別是邊遠地區(qū)用戶連續(xù)供電方面仍存在認識上的不足，造成局部電網(wǎng)生產運行長期處于被動局面。

102.根據(jù)ATC_o和p_k，建立n-1故障k狀態(tài)下可用傳輸容量的二層規(guī)劃模型；

103.求解所述二層規(guī)劃模型，獲取n-1故障k狀態(tài)下可用傳輸容量的發(fā)布參考值。

具體的，所述步驟101中，可以通過現(xiàn)有技術中的電力設備監(jiān)控與評估系統(tǒng)獲取n-1故障k的故障概率p_k；

可以按下式確定電力系統(tǒng)正常運行狀態(tài)下的可用傳輸容量ATC_o：

獲取n-1故障k的故障概率p_k以及電力系統(tǒng)正常運行狀態(tài)下的可用傳輸容量ATC_o之后，根據(jù)ATC_o和p_k，建立n-1故障k狀態(tài)下可用傳輸容量的二層規(guī)劃模型，因此，所述步驟102，包括：

以電力系統(tǒng)在n-1故障k狀態(tài)下運行的風險值最大為目標，建立n-1故障k狀態(tài)下可用傳輸容量的上層模型；

以電力系統(tǒng)在n-1故障k狀態(tài)下運行的可用傳輸容量為目標，建立n-1故障k狀態(tài)下可用傳輸容量的下層模型。

進一步的，可以按下式建立n-1故障k狀態(tài)下可用傳輸容量的上層模型：

上式中，Risk為電力系統(tǒng)在n-1故障k狀態(tài)下運行的風險值，p_k為n-1故障k的故障概率，ATC_o為電力系統(tǒng)正常運行狀態(tài)下的可用傳輸容量，ATC_o為電力系統(tǒng)在n-1故障k狀態(tài)下運行的可用傳輸容量。

可以按下式建立n-1故障k狀態(tài)下可用傳輸容量的下層模型：

上式中，A為送電區(qū)域，B為受電區(qū)域，P_ijk為n-1故障k狀態(tài)下線路ij允許的潮流最大值，為線路ij的有功潮流上限值；

其中，n-1故障k狀態(tài)下可用傳輸容量的下層模型的約束條件包括：

上述公式中，為n-1故障k狀態(tài)下節(jié)點i的發(fā)電機有功出力，λ為負荷欲度參數(shù)，為n-1故障k狀態(tài)下節(jié)點i的負荷有功需求，為n-1故障k狀態(tài)下節(jié)點i的電壓幅值，為n-1故障k狀態(tài)下節(jié)點j的電壓幅值，為n-1故障k狀態(tài)下節(jié)點i和節(jié)點j間電導，為n-1故障k狀態(tài)下節(jié)點i和節(jié)點j間相角差，為n-1故障k狀態(tài)下節(jié)點i和節(jié)點j間電納，n為節(jié)點總數(shù)，為n-1故障k狀態(tài)下節(jié)點i的發(fā)電機無功出力，為n-1故障k狀態(tài)下節(jié)點i的負荷無功需求，P_Gi為n-1故障k狀態(tài)下節(jié)點i的發(fā)電機有功出力下限值，為n-1故障k狀態(tài)下節(jié)點i的發(fā)電機有功出力上限值，Q_Gi為n-1故障k狀態(tài)下節(jié)點i的發(fā)電機無功出力下限值，為n-1故障k狀態(tài)下節(jié)點i的發(fā)電機無功出力上限值，為n-1故障k狀態(tài)下節(jié)點i的電壓幅值下限值，為n-1故障k狀態(tài)下節(jié)點i的電壓幅值上限值。

建立n-1故障k狀態(tài)下可用傳輸容量的二層規(guī)劃模型之后，求解所述二層規(guī)劃模型，獲取n-1故障k狀態(tài)下可用傳輸容量的發(fā)布參考值，因此，所述步驟103，包括：

確定n-1故障k狀態(tài)下可用傳輸容量的二層規(guī)劃模型中n-1故障k狀態(tài)下可用傳輸容量的下層模型的拉格朗日函數(shù)；

確定所述拉格朗日函數(shù)的KKT條件；

利用所述拉格朗日函數(shù)的KKT條件將n-1故障k狀態(tài)下可用傳輸容量的二層規(guī)劃模型轉化為單層規(guī)劃模型；

獲取所述單層規(guī)劃模型的最優(yōu)解，即n-1故障k狀態(tài)下可用傳輸容量的發(fā)布參考值。

進一步的，所述確定n-1故障k狀態(tài)下可用傳輸容量的二層規(guī)劃模型中n-1故障k狀態(tài)下可用傳輸容量的下層模型的拉格朗日函數(shù)，包括：

