本发明涉及电力系统调度运行与规划，特别是一种极端天气下含差异化切负荷的预防调度方法及系统。
背景技术：
1、受全球气候变暖的影响，台风等小概率高损失极端天气事件近年来频繁发生，其强度和频率均呈上升趋势，给基础设施特别是电力系统的安全稳定带来诸多挑战。台风会造成输电线路中断和铁塔倒塌，使电力系统无法提供安全可靠的电力供应。为了应对极端灾害，有必要研究通过预防性调度提高电力系统抵御能力的运行优化措施。
2、同时，亟需考虑负荷的差异化特性，获取极端天气下系统电源开停机方案、出力调度策略及差异化切负荷方案，以降低极端天气下的灾害损失。
技术实现思路
1、鉴于现有的电力系统极端天气时无法提供安全可靠的电力供应存在的问题，提出了本发明。
2、因此，本发明所要解决的问题在于考虑负荷的差异化特性，提出切负荷损失效用函数，获取极端天气下系统电源开停机方案、出力调度策略及差异化切负荷方案，以降低极端天气下的灾害损失。
3、为解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：
4、第一方面，本发明实施例提供了一种极端天气下含差异化切负荷的预防调度方法，其包括使用模拟仿真分析台风关键参数，以获取台风在特定位置的实时风速并计算故障概率；根据负荷重要程度和停电损失历史数据，确定母线切负荷量与切负荷损失之间的函数关系；基于函数关系、开停机、出力再调度以及差异化切负荷，构建台风极端天气下考虑负荷重要程度的多类型电源协同运行优化模型；使用商业求解器或分支定界算法求解最优方案，并以最小化受灾损失为目标获得电源开停机方案、出力调度策略和差异化切负荷方案。
5、作为本发明极端天气下含差异化切负荷的预防调度方法的一种优选方案，其中：获取台风在特定位置的实时风速包括以下步骤：根据台风中心压差随时间衰减规律计算台风不同时段中心压差的具体公式如下：
6、δp(t)＝δp(tld)exp(-ad(t-tld)),t>tld
7、其中，δp(t)是t时刻台风的中心压差，tld是台风登陆时间，δp(tld)台风登陆时的中心压差，ad表示台风衰减常数，具体公式如下：
8、
9、其中，ad表示台风衰减常数，tld表示台风登陆时间，v(tld)表示台风登陆时刻的移动速度，rmax(tld)表示台风登陆时间的最大风速半径，ad0、ad1均表示衰减常数，εad表示零均值的正态分布误差，δp(tld)表示台风登陆时的中心压差。根据中心压差δp(t)计算最大梯度风速vmax(t)的具体公式如下：
10、
11、其中，vmax(t)表示最大梯度风速，k表示由地区纬度决定的系数，δp(t)表示t时刻台风的中心压差。根据最大梯度风速vmax(t)计算最大风速半径的具体公式如下：
12、
13、其中，rmax(t)表示最大风速半径，表示随机误差，b、c均表示常数，δp(t)表示t时刻台风的中心压差。计算元件所处位置实时风速的具体公式如下：
14、
15、其中，vc(t)表示元件所处位置的实时风速，rmax(t)表示最大风速半径，vmax(t)表示最大梯度风速。
16、作为本发明极端天气下含差异化切负荷的预防调度方法的一种优选方案，其中：计算故障概率包括以下步骤：根据元件所处位置实时风速计算第m条线路第k个杆塔故障概率λm,k(ti)和第m条线路第l条线路段的故障概率λm,l(ti)。第m条线路第k个杆塔故障概率λm,k(ti)的具体公式如下：
17、
18、其中，vm,k(ti)表示ti时刻第m条线路第k个杆塔所处位置的风速，vd,t表示杆塔设计风速，vex表示极限风速，γ表示常数系数，λm,k(ti)表示ti时刻第m条线路第k个杆塔故障概率。第m条线路第l条线路段的故障概率λm,l(ti)的具体公式如下：
19、
20、其中，vm,l(ti)表示ti时刻第m条线路第l条线路段所处位置的风速，vd,line表示线路设计风速，α、β均表示常数系数，δl表示每条线路段长度，λm,l(ti)表示ti时刻第m条线路第l条线路段的故障概率。计算累计故障概率pm的具体公式如下：
21、
22、其中，k表示第m条输电线路的杆塔总数，l为线路段总数。根据线路故障概率pm和预设阈值ui确定线路运行状态，当pm≤ui时，线路处于正常运行状态，当pm＞ui时，线路断开，以此获得台风下系统故障场景。
23、作为本发明极端天气下含差异化切负荷的预防调度方法的一种优选方案，其中：确定母线切负荷量与切负荷损失之间的函数关系包括以下步骤：统计历年台风灾害造成的切负荷与停电损失wb；确定切负荷与停电损失wb之间的函数关系的具体公式如下：
24、
25、其中，表示确定切负荷，wb表示损失函数。
