有功、無功預測及優(yōu)化理論研究.pdf

1、如今，可耗竭資源日益枯竭，生態(tài)環(huán)境不斷惡化，節(jié)能減排勢在必行。電網(wǎng)如何應對這一形勢顯得十分關鍵。因此，伴隨大規(guī)?？稍偕Y源發(fā)電并網(wǎng)，以及主動負荷的不斷融入，未來電網(wǎng)必然是骨干電網(wǎng)、分布式發(fā)電以及微網(wǎng)共同發(fā)展。
　　 在這一背景下，如何在電網(wǎng)安全運行前提下，充分挖掘調度和控制的主動性，以應對被動性的波動，達到精細化的優(yōu)化決策顯得尤為重要。由此，在前人研究的基礎上，如何提升預測的精度？如何深入研究電壓支撐的規(guī)律？如何在交流潮流環(huán)境下

2、研究機組的啟停問題？對未來電網(wǎng)運行效率的提高有重要的理論意義和現(xiàn)實價值。
　　 對此，本文從電網(wǎng)短期運行優(yōu)化決策角度出發(fā)，將研究焦點放在:電網(wǎng)節(jié)點有功、無功變化規(guī)律的預測，電網(wǎng)自動電壓控制(AVC)中的無功優(yōu)化，以及交流潮流約束下的機組組合等問題的研究上，其主要研究工作和成果如下:
　　 (1)針對當前電網(wǎng)中節(jié)點負荷自身單獨、孤立預測所顯現(xiàn)的弱點，提出了節(jié)點負荷的立體化預測體系與方法，主要包括:電網(wǎng)能量流按層、區(qū)的拓撲結

3、構劃分;在節(jié)點與負荷總量相關性分析的基礎上，選擇電網(wǎng)中各節(jié)點的預測方式;結合相應預測方法實現(xiàn)任一節(jié)點的預測。文中的預測方法分別基于最小二乘支持向量機、卡爾曼濾波以及加權遞推最小二乘等技術。立體化預測方法，實現(xiàn)了節(jié)點負荷自身變化規(guī)律和與負荷總量以及其他節(jié)點的牽制規(guī)律之間的有機結合，對現(xiàn)有的預測方法具有包容性，能夠滿足靈活多變的電網(wǎng)安全分析與決策的需求。
　　 (2)對應三級控制模式，提出在AVC實施中，一定有功模式下，第三級無功優(yōu)

4、化問題的兩階段處理思路，即動態(tài)無功優(yōu)化體現(xiàn)在未來周期（24小時）內考慮連續(xù)量作用的離散量的定位，在此基礎上的僅考慮連續(xù)量決策的超前無功優(yōu)化，從而為二級控制確定有效的基點。針對其中的動態(tài)無功優(yōu)化，由于離散調節(jié)設備動作次數(shù)的限制帶來的時間上的耦合，加之連續(xù)量對其影響，提出了遺傳算法與內點法有機結合的算法。其核心在于:將優(yōu)化過程分為內層和外層的交替處理，在外層，以融入模擬退火思想的改進遺傳算法求解離散變量的最優(yōu)配置，在內層，則采用非線性原對偶

5、內點法求解離散量確定下的連續(xù)優(yōu)化問題，充分發(fā)揮兩種算法各自的優(yōu)勢，實現(xiàn)動態(tài)無功優(yōu)化問題的有效求解。
　　 (3)針對電網(wǎng)電壓、無功特性對機組組合的影響，構建考慮交流潮流約束的機組組合模型，并將發(fā)電機組的安全運行極限引入其中，以計及有功、無功輸出間的耦合。對于該模型依據(jù)Benders分解的基本原理，將其分解為主、子兩層優(yōu)化問題，其中主問題是無網(wǎng)絡約束的機組組合，用以決策機組的啟停及有功輸出，子問題是以節(jié)點電壓約束及支路載流約束所對

6、應的松弛量最小為目標的優(yōu)化潮流問題，用以實現(xiàn)交流潮流網(wǎng)絡約束的校驗。以子問題目標函數(shù)非零判定主問題決策有功方式不可行，并產(chǎn)生Benders割反饋給主問題，通過主、子問題的迭代，實現(xiàn)對原問題的求解。文中還就電壓、無功特性制約機組啟停的機理進行了分析。
　　 (4)提出了計及系統(tǒng)校正再調度能力的安全約束機組組合(SCUC)模型以及求解方法，將機組的啟停狀態(tài)納入到計及預想事件的調度當中，有利于提高電網(wǎng)運行的安全性。文中基于Bender