令n-1故障k狀態(tài)下可用傳輸容量的下層模型的約束條件中：

上述公式中，為n-1故障k狀態(tài)下節(jié)點i的發(fā)電機有功出力，λ為負荷欲度參數(shù)，為n-1故障k狀態(tài)下節(jié)點i的負荷有功需求，為n-1故障k狀態(tài)下節(jié)點i的電壓幅值，為n-1故障k狀態(tài)下節(jié)點j的電壓幅值，為n-1故障k狀態(tài)下節(jié)點i和節(jié)點j間電導，為n-1故障k狀態(tài)下節(jié)點i和節(jié)點j間相角差，為n-1故障k狀態(tài)下節(jié)點i和節(jié)點j間電納，n為節(jié)點總數(shù)，為n-1故障k狀態(tài)下節(jié)點i的發(fā)電機無功出力，為n-1故障k狀態(tài)下節(jié)點i的負荷無功需求，P_Gi為n-1故障k狀態(tài)下節(jié)點i的發(fā)電機有功出力下限值，為n-1故障k狀態(tài)下節(jié)點i的發(fā)電機有功出力上限值，Q_Gi為n-1故障k狀態(tài)下節(jié)點i的發(fā)電機無功出力下限值，為n-1故障k狀態(tài)下節(jié)點i的發(fā)電機無功出力上限值，為n-1故障k狀態(tài)下節(jié)點i的電壓幅值下限值，為n-1故障k狀態(tài)下節(jié)點i的電壓幅值上限值，A為送電區(qū)域，B為受電區(qū)域，P_ijk為n-1故障k狀態(tài)下線路ij允許的潮流最大值，為線路ij的有功潮流上限值；

則n-1故障k狀態(tài)下可用傳輸容量的下層模型的拉格朗日函數(shù)為：

上式中，L_k(P_ijk,λ_,μ)為n-1故障k狀態(tài)下可用傳輸容量的下層模型的拉格朗日函數(shù)值，λ_x為n-1故障k狀態(tài)下可用傳輸容量的下層模型的約束條件中第x個等式約束的拉格朗日乘子，h_x為n-1故障k狀態(tài)下可用傳輸容量的下層模型的約束條件中第x個等式約束，μ_y為n-1故障k狀態(tài)下可用傳輸容量的下層模型的約束條件中第y個不等式約束的拉格朗日乘子，g_y為n-1故障k狀態(tài)下可用傳輸容量的下層模型的約束條件中第y個不等式約束，x＝1,2，y＝1,2,…,9。

按下式確定所述拉格朗日函數(shù)的KKT條件：

上述公式中，為n-1故障k狀態(tài)下節(jié)點i的發(fā)電機有功出力，λ為負荷欲度參數(shù)，為n-1故障k狀態(tài)下節(jié)點i的負荷有功需求，為n-1故障k狀態(tài)下節(jié)點i的電壓幅值，為n-1故障k狀態(tài)下節(jié)點j的電壓幅值，為n-1故障k狀態(tài)下節(jié)點i和節(jié)點j間電導，為n-1故障k狀態(tài)下節(jié)點i和節(jié)點j間相角差，為n-1故障k狀態(tài)下節(jié)點i和節(jié)點j間電納，n為節(jié)點總數(shù)，為n-1故障k狀態(tài)下節(jié)點i的發(fā)電機無功出力，為n-1故障k狀態(tài)下節(jié)點i的負荷無功需求，P_Gi為n-1故障k狀態(tài)下節(jié)點i的發(fā)電機有功出力下限值，為n-1故障k狀態(tài)下節(jié)點i的發(fā)電機有功出力上限值，Q_Gi為n-1故障k狀態(tài)下節(jié)點i的發(fā)電機無功出力下限值，為n-1故障k狀態(tài)下節(jié)點i的發(fā)電機無功出力上限值，為n-1故障k狀態(tài)下節(jié)點i的電壓幅值下限值，為n-1故障k狀態(tài)下節(jié)點i的電壓幅值上限值，A為送電區(qū)域，B為受電區(qū)域，P_ijk為n-1故障k狀態(tài)下線路ij允許的潮流最大值，為線路ij的有功潮流上限值。

