本技术涉及电力系统，尤其涉及异步分区电网多直流输电线路功率优化方法和装置。
背景技术：
1、新型电力系统背景下，不确定性、强随机性的新能源占比越来越高。由于目前能源供给中心与消费中心呈逆向分布态势，大规模跨省、跨区电力传输成为解决目前电能供需结构性矛盾的重要手段。为适应目前大范围的能源资源优化配置，具有远距离、大容量输送能力及隔绝交流故障特性的直流输电线路成为必然选择。随着目前电网规模的不断扩张，新型电力系统稳定性将受到严峻挑战，采用异步分区的构网模式将能够有效地提升系统的安全稳定运行能力。
2、大电网“异步分区、柔性互联”的构网模式，以潮流双向可控的柔性直流互联替代同步互联，既可将大型同步电网高度复杂的稳定问题分区解耦，缩小影响范围、提升稳定支撑能力；又能通过双向潮流灵活调控，保留同步大电网的规模优势；还可形成跨区直流互联网络，依托各分区电网的支撑性电源和灵活性系统资源，进一步提高资源优化配置能力和系统的安全稳定水平。
3、文献“以直流联络线运行方式优化提升新能源消纳能力的新模式”首次提出采用多虚拟发电机作为直流联络线的功率模型，并以此提高风电消纳能力。文献“直流跨区互联电网发输电计划模型与方法”采用阶梯化约束构建直流联络线功率模型。文献“security-constrained unit commitment with ac/dc transmission systems”精细化考虑直流线路功率模型，通过电压和无功描述换流站模型。“一种考虑源网荷约束的直流电网送受端联合调峰优化方法”(专利号zl201910605645.0)通过网络约束构建单一直流线路的优化模型，可以更好优化直流线路的功率计划。“计及无功设备动作次数的跨区直流联络线功率优化方法”(专利号zl201910418483.x)考虑无功进行直流联络线建模，采用benders分解法将问题化为直流联络线功率优化的主问题和安全运行子问题。
技术实现思路
1、本技术旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。
2、为此，本技术的第一个目的在于提出一种异步分区电网多直流输电线路功率优化方法，解决了现有方法分对异步分区电网的优化调度不够灵活的技术问题，实现了分区电网直流异步互联后的日前优化调度。
3、本技术的第二个目的在于提出一种异步分区电网多直流输电线路功率优化装置。
4、为达上述目的，本技术第一方面实施例提出了一种异步分区电网多直流输电线路功率优化方法，包括：获取电力网络数据，其中，电力网络数据包括电网参数数据和异步分区数据；基于电力网络数据构建异步分区电网模型，其中，模型包括电网的运行目标和运行约束；基于电力网络数据通过多虚拟发电机的方式构建直流输电线路离散功率模型，其中，直流输电线路离散功率模型的决策变量包括虚拟发电机容量；基于电力网络数据确定区间联络线约束模型，其中，区间联络线约束模型用于约束直流输电线路的调度；基于运行约束、直流输电线路离散功率模型、区间联络线约束模型和电网的运行目标进行求解，得到优化后的直流输电线路线路功率值。
5、本技术实施例的异步分区电网多直流输电线路功率优化方法，通过采用多虚拟发电机作为直流联络线功率模型，并考虑多直流线路之间的协同优化和约束，同时将虚拟发电机容量约束纳入决策变量，进一步优化直流联络线功率，使得在保持分区功率传输阶梯化的前提下，有效提升直流联络线的灵活度。
6、可选地，在本技术的一个实施例中，运行目标表示为：
7、
8、其中，为发电机成本函数，表示发电机启停成本函数，w(∈)表示弃风成本函数，pi，t表示节点i处发电机第t时段的出力，βi，t、γi，t分别表示发电机i在t时段是否为开机或关机过程。
9、可选地，在本技术的一个实施例中，发电成本函数表示为：
10、
11、其中，pi，t表示节点i处发电机第t时段的出力，ai、bi、ci表示发电成本系数；
12、发电机启停成本函数表示为：
13、
14、其中，βg，t、γg，t分别表示发电机g在t时段是否为开机或关机过程，表示发电机启动成本，表示发电机停机成本；
15、弃风成本函数表示为：
16、
17、其中，表示弃风成本系数，表示风电预测值，为风电机组实际出力，∈则为弃风量。
18、可选地，在本技术的一个实施例中，运行约束包括功率平衡约束、每区域内功率平衡约束、潮流约束、弃风约束、机组爬坡约束、发电机出力上下限约束、开停机变量之间的约束、连续开停机时间约束。
19、可选地，在本技术的一个实施例中，功率平衡约束表示为：
20、
21、其中，di，t为t时段节点i的负荷量，i为节点集中的元素；pi，t为t时段节点i的发电量，i为有发电机的节点集中的元素；
22、每区域内功率平衡约束表示为：
23、
24、其中，pj，t为t时段节点j的发电量，j为区域k内有发电机的节点集中的元素，dj，t为t时段节点j的负荷量，j为区域k内的节点集中的元素，为t时段节点j的直流线路的流出量，j为区域k内有直流线路连接的节点集
25、潮流约束为交流网络的运行约束，潮流约束表示为：
26、
27、其中，为潮流上下界约束向量，g为功率转移分布因子，g表示为：
28、
29、其中，g1，g2，...，gn表示每个交流子网络的ptdf矩阵；
30、是由组成的n维列向量，n为节点个数，表示为：
31、
32、dt是由di，t组成的n维列向量，n为节点个数；
33、是由表示与hvdc相连的节点的直流输电补偿量，表示为：
34、
35、其中，pk，tdc表示直流线路k在时刻t的传输功率；
36、弃风约束表示为：
