電力系統(tǒng)恢復(fù)過程中的有功無功優(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著現(xiàn)代電力系統(tǒng)進(jìn)一步向互動、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給電力系統(tǒng)恢復(fù)控制帶來了新的挑戰(zhàn)。電能消費(fèi)占終端能源消費(fèi)的比例日漸增加，大停電事故對社會造成的影響越來越深刻，合理可行的有功無功優(yōu)化控制方案是實現(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)后期的時序線索，針對不同階段的核心問題，對系統(tǒng)恢復(fù)過程中的有功無功優(yōu)化控制問題進(jìn)行了深入研究。整個研究包括網(wǎng)架重構(gòu)前期的持續(xù)工頻過電壓優(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)化控制問題，涉及策略分析、模型構(gòu)建、算法求解等多個方面的內(nèi)容。
　　論文的主要研究工作和創(chuàng)新成果如下:
　　(1)針對當(dāng)前持續(xù)工頻過電壓控制靜態(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)前期的動態(tài)多目標(biāo)工頻過電壓優(yōu)化控制模型，實現(xiàn)一個恢復(fù)周期內(nèi)的全過程優(yōu)化。根據(jù)恢復(fù)過程需要，結(jié)合系統(tǒng)恢復(fù)方案，定義了恢復(fù)過程中的工頻過電壓優(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、電壓控制方案的操作時間以及系統(tǒng)的電壓偏差對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)場景的最優(yōu)方案。最后采用山東電網(wǎng)實際算例分析對比了不同恢復(fù)場景下的電壓控制方案，驗證了本文所提模型的有效性。
　　(2)針對不確定條件下的負(fù)荷恢復(fù)問題，采用梯形模糊參數(shù)表示待恢復(fù)節(jié)點的負(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)會約束，綜合考慮負(fù)荷恢復(fù)效益和負(fù)荷過載風(fēng)險對負(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。在計算負(fù)荷權(quán)重時，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)荷評價指標(biāo)。最后采用模糊機(jī)會約束的清晰等價類將負(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)過程中的負(fù)荷恢復(fù)效益和負(fù)荷過載風(fēng)險，得到的決策方案對負(fù)荷的模糊不確定性具有更好的適應(yīng)性。
　　(3)針對面向模糊負(fù)荷的機(jī)組出力匹配問題，以機(jī)組有功功率調(diào)整時間最短為目標(biāo)函數(shù)，兼顧無功功率平衡和電壓約束，同時引入正負(fù)旋轉(zhuǎn)備用模糊機(jī)會約

6、束應(yīng)對負(fù)荷預(yù)測誤差對恢復(fù)進(jìn)程帶來的影響，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。在對模型進(jìn)行求解時，將模糊機(jī)會約束轉(zhuǎn)化為其清晰等價類，并對清晰等價類進(jìn)行了線性化處理。針對潮流方程的非線性問題，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