利用所述拉格朗日函數(shù)的KKT條件將n-1故障k狀態(tài)下可用傳輸容量的二層規(guī)劃模型轉化為單層規(guī)劃模型，公式為：

上式中，Risk為電力系統(tǒng)在n-1故障k狀態(tài)下運行的風險值，p_k為n-1故障k的故障概率，ATC_o為電力系統(tǒng)正常運行狀態(tài)下的可用傳輸容量，ATC_o為電力系統(tǒng)在n-1故障k狀態(tài)下運行的可用傳輸容量，為n-1故障k狀態(tài)下節(jié)點i的發(fā)電機有功出力，λ為負荷欲度參數(shù)，為n-1故障k狀態(tài)下節(jié)點i的負荷有功需求，為n-1故障k狀態(tài)下節(jié)點i的電壓幅值，為n-1故障k狀態(tài)下節(jié)點j的電壓幅值，為n-1故障k狀態(tài)下節(jié)點i和節(jié)點j間電導，為n-1故障k狀態(tài)下節(jié)點i和節(jié)點j間相角差，為n-1故障k狀態(tài)下節(jié)點i和節(jié)點j間電納，n為節(jié)點總數(shù)，為n-1故障k狀態(tài)下節(jié)點i的發(fā)電機無功出力，為n-1故障k狀態(tài)下節(jié)點i的負荷無功需求，P_Gi為n-1故障k狀態(tài)下節(jié)點i的發(fā)電機有功出力下限值，為n-1故障k狀態(tài)下節(jié)點i的發(fā)電機有功出力上限值，Q_Gi為n-1故障k狀態(tài)下節(jié)點i的發(fā)電機無功出力下限值，為n-1故障k狀態(tài)下節(jié)點i的發(fā)電機無功出力上限值，為n-1故障k狀態(tài)下節(jié)點i的電壓幅值下限值，為n-1故障k狀態(tài)下節(jié)點i的電壓幅值上限值，A為送電區(qū)域，B為受電區(qū)域，P_ijk為n-1故障k狀態(tài)下線路ij允許的潮流最大值，為線路ij的有功潮流上限值。

本發(fā)明還提供一種電力可用傳輸容量確定裝置，如圖2所示，所述裝置包括：

獲取模塊，用于獲取n-1故障k的故障概率p_k以及電力系統(tǒng)正常運行狀態(tài)下的可用傳輸容量ATC_o；

構建模塊，用于根據(jù)ATC_o和p_k，建立n-1故障k狀態(tài)下可用傳輸容量的二層規(guī)劃模型；

解析模塊，用于求解所述二層規(guī)劃模型，獲取n-1故障k狀態(tài)下可用傳輸容量的發(fā)布參考值。

所述構建模塊，包括：

第一構建單元，用于以電力系統(tǒng)在n-1故障k狀態(tài)下運行的風險值最大為目標，建立n-1故障k狀態(tài)下可用傳輸容量的上層模型；

第二構建單元，用于以電力系統(tǒng)在n-1故障k狀態(tài)下運行的可用傳輸容量為目標，建立n-1故障k狀態(tài)下可用傳輸容量的下層模型。

所述第一構建單元中，按下式建立n-1故障k狀態(tài)下可用傳輸容量的上層模型：

上式中，Risk為電力系統(tǒng)在n-1故障k狀態(tài)下運行的風險值，p_k為n-1故障k的故障概率，ATC_o為電力系統(tǒng)正常運行狀態(tài)下的可用傳輸容量，ATC_o為電力系統(tǒng)在n-1故障k狀態(tài)下運行的可用傳輸容量。

