電力系統(tǒng)電壓態(tài)勢(shì)分析與控制的研究.pdf

1、及時(shí)掌握并保持良好的電壓態(tài)勢(shì)對(duì)于電力系統(tǒng)的安全、優(yōu)質(zhì)、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行具有十分重要的意義。本文在如何快速預(yù)警電壓態(tài)勢(shì)、如何優(yōu)化和控制電壓態(tài)勢(shì)等方面開(kāi)展了深入研究，內(nèi)容涉及電壓態(tài)勢(shì)指標(biāo)的快速求取方法、電壓態(tài)勢(shì)預(yù)警等級(jí)的模糊綜合評(píng)判方法、通過(guò)預(yù)調(diào)度周期內(nèi)無(wú)功資源的恰當(dāng)預(yù)留與釋放對(duì)電壓態(tài)勢(shì)進(jìn)行優(yōu)化調(diào)控的方法、基于多Agent的電壓態(tài)勢(shì)綜合調(diào)控系統(tǒng)的構(gòu)建等方面。這些工作對(duì)于及時(shí)掌控和改善電壓態(tài)勢(shì)將發(fā)揮積極的作用。 首先，本文從大型實(shí)際電力系統(tǒng)電

2、壓態(tài)勢(shì)在線實(shí)時(shí)預(yù)警的需要出發(fā)，提出了一種由戴維南等值動(dòng)態(tài)獲得負(fù)荷阻抗步進(jìn)量并進(jìn)而快速求得PVZ曲線的方法。該方法只需在曲線求解過(guò)程之前進(jìn)行一次性的節(jié)點(diǎn)導(dǎo)納矩陣及其因子表的形成運(yùn)算，而隨后的PVZ曲線求解過(guò)程由特定的戴維南等值方式進(jìn)行負(fù)荷阻抗動(dòng)態(tài)步進(jìn)快速完成。PVZ曲線求解過(guò)程結(jié)束前的計(jì)算具有較好的收斂性，且由戴維南等值求取負(fù)荷阻抗步進(jìn)量的計(jì)算量幾乎可以忽略不計(jì)。這些特點(diǎn)使得整個(gè)算法具有了很高的計(jì)算效率，完全能夠滿足在線實(shí)時(shí)分析的時(shí)間要求

3、。同時(shí)，由該方法獲得的曲線點(diǎn)具有分布于PV曲線臨界點(diǎn)兩側(cè)的可能性，這為采用內(nèi)插而非外推的方式逼近臨界功率點(diǎn)提供了可能。事實(shí)上，無(wú)論曲線點(diǎn)如何分布，由該方法求得的最后一些點(diǎn)都會(huì)十分接近真正的臨界功率點(diǎn)，這為最終通過(guò)函數(shù)逼近方式高精度地求得臨界功率點(diǎn)提供了數(shù)學(xué)前提。該方法具有的能夠高精度地快速分析電壓靜態(tài)穩(wěn)定性的性能為論文后續(xù)電壓態(tài)勢(shì)預(yù)警工作快速計(jì)算關(guān)鍵指標(biāo)奠定了基礎(chǔ)。 其次，考慮到電壓態(tài)勢(shì)是由電力系統(tǒng)內(nèi)外多種因素綜合動(dòng)態(tài)作用的結(jié)果

4、，本文選擇兩類指標(biāo)建立電壓態(tài)勢(shì)預(yù)警指標(biāo)集，即從系統(tǒng)當(dāng)前狀態(tài)和未來(lái)一定時(shí)間后的預(yù)估狀態(tài)中選擇特定的電氣量形成物理指標(biāo)、從系統(tǒng)外部選擇特定的氣候量形成環(huán)境指標(biāo)。同時(shí)，考慮到電壓態(tài)勢(shì)預(yù)警等級(jí)與各指標(biāo)之間存在的模糊性，本文在定性劃分電壓態(tài)勢(shì)預(yù)警等級(jí)的基礎(chǔ)上，提出了定量評(píng)估電壓態(tài)勢(shì)預(yù)警等級(jí)的兩層次模糊綜合評(píng)判法。該方法為調(diào)度人員預(yù)知系統(tǒng)電壓態(tài)勢(shì)提供了一種簡(jiǎn)便快速的分析手段，為緊急態(tài)勢(shì)到來(lái)之前采取正確的預(yù)防策略和措施提供了時(shí)間上和心理上的準(zhǔn)備。

5、 然而，僅僅預(yù)知系統(tǒng)的電壓態(tài)勢(shì)還遠(yuǎn)不夠，還需要加強(qiáng)控制系統(tǒng)電壓態(tài)勢(shì)走向的主動(dòng)性，這就要求對(duì)預(yù)調(diào)度時(shí)間級(jí)和在線調(diào)度時(shí)間級(jí)進(jìn)行協(xié)調(diào)使電壓態(tài)勢(shì)得到有效改善。根據(jù)這一要求，本文建立了預(yù)調(diào)度時(shí)間級(jí)與在線調(diào)度時(shí)間級(jí)協(xié)調(diào)的基本框架和數(shù)學(xué)模型，提出了預(yù)調(diào)度周期內(nèi)合理預(yù)留和釋放無(wú)功資源的策略與方法。協(xié)調(diào)基礎(chǔ)上的預(yù)留和釋放有助于改善電壓態(tài)勢(shì)，增強(qiáng)運(yùn)行與調(diào)度人員掌控電壓態(tài)勢(shì)的能力。 由于電力系統(tǒng)運(yùn)行方式存在復(fù)雜性、影響電壓態(tài)勢(shì)的各種因素存在不同性

6、質(zhì)的隨機(jī)性或不確定性，有可能導(dǎo)致基于預(yù)測(cè)或預(yù)估基礎(chǔ)上的電壓態(tài)勢(shì)預(yù)警發(fā)生偏差、電壓態(tài)勢(shì)調(diào)控目標(biāo)出現(xiàn)偏離。這時(shí)就需要相應(yīng)的電壓態(tài)勢(shì)預(yù)警與調(diào)控系統(tǒng)增加自治處理未知擾動(dòng)的能力，而Agent具有包括自治性在內(nèi)的多種優(yōu)良特性，可以在此場(chǎng)合發(fā)揮積極作用。因此，本文最后在提出電壓態(tài)勢(shì)綜合調(diào)控系統(tǒng)構(gòu)建原則的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)了基于多Agent的電壓態(tài)勢(shì)綜合調(diào)控系統(tǒng)框架，分析了該系統(tǒng)的運(yùn)行機(jī)制，并通過(guò)某實(shí)際電力系統(tǒng)緊急工況的場(chǎng)景模擬說(shuō)明了上述綜合系統(tǒng)的作用。構(gòu)建