基于電熱協(xié)調(diào)的電網(wǎng)潮流計算及最優(yōu)潮流研究.pdf

1、輸電線路長期處于戶外惡劣條件下工作，其輸送容量受線路最大運行溫度限制。傳統(tǒng)電力系統(tǒng)分析利用靜態(tài)或動態(tài)熱定值作為載流量計算依據(jù)，無法考慮線路溫度動態(tài)變化過程對電網(wǎng)潮流的影響，限制了線路輸電能力。而電熱協(xié)調(diào)理論以導(dǎo)線電阻為紐帶，將導(dǎo)線熱平衡方程與電網(wǎng)潮流方程耦合計算，直接以線路溫度約束表征輸電能力，從而能有效利用線路溫升的熱慣性過程，深入挖掘線路輸送能力，提高電網(wǎng)運行的經(jīng)濟(jì)性與可靠性，具有重要的理論及工程價值。為此，本文對基于電熱協(xié)調(diào)理論的

2、電網(wǎng)潮流計算與動態(tài)最優(yōu)潮流展開研究。
　　本文首先研究了架空輸電導(dǎo)線在實際運行中的熱交換過程及熱平衡方程，分析了熱平衡方程中各散熱、吸熱項計算模型及其參數(shù)項的簡化計算方法。在此基礎(chǔ)上，討論了輸電線路載流量計算方法，并結(jié)合實例分析了環(huán)境氣象因素中日照強度、環(huán)境溫度、風(fēng)速及風(fēng)向?qū)d流量的影響。上述研究獲得了輸電線路的電熱耦合特性，為后續(xù)研究提供了理論基礎(chǔ)。
　　隨后研究了基于電熱協(xié)調(diào)理論的電網(wǎng)潮流計算模型。結(jié)合電力系統(tǒng)常見的兩種

3、擾動情況（負(fù)荷跳變和線路斷開）進(jìn)行了實例分析。針對負(fù)荷跳變算例，重點研究了歐拉法、改進(jìn)歐拉法及龍格庫塔法等時間離散算法在不同時長下對潮流計算精度造成的影響。結(jié)果表明，時間步長取值為0.5min時，不同算法的計算結(jié)果基本相同且具有較高精度，但隨著時長增加，各算法均出現(xiàn)不同程度的誤差。其中，龍格庫塔法誤差增加最小，而歐拉法誤差增加最大。因此在模型計算中，選擇時長較小時可用采用計算量較小的歐拉法;時長較大時，則可視精度要求和計算規(guī)模選用改進(jìn)歐

4、拉法和龍格庫塔法。該研究結(jié)論可為電熱協(xié)調(diào)潮流計算模型的時間離散算法選擇提供參考依據(jù)。
　　最后，研究了基于電熱協(xié)調(diào)的動態(tài)最優(yōu)潮流模型原理及其求解所需的原對偶內(nèi)點優(yōu)化算法。以系統(tǒng)發(fā)電費用最小為目標(biāo)，結(jié)合實例仿真驗證了電熱協(xié)調(diào)對于電網(wǎng)潮流優(yōu)化控制的優(yōu)勢。在此基礎(chǔ)上，將電熱協(xié)調(diào)理論引入至以電網(wǎng)切負(fù)荷最小為目標(biāo)的最優(yōu)潮流模型中，并對負(fù)荷跳變和線路斷開兩種擾動情況進(jìn)行了算例仿真。結(jié)果表明與傳統(tǒng)模型相比，電熱協(xié)調(diào)模型能夠有效地減少系統(tǒng)切負(fù)荷量