所述第二構建單元中，按下式建立n-1故障k狀態(tài)下可用傳輸容量的下層模型：

上式中，A為送電區(qū)域，B為受電區(qū)域，P_ijk為n-1故障k狀態(tài)下線路ij允許的潮流最大值，為線路ij的有功潮流上限值；

其中，n-1故障k狀態(tài)下可用傳輸容量的下層模型的約束條件包括：

上述公式中，為n-1故障k狀態(tài)下節(jié)點i的發(fā)電機有功出力，λ為負荷欲度參數(shù)，為n-1故障k狀態(tài)下節(jié)點i的負荷有功需求，為n-1故障k狀態(tài)下節(jié)點i的電壓幅值，為n-1故障k狀態(tài)下節(jié)點j的電壓幅值，為n-1故障k狀態(tài)下節(jié)點i和節(jié)點j間電導，為n-1故障k狀態(tài)下節(jié)點i和節(jié)點j間相角差，為n-1故障k狀態(tài)下節(jié)點i和節(jié)點j間電納，n為節(jié)點總數(shù)，為n-1故障k狀態(tài)下節(jié)點i的發(fā)電機無功出力，為n-1故障k狀態(tài)下節(jié)點i的負荷無功需求，P_Gi為n-1故障k狀態(tài)下節(jié)點i的發(fā)電機有功出力下限值，為n-1故障k狀態(tài)下節(jié)點i的發(fā)電機有功出力上限值，Q_Gi為n-1故障k狀態(tài)下節(jié)點i的發(fā)電機無功出力下限值，為n-1故障k狀態(tài)下節(jié)點i的發(fā)電機無功出力上限值，為n-1故障k狀態(tài)下節(jié)點i的電壓幅值下限值，為n-1故障k狀態(tài)下節(jié)點i的電壓幅值上限值。

所述解析模塊，包括：

第一確定單元，用于確定n-1故障k狀態(tài)下可用傳輸容量的二層規(guī)劃模型中n-1故障k狀態(tài)下可用傳輸容量的下層模型的拉格朗日函數(shù)；

第二確定單元，用于確定所述拉格朗日函數(shù)的KKT條件；

轉化單元，用于利用所述拉格朗日函數(shù)的KKT條件將n-1故障k狀態(tài)下可用傳輸容量的二層規(guī)劃模型轉化為單層規(guī)劃模型；

獲取單元，用于獲取所述單層規(guī)劃模型的最優(yōu)解，即n-1故障k狀態(tài)下可用傳輸容量的發(fā)布參考值。

所述第一確定單元中，令n-1故障k狀態(tài)下可用傳輸容量的下層模型的約束條件中：

上述公式中，為n-1故障k狀態(tài)下節(jié)點i的發(fā)電機有功出力，λ為負荷欲度參數(shù)，為n-1故障k狀態(tài)下節(jié)點i的負荷有功需求，為n-1故障k狀態(tài)下節(jié)點i的電壓幅值，為n-1故障k狀態(tài)下節(jié)點j的電壓幅值，為n-1故障k狀態(tài)下節(jié)點i和節(jié)點j間電導，為n-1故障k狀態(tài)下節(jié)點i和節(jié)點j間相角差，為n-1故障k狀態(tài)下節(jié)點i和節(jié)點j間電納，n為節(jié)點總數(shù)，為n-1故障k狀態(tài)下節(jié)點i的發(fā)電機無功出力，為n-1故障k狀態(tài)下節(jié)點i的負荷無功需求，P_Gi為n-1故障k狀態(tài)下節(jié)點i的發(fā)電機有功出力下限值，為n-1故障k狀態(tài)下節(jié)點i的發(fā)電機有功出力上限值，Q_Gi為n-1故障k狀態(tài)下節(jié)點i的發(fā)電機無功出力下限值，為n-1故障k狀態(tài)下節(jié)點i的發(fā)電機無功出力上限值，為n-1故障k狀態(tài)下節(jié)點i的電壓幅值下限值，為n-1故障k狀態(tài)下節(jié)點i的電壓幅值上限值，A為送電區(qū)域，B為受電區(qū)域，P_ijk為n-1故障k狀態(tài)下線路ij允許的潮流最大值，為線路ij的有功潮流上限值；

則按下式確定n-1故障k狀態(tài)下可用傳輸容量的下層模型的拉格朗日函數(shù)：

上式中，L_k(P_ijk,λ_,μ)為n-1故障k狀態(tài)下可用傳輸容量的下層模型的拉格朗日函數(shù)值，λ_x為n-1故障k狀態(tài)下可用傳輸容量的下層模型的約束條件中第x個等式約束的拉格朗日乘子，h_x為n-1故障k狀態(tài)下可用傳輸容量的下層模型的約束條件中第x個等式約束，μ_y為n-1故障k狀態(tài)下可用傳輸容量的下層模型的約束條件中第y個不等式約束的拉格朗日乘子，g_y為n-1故障k狀態(tài)下可用傳輸容量的下層模型的約束條件中第y個不等式約束，x＝1,2，y＝1,2,…,9。