26、作为本发明极端天气下含差异化切负荷的预防调度方法的一种优选方案，其中：构建考虑差异化切负荷的多类型电源协同运行模型包括以下步骤：构建考虑负荷重要程度的切负荷损失目标函数的具体公式如下：
27、
28、其中，表示确定切负荷，td表示灾害持续时间，nb表示母线集合，f()表示切负荷损失函数。将切负荷损失目标函数分段线性化表示的具体公式如下：
29、
30、
31、其中，表示确定切负荷，表示权重系数，n表示段数，t、b分别表示时刻和母线编号。构建极端天气下考虑差异化切负荷的多类型电源协同运行模型；多类型电源协同运行模型的目标函数的具体公式如下：
32、
33、其中，表示确定切负荷，表示权重系数，td表示灾害持续时间，nb表示母线集合，f()表示切负荷损失函数。
34、作为本发明极端天气下含差异化切负荷的预防调度方法的一种优选方案，其中：多类型电源协同运行模型的约束条件包括分段线性化约束、节点功率平衡约束、线路潮流约束、发电机出力约束、发电机爬坡/下坡速率约束、发电机最小启停时间约束、线路传输容量约束、切负荷约束、发电机运行状态约束以及平衡母线相角约束。
35、作为本发明极端天气下含差异化切负荷的预防调度方法的一种优选方案，其中：台风场景下最小化受灾方案包括电源开停机方案、出力调度策略和差异化切负荷方案。
36、第二方面，本发明实施例提供了极端天气下考虑差异化切负荷的多类型电源协同运行系统，其包括：模拟仿真模块，用于使用模拟仿真分析台风关键参数，以获取台风在特定位置的实时风速并计算故障概率；函数关系确定模块，用于根据负荷重要程度和停电损失历史数据，确定母线切负荷量与切负荷损失之间的函数关系；模型构建模块，用于基于函数关系、开停机、出力再调度以及差异化切负荷，构建台风极端天气下考虑负荷重要程度的多类型电源协同运行优化模型；模型求解模块，用于以最小化受灾损失为目标获得电源开停机方案、出力调度策略和差异化切负荷方案。
37、第三方面，本发明实施例提供了一种计算机设备，包括存储器和处理器，存储器存储有计算机程序，其中：计算机程序指令被处理器执行时实现如本发明第一方面的极端天气下含差异化切负荷的预防调度方法的步骤。
38、第四方面，本发明实施例提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其中：计算机程序指令被处理器执行时实现如本发明第一方面的极端天气下含差异化切负荷的预防调度方法的步骤。
39、本发明有益效果为：提供一种极端天气下考虑差异化切负荷的多类型电源运行方法，其考虑了台风天气对电力系统安全稳定供电带来的影响以及负荷的不同重要程度，在无法避免切负荷的情况下能有效的保证在极端天气下重要负荷的供电，降低台风造成的灾害损失。
1.一种极端天气下含差异化切负荷的预防调度方法，其特征在于：包括，
2.如权利要求1所述的极端天气下含差异化切负荷的预防调度方法，其特征在于：所述获取台风在特定位置的实时风速包括以下步骤：
3.如权利要求1所述的极端天气下含差异化切负荷的预防调度方法，其特征在于：所述计算故障概率包括以下步骤：
4.如权利要求1所述的极端天气下含差异化切负荷的预防调度方法，其特征在于：所述确定母线切负荷量与切负荷损失之间的函数关系包括以下步骤：
5.如权利要求4所述的极端天气下含差异化切负荷的预防调度方法，其特征在于：构建所述考虑差异化切负荷的多类型电源协同运行模型包括以下步骤：
6.如权利要求5所述的极端天气下含差异化切负荷的预防调度方法，其特征在于：所述多类型电源协同运行模型的约束条件包括分段线性化约束、节点功率平衡约束、线路潮流约束、发电机出力约束、发电机爬坡/下坡速率约束、发电机最小启停时间约束、线路传输容量约束、切负荷约束、发电机运行状态约束以及平衡母线相角约束。
7.如权利要求1所述的极端天气下含差异化切负荷的预防调度方法，其特征在于：所述台风场景下最小化受灾方案包括电源开停机方案、出力调度策略和差异化切负荷方案。
8.一种极端天气下考虑差异化切负荷的多类型电源协同运行系统，基于权利要求1～7任一所述的极端天气下含差异化切负荷的预防调度方法，其特征在于：包括，
9.一种计算机设备，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，其特征在于：所述处理器执行所述计算机程序时实现权利要求1～7任一所述的极端天气下含差异化切负荷的预防调度方法的步骤。
10.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于：所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求1～7任一所述的极端天气下含差异化切负荷的预防调度方法的步骤。
