電力系統(tǒng)恢復(fù)過(guò)程中的有功無(wú)功優(yōu)化控制研究.pdf

1、智能電網(wǎng)、自愈電網(wǎng)、彈性電網(wǎng)等概念的相繼提出推動(dòng)著現(xiàn)代電力系統(tǒng)進(jìn)一步向互動(dòng)、自愈、高安全性與高可靠性發(fā)展，大停電后的系統(tǒng)恢復(fù)控制也越來(lái)越受到重視。隨著特高壓交直流混聯(lián)輸電系統(tǒng)的建設(shè)以及高比例可再生能源的接入，日益復(fù)雜的電網(wǎng)形態(tài)和不斷提升的電壓等級(jí)給電力系統(tǒng)恢復(fù)控制帶來(lái)了新的挑戰(zhàn)。電能消費(fèi)占終端能源消費(fèi)的比例日漸增加，大停電事故對(duì)社會(huì)造成的影響越來(lái)越深刻，合理可行的有功無(wú)功優(yōu)化控制方案是實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)安全快速恢復(fù)的基礎(chǔ)。本文在學(xué)習(xí)和借鑒已有研究

2、工作的基礎(chǔ)上，沿著從網(wǎng)架重構(gòu)前期到網(wǎng)架重構(gòu)后期的時(shí)序線索，針對(duì)不同階段的核心問(wèn)題，對(duì)系統(tǒng)恢復(fù)過(guò)程中的有功無(wú)功優(yōu)化控制問(wèn)題進(jìn)行了深入研究。整個(gè)研究包括網(wǎng)架重構(gòu)前期的持續(xù)工頻過(guò)電壓優(yōu)化控制、網(wǎng)架重構(gòu)后期的負(fù)荷優(yōu)化選擇以及網(wǎng)架重構(gòu)后期的機(jī)組出力優(yōu)化控制問(wèn)題，涉及策略分析、模型構(gòu)建、算法求解等多個(gè)方面的內(nèi)容。
　　論文的主要研究工作和創(chuàng)新成果如下:
　　(1)針對(duì)當(dāng)前持續(xù)工頻過(guò)電壓控制靜態(tài)優(yōu)化方法的局限，以恢復(fù)序列為優(yōu)化周期，以線路

3、投運(yùn)為分段標(biāo)志，建立了網(wǎng)架重構(gòu)前期的動(dòng)態(tài)多目標(biāo)工頻過(guò)電壓優(yōu)化控制模型，實(shí)現(xiàn)一個(gè)恢復(fù)周期內(nèi)的全過(guò)程優(yōu)化。根據(jù)恢復(fù)過(guò)程需要，結(jié)合系統(tǒng)恢復(fù)方案，定義了恢復(fù)過(guò)程中的工頻過(guò)電壓優(yōu)化控制的目標(biāo)函數(shù)，綜合考慮恢復(fù)序列的操作風(fēng)險(xiǎn)、電壓控制方案的操作時(shí)間以及系統(tǒng)的電壓偏差對(duì)電壓控制方案的影響。利用改進(jìn)的強(qiáng)度Pareto進(jìn)化算法(Improved strength Pareto evolutionaryalgorithm，SPEA2)求解模型的Pareto

4、最優(yōu)解，并采用字典序法選擇出適應(yīng)不同恢復(fù)場(chǎng)景的最優(yōu)方案。最后采用山東電網(wǎng)實(shí)際算例分析對(duì)比了不同恢復(fù)場(chǎng)景下的電壓控制方案，驗(yàn)證了本文所提模型的有效性。
　　(2)針對(duì)不確定條件下的負(fù)荷恢復(fù)問(wèn)題，采用梯形模糊參數(shù)表示待恢復(fù)節(jié)點(diǎn)的負(fù)荷接入量，將確定性的有功功率平衡和頻率約束轉(zhuǎn)化為模糊參數(shù)下的機(jī)會(huì)約束，綜合考慮負(fù)荷恢復(fù)效益和負(fù)荷過(guò)載風(fēng)險(xiǎn)對(duì)負(fù)荷優(yōu)選的影響，建立了網(wǎng)架重構(gòu)后期的負(fù)荷優(yōu)化選擇模型。在計(jì)算負(fù)荷權(quán)重時(shí)，引入模糊熵量化負(fù)荷的不確定性，

5、將負(fù)荷重要度和不確定度納入負(fù)荷評(píng)價(jià)指標(biāo)。最后采用模糊機(jī)會(huì)約束的清晰等價(jià)類(lèi)將負(fù)荷恢復(fù)的不確定模型轉(zhuǎn)化為確定性的0-1規(guī)劃模型，該模型可以借助成熟的混合整數(shù)規(guī)劃方法求解。仿真算例表明本文所提模型能夠平衡恢復(fù)過(guò)程中的負(fù)荷恢復(fù)效益和負(fù)荷過(guò)載風(fēng)險(xiǎn)，得到的決策方案對(duì)負(fù)荷的模糊不確定性具有更好的適應(yīng)性。
　　(3)針對(duì)面向模糊負(fù)荷的機(jī)組出力匹配問(wèn)題，以機(jī)組有功功率調(diào)整時(shí)間最短為目標(biāo)函數(shù)，兼顧無(wú)功功率平衡和電壓約束，同時(shí)引入正負(fù)旋轉(zhuǎn)備用模糊機(jī)會(huì)約

6、束應(yīng)對(duì)負(fù)荷預(yù)測(cè)誤差對(duì)恢復(fù)進(jìn)程帶來(lái)的影響，建立了網(wǎng)架重構(gòu)后期的機(jī)組出力優(yōu)化模型，為系統(tǒng)恢復(fù)提供合理的系統(tǒng)運(yùn)行方式。在對(duì)模型進(jìn)行求解時(shí)，將模糊機(jī)會(huì)約束轉(zhuǎn)化為其清晰等價(jià)類(lèi)，并對(duì)清晰等價(jià)類(lèi)進(jìn)行了線性化處理。針對(duì)潮流方程的非線性問(wèn)題，分別采用基于直流潮流和近似線性化潮流(Linear programmingapproximation of AC power flows，LPAC)方法將系統(tǒng)有功和無(wú)功功率平衡約束進(jìn)行近似線性化處理，將機(jī)組出力優(yōu)化問(wèn)