所述第二確定單元中，按下式確定所述拉格朗日函數(shù)的KKT條件：

上述公式中，為n-1故障k狀態(tài)下節(jié)點i的發(fā)電機有功出力，λ為負荷欲度參數(shù)，為n-1故障k狀態(tài)下節(jié)點i的負荷有功需求，為n-1故障k狀態(tài)下節(jié)點i的電壓幅值，為n-1故障k狀態(tài)下節(jié)點j的電壓幅值，為n-1故障k狀態(tài)下節(jié)點i和節(jié)點j間電導，為n-1故障k狀態(tài)下節(jié)點i和節(jié)點j間相角差，為n-1故障k狀態(tài)下節(jié)點i和節(jié)點j間電納，n為節(jié)點總數(shù)，為n-1故障k狀態(tài)下節(jié)點i的發(fā)電機無功出力，為n-1故障k狀態(tài)下節(jié)點i的負荷無功需求，P_Gi為n-1故障k狀態(tài)下節(jié)點i的發(fā)電機有功出力下限值，為n-1故障k狀態(tài)下節(jié)點i的發(fā)電機有功出力上限值，Q_Gi為n-1故障k狀態(tài)下節(jié)點i的發(fā)電機無功出力下限值，為n-1故障k狀態(tài)下節(jié)點i的發(fā)電機無功出力上限值，為n-1故障k狀態(tài)下節(jié)點i的電壓幅值下限值，為n-1故障k狀態(tài)下節(jié)點i的電壓幅值上限值，A為送電區(qū)域，B為受電區(qū)域，P_ijk為n-1故障k狀態(tài)下線路ij允許的潮流最大值，為線路ij的有功潮流上限值。

所述轉化單元中，利用所述拉格朗日函數(shù)的KKT條件將n-1故障k狀態(tài)下可用傳輸容量的二層規(guī)劃模型轉化為單層規(guī)劃模型，公式為：

上式中，Risk為電力系統(tǒng)在n-1故障k狀態(tài)下運行的風險值，p_k為n-1故障k的故障概率，ATC_o為電力系統(tǒng)正常運行狀態(tài)下的可用傳輸容量，ATC_o為電力系統(tǒng)在n-1故障k狀態(tài)下運行的可用傳輸容量，為n-1故障k狀態(tài)下節(jié)點i的發(fā)電機有功出力，λ為負荷欲度參數(shù)，為n-1故障k狀態(tài)下節(jié)點i的負荷有功需求，為n-1故障k狀態(tài)下節(jié)點i的電壓幅值，為n-1故障k狀態(tài)下節(jié)點j的電壓幅值，為n-1故障k狀態(tài)下節(jié)點i和節(jié)點j間電導，為n-1故障k狀態(tài)下節(jié)點i和節(jié)點j間相角差，為n-1故障k狀態(tài)下節(jié)點i和節(jié)點j間電納，n為節(jié)點總數(shù)，為n-1故障k狀態(tài)下節(jié)點i的發(fā)電機無功出力，為n-1故障k狀態(tài)下節(jié)點i的負荷無功需求，P_Gi為n-1故障k狀態(tài)下節(jié)點i的發(fā)電機有功出力下限值，為n-1故障k狀態(tài)下節(jié)點i的發(fā)電機有功出力上限值，Q_Gi為n-1故障k狀態(tài)下節(jié)點i的發(fā)電機無功出力下限值，為n-1故障k狀態(tài)下節(jié)點i的發(fā)電機無功出力上限值，為n-1故障k狀態(tài)下節(jié)點i的電壓幅值下限值，為n-1故障k狀態(tài)下節(jié)點i的電壓幅值上限值，A為送電區(qū)域，B為受電區(qū)域，P_ijk為n-1故障k狀態(tài)下線路ij允許的潮流最大值，為線路ij的有功潮流上限值。

最后應當說明的是：以上實施例僅用以說明本發(fā)明的技術方案而非對其限制，盡管參照上述實施例對本發(fā)明進行了詳細的說明，所屬領域的普通技術人員應當理解：依然可以對本發(fā)明的具體實施方式進行修改或者等同替換，而未脫離本發(fā)明精神和范圍的任何修改或者等同替換，其均應涵蓋在本發(fā)明的權利要求保護范圍之內。