37、
38、其中，表示风电预测值，为风电机组实际出力，∈则为弃风量。
39、可选地，在本技术的一个实施例中，机组爬坡约束表示为：
40、
41、
42、其中，和分别为节点i处机组的向上、向下爬坡速率，αi，t表示发电机g在t时段的启停状态，与分别表示节点i处发电机的最小和最大出力；
43、发电机出力上下限约束表示为：
44、
45、其中，分别表示节点i处t时刻发电机的最小和最大出力；
46、开停机变量之间的约束表示为：
47、αi，t-αi，t-1≤βi，t≤1
48、αi，t-1-αi，t≤γi，t≤1
49、连续开停机时间约束表示为：
50、
51、
52、其中，与分别表示最小连续开机、停机时间。
53、可选地，在本技术的一个实施例中，直流输电线路离散功率模型包括直流输电线路模型和直流输电线路约束，直流输电线路约束包括直流线路的虚拟发电机的连续开停机约束，直流输电线路模型表示为：
54、
55、
56、其中，表示直流线路dc的虚拟发电机，表示虚拟发电机是否开启，和表示每台虚拟发电机的容量限制；
57、连续开停机约束表示为：
58、
59、
60、其中，表示最快开机小时数，表示第j台用于直流线路功率控制的虚拟发电机在t+m时刻的启停状态，表示第j台虚拟发电机t时刻是否为开机过程，tend表示算例最大小时数，表示最快停机小时数，表示第j台虚拟发电机t时刻是否为停机过程。
61、可选地，在本技术的一个实施例中，区间联络线约束模型包括日内跨区总传输电量约束，最小出力约束和特定时段跨区传输电量约束，其中，
62、日内跨区总传输电量约束表示为：
63、
64、其中，pidc，d表示日内该dc线路的传输目标电量；
65、最小出力约束表示为：
66、
67、其中，为t时段节点i的直流线路的流出量；
68、特定时段跨区传输电量约束表示为：
69、
70、其中，表示某一时段内两区域之间所有直流线路的总传输目标电量。
71、可选地，在本技术的一个实施例中，基于运行约束、直流输电线路离散功率模型、区间联络线约束模型和电网的运行目标进行求解，得到优化后的直流输电线路功率值，包括：构建安全约束机组组合模型milp问题，分析模型可行性以及维度，并进行求解，提取作为决策变量的直流输电线路功率值。
72、为达上述目的，本发明第二方面实施例提出了一种异步分区电网多直流输电线路功率优化装置，包括数据获取模块、第一模型构建模块、第二模型构建模块、第三模型构建模块、求解模块，其中，
73、数据获取模块，用于获取电力网络数据，其中，电力网络数据包括电网参数数据和异步分区数据；
74、第一模型构建模块，用于基于电力网络数据构建异步分区电网模型，其中，模型包括电网的运行目标和运行约束；
75、第二模型构建模块，用于基于电力网络数据通过多虚拟发电机的方式构建直流输电线路离散功率模型，其中，直流输电线路离散功率模型的决策变量包括虚拟发电机容量；
76、第三模型构建模块，用于基于电力网络数据确定区间联络线约束模型，其中，区间联络线约束模型用于约束直流输电线路的调度；
77、求解模块，用于基于运行约束、直流输电线路离散功率模型、区间联络线约束模型和电网的运行目标进行求解，得到优化后的直流输电线路线路功率值。
78、本技术附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本技术的实践了解到。
1.一种异步分区电网多直流输电线路功率优化方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述运行目标表示为：
3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述发电成本函数表示为：
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述运行约束包括功率平衡约束、每区域内功率平衡约束、潮流约束、弃风约束、机组爬坡约束、发电机出力上下限约束、开停机变量之间的约束、连续开停机时间约束。
5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述功率平衡约束表示为：
6.如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述机组爬坡约束表示为：
7.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述直流输电线路离散功率模型包括直流输电线路模型和直流输电线路约束，所述直流输电线路约束包括直流线路的虚拟发电机的连续开停机约束，所述直流输电线路模型表示为：
8.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述区间联络线约束模型包括日内跨区总传输电量约束，最小出力约束和特定时段跨区传输电量约束，其中，
9.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于所述运行约束、所述直流输电线路离散功率模型、所述区间联络线约束模型和电网的运行目标进行求解，得到优化后的直流输电线路功率值，包括：构建安全约束机组组合模型milp问题，分析模型可行性以及维度，并进行求解，提取作为决策变量的直流输电线路功率值。
10.一种异步分区电网多直流输电线路功率优化装置，其特征在于，包括数据获取模块、第一模型构建模块、第二模型构建模块、第三模型构建模块、求解模块，其中，
