電力系統(tǒng)恢復(fù)的網(wǎng)架重構(gòu)多目標(biāo)協(xié)調(diào)優(yōu)化.pdf

1、隨著現(xiàn)代社會(huì)對(duì)電力供應(yīng)依賴程度的日益提高，大停電事故帶來的經(jīng)濟(jì)損失和社會(huì)影響越來越嚴(yán)重，因此研究大停電事故后如何實(shí)現(xiàn)電力系統(tǒng)的快速、安全恢復(fù)具有重要意義。網(wǎng)架重構(gòu)階段是大停電后系統(tǒng)恢復(fù)過程中承前啟后的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，該階段恢復(fù)控制的主要任務(wù)是通過恢復(fù)系統(tǒng)中重要的廠站以及部分輸電線路實(shí)現(xiàn)骨干網(wǎng)架的構(gòu)建，并通過輸電網(wǎng)絡(luò)的恢復(fù)調(diào)整提高已恢復(fù)網(wǎng)架的承載能力和系統(tǒng)強(qiáng)度，為網(wǎng)架重構(gòu)之后的負(fù)荷全面恢復(fù)奠定基礎(chǔ)。網(wǎng)架重構(gòu)階段各恢復(fù)主體的協(xié)調(diào)機(jī)制、恢復(fù)方案的優(yōu)

2、化策略以及優(yōu)化方法研究，是制定合理高效的網(wǎng)架重構(gòu)方案、加快系統(tǒng)恢復(fù)進(jìn)程的核心任務(wù)。本文圍繞網(wǎng)架重構(gòu)階段的核心任務(wù)，對(duì)送電路徑優(yōu)化、主力機(jī)組和特級(jí)負(fù)荷協(xié)調(diào)恢復(fù)優(yōu)化、環(huán)網(wǎng)恢復(fù)決策優(yōu)化以及網(wǎng)架重構(gòu)后期的負(fù)荷協(xié)調(diào)恢復(fù)優(yōu)化等問題進(jìn)行了系統(tǒng)深入的研究，針對(duì)不同問題建立了相應(yīng)的協(xié)調(diào)優(yōu)化模型，采用多目標(biāo)優(yōu)化技術(shù)和先進(jìn)的數(shù)學(xué)規(guī)劃方法進(jìn)行了求解。
　　本研究主要內(nèi)容包括：⑴通用的送電路徑方案集搜索和評(píng)價(jià)方法研究。針對(duì)大停電后工況復(fù)雜多變，線路出現(xiàn)故障

3、的可能性較高的實(shí)際情況，按照先確定備選路徑集再排序優(yōu)選的思路開展送電路徑優(yōu)化決策研究。首先，通過對(duì)基于最小費(fèi)用流模型的送電路徑優(yōu)化方法的深入研究，建立了通用的備選路徑集搜索的混合整數(shù)規(guī)劃迭代模型。之后，構(gòu)建了送電路徑評(píng)價(jià)指標(biāo)集，并結(jié)合逼近理想灰關(guān)聯(lián)投影法對(duì)備選路徑集進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)。提出的送電路徑優(yōu)化方法為調(diào)度人員提供了更加全面的決策支持。⑵多目標(biāo)協(xié)調(diào)的網(wǎng)架重構(gòu)分時(shí)段全局優(yōu)化方法研究。將特級(jí)負(fù)荷納入網(wǎng)架重構(gòu)階段的恢復(fù)目標(biāo)，計(jì)及多種約束條件，

4、建立了協(xié)調(diào)機(jī)組、特級(jí)負(fù)荷和網(wǎng)架結(jié)構(gòu)三方面恢復(fù)效果的網(wǎng)架重構(gòu)分時(shí)段全局優(yōu)化模型。通過對(duì)恢復(fù)序列的串并行優(yōu)化模式的分析對(duì)比，提出了分時(shí)段全局優(yōu)化模型的兩步求解策略，即首先優(yōu)化確定時(shí)段數(shù)參考值，再以全局視角對(duì)恢復(fù)方案進(jìn)行優(yōu)化。結(jié)合非支配近鄰免疫算法和變異系數(shù)法對(duì)建立的時(shí)段數(shù)優(yōu)化模型和全局優(yōu)化模型依次求解。提出的優(yōu)化策略克服了“逐步”優(yōu)化模式在協(xié)調(diào)各時(shí)段恢復(fù)決策方面的不足，為實(shí)現(xiàn)分時(shí)段恢復(fù)的全局優(yōu)化提供了新思路。⑶網(wǎng)架重構(gòu)中以消除線路過載為目標(biāo)

5、的環(huán)網(wǎng)恢復(fù)決策優(yōu)化方法研究。針對(duì)網(wǎng)架重構(gòu)階段輸電網(wǎng)絡(luò)尚不完整，在負(fù)荷的陸續(xù)恢復(fù)過程中可能會(huì)出現(xiàn)線路潮流過載的問題，提出了以消除過載為目標(biāo)的環(huán)網(wǎng)恢復(fù)策略，即通過投運(yùn)部分待恢復(fù)線路，建立局部環(huán)狀網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)線路過載的消除。首先建立了直接計(jì)及交流潮流約束條件的混合整數(shù)非線性規(guī)劃模型。進(jìn)一步地，提出了一種分層迭代方法，通過主問題和予問題間的迭代求解，確定滿足合閘角約束的最優(yōu)環(huán)網(wǎng)恢復(fù)方案。提出的環(huán)網(wǎng)恢復(fù)策略可以在消除線路過載的同時(shí)有效增強(qiáng)系統(tǒng)強(qiáng)度和

6、承載能力;提出的分層迭代求解算法具有較高的計(jì)算效率，對(duì)系統(tǒng)恢復(fù)的在線決策具有重要參考價(jià)值。⑷網(wǎng)架重構(gòu)后期負(fù)荷恢復(fù)的多目標(biāo)優(yōu)化方法研究。將網(wǎng)架重構(gòu)恢復(fù)后期的負(fù)荷恢復(fù)過程建模為一系列順序執(zhí)行的恢復(fù)時(shí)段。對(duì)負(fù)荷投入后系統(tǒng)頻率的調(diào)節(jié)過程以及系統(tǒng)運(yùn)行要求進(jìn)行了深入分析，建立了相應(yīng)的約束集。由于恢復(fù)過程需要兼顧恢復(fù)收益和安全裕度，將負(fù)荷恢復(fù)優(yōu)化建模為加權(quán)負(fù)荷量最大化和節(jié)點(diǎn)電壓偏移量最小化的多目標(biāo)優(yōu)化問題。引入規(guī)格化法平面約束法將建立的多目標(biāo)混合整數(shù)