電力系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定控制優(yōu)化算法研究.pdf

1、暫態(tài)穩(wěn)定緊急控制和預(yù)防控制是電力系統(tǒng)穩(wěn)定控制的兩個(gè)主要手段，是電力系統(tǒng)安全運(yùn)行的重要防線。預(yù)防控制通過制定穩(wěn)態(tài)運(yùn)行點(diǎn)，保證系統(tǒng)在該運(yùn)行點(diǎn)下發(fā)生常見預(yù)想故障時(shí)能保持暫態(tài)穩(wěn)定，而緊急控制通過在系統(tǒng)發(fā)生嚴(yán)重故障時(shí)制定相應(yīng)的控制策略，使系統(tǒng)保持暫態(tài)穩(wěn)定。兩者從兩個(gè)不同的側(cè)面提高電力系統(tǒng)的暫態(tài)穩(wěn)定，具有很強(qiáng)的互補(bǔ)性。同時(shí)，兩者的實(shí)時(shí)性要求較高，在面對(duì)規(guī)模巨大、模型復(fù)雜的電力系統(tǒng)時(shí)，必須引入高效的算法。
　　 本文從緊急控制和預(yù)防控制兩個(gè)方

2、面，對(duì)電力系統(tǒng)的穩(wěn)定控制優(yōu)化算法進(jìn)行了更深入的研究，其主要研究工作如下：
　　 (1)針對(duì)最優(yōu)切機(jī)切負(fù)荷問題，本文在已有文獻(xiàn)的基礎(chǔ)上提出了一種基于約束轉(zhuǎn)化的內(nèi)點(diǎn)算法。文中的暫態(tài)穩(wěn)定判據(jù)采用每個(gè)時(shí)刻各發(fā)電機(jī)功角與中心慣量差值不超過最大允許偏差，即暫態(tài)穩(wěn)定采用過程約束，充分保證系統(tǒng)的暫態(tài)穩(wěn)定性，并推導(dǎo)了采用過程約束時(shí)暫態(tài)穩(wěn)定約束梯度的計(jì)算公式；然后采用預(yù)測(cè)校正原對(duì)偶內(nèi)點(diǎn)算法求解轉(zhuǎn)化后的最優(yōu)切機(jī)切負(fù)荷問題。
　　 (2)針對(duì)一

3、般數(shù)值優(yōu)化算法存在收斂性問題，且難以應(yīng)對(duì)電力系統(tǒng)復(fù)雜模型的計(jì)算，本文提出了一種最優(yōu)切負(fù)荷問題的并行模式搜索算法。該方法是一種無梯度優(yōu)化方法，可以避免在復(fù)雜模型下暫態(tài)穩(wěn)定約束的梯度計(jì)算困難的問題，算法實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)便，基本沒有收斂性問題。對(duì)于要反復(fù)進(jìn)行的暫態(tài)穩(wěn)定計(jì)算，調(diào)用PSS/E進(jìn)行動(dòng)態(tài)仿真，實(shí)現(xiàn)了優(yōu)化算法與現(xiàn)有成熟商業(yè)軟件的結(jié)合，提高了仿真模型及方法的靈活性，增加了結(jié)果的可信度。同時(shí)，設(shè)計(jì)了一個(gè)合理的并行搜索框架，提高了搜索的效率。
　

4、　 (3)提出了一種基于約束轉(zhuǎn)化的TSCOPF內(nèi)點(diǎn)算法。采用約束轉(zhuǎn)化技術(shù)，將TSCOPF問題中的DAE轉(zhuǎn)化成一個(gè)暫態(tài)穩(wěn)定約束，并推導(dǎo)了暫態(tài)穩(wěn)定約束的梯度計(jì)算公式。在轉(zhuǎn)化過程中，潮流方程仍保留在優(yōu)化問題中，避免了迭代過程中出現(xiàn)潮流不可解的問題。暫態(tài)穩(wěn)定約束的Hessian矩陣采用BFGS近似，并在近似過程中考慮其稀疏特性，加快計(jì)算速度，而穩(wěn)態(tài)約束采用精確Hessian矩陣，提高算法收斂性。對(duì)于多預(yù)想故障TSCOPF問題，采用一個(gè)總的暫態(tài)