本文關鍵詞：電力系統(tǒng)恢復過程中的有功無功優(yōu)化控制研究

  更多相關文章： 電力系統(tǒng)恢復 工頻過電壓控制 負荷恢復優(yōu)化 機組出力優(yōu)化 多目標優(yōu)化 模糊機會約束規(guī)劃

【摘要】：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)的建設以及高比例可再生能源的接入,日益復雜的電網(wǎng)形態(tài)和不斷提升的電壓等級給電力系統(tǒng)恢復控制帶來了新的挑戰(zhàn)。電能消費占終端能源消費的比例日漸增加,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)安全快速恢復的基礎。本文在學習和借鑒已有研究工作的基礎上,沿著從網(wǎng)架重構前期到網(wǎng)架重構后期的時序線索,針對不同階段的核心問題,對系統(tǒng)恢復過程中的有功無功優(yōu)化控制問題進行了深入研究。整個研究包括網(wǎng)架重構前期的持續(xù)工頻過電壓優(yōu)化控制、網(wǎng)架重構后期的負荷優(yōu)化選擇以及網(wǎng)架重構后期的機組出力優(yōu)化控制問題,涉及策略分析、模型構建、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,以恢復序列為優(yōu)化周期,以線路投運為分段標志,建立了網(wǎng)架重構前期的動態(tài)多目標工頻過電壓優(yōu)化控制模型,實現(xiàn)一個恢復周期內(nèi)的全過程優(yōu)化。根據(jù)恢復過程需要,結合系統(tǒng)恢復方案,定義了恢復過程中的工頻過電壓優(yōu)化控制的目標函數(shù),綜合考慮恢復序列的操作風險、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。利用改進的強度Pareto進化算法(Improved strength Pareto evolutionary algorithm, SPEA2)求解模型的Pareto最優(yōu)解,并采用字典序法選擇出適應不同恢復場景的最優(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荷恢復問題,采用梯形模糊參數(shù)表示待恢復節(jié)點的負荷接入量,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)下的機會約束,綜合考慮負荷恢復效益和負荷過載風險對負荷優(yōu)選的影響,建立了網(wǎng)架重構后期的負荷優(yōu)化選擇模型。在計算負荷權重時,引入模糊熵量化負荷的不確定性,將負荷重要度和不確定度納入負荷評價指標。最后采用模糊機會約束的清晰等價類將負荷恢復的不確定模型轉(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過程中的負荷恢復效益和負荷過載風險,得到的決策方案對負荷的模糊不確定性具有更好的適應性。(3)針對面向模糊負荷的機組出力匹配問題,以機組有功功率調(diào)整時間最短為目標函數(shù),兼顧無功功率平衡和電壓約束,同時引入正負旋轉(zhuǎn)備用模糊機會約束應對負荷預測誤差對恢復進程帶來的影響,建立了網(wǎng)架重構后期的機組出力優(yōu)化模型,為系統(tǒng)恢復提供合理的系統(tǒng)運行方式。在對模型進行求解時,將模糊機會約束轉(zhuǎn)化為其清晰等價類,并對清晰等價類進行了線性化處理。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 programming approximation of AC power flows, LPAC)方法將系統(tǒng)有功和無功功率平衡約束進行近似線性化處理,將機組出力優(yōu)化問題轉(zhuǎn)化為混合整數(shù)線性規(guī)劃問題。最后采用IEE30節(jié)點算例驗證了本文所提機組出力優(yōu)化控制模型的有效性以及求解算法的精確性。
【關鍵詞】：電力系統(tǒng)恢復 工頻過電壓控制 負荷恢復優(yōu)化 機組出力優(yōu)化 多目標優(yōu)化 模糊機會約束規(guī)劃
【學位授予單位】：山東大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TM761
【目錄】：

• 摘要8-10
• ABSTRACT10-12
• 第1章 緒論12-24
• 1.1 選題背景與意義12-14
• 1.2 電力系統(tǒng)恢復的研究現(xiàn)狀14-22
• 1.2.1 電力系統(tǒng)恢復的基本概念14-15
• 1.2.2 電力系統(tǒng)恢復的階段劃分15-16
• 1.2.3 電力系統(tǒng)恢復的優(yōu)化決策16-19
• 1.2.4 系統(tǒng)恢復過程的優(yōu)化控制19-22
• 1.3 本文的主要研究工作22-24
• 第2章 網(wǎng)架重構前期的持續(xù)工頻過電壓動態(tài)優(yōu)化控制24-40
• 2.1 引言24-25
• 2.2 動態(tài)多目標工頻過電壓控制模型25-31
• 2.2.1 目標函數(shù)26-30
• 2.2.2 約束條件30-31
• 2.3 工頻過電壓控制模型求解31-35
• 2.3.1 應用SPEA2求解Pareto前沿31-33
• 2.3.2 基于字典序法的最優(yōu)方案選擇33
• 2.3.3 工頻過電壓模型求解流程33-35
• 2.4 算例仿真35-38
• 2.5 本章小結38-40
• 第3章 基于模糊機會約束規(guī)劃的網(wǎng)架重構后期負荷優(yōu)化選擇40-56
• 3.1 引言40-41
• 3.2 模糊機會約束規(guī)劃數(shù)學模型41-42
• 3.3 基于模糊機會約束規(guī)劃的負荷優(yōu)選42-47
• 3.3.1 負荷優(yōu)選的確定性模型42-43
• 3.3.2 機會約束下的負荷初選43-47
• 3.3.3 含模糊負荷的潮流校驗47
• 3.4 模糊參數(shù)下的負荷權重計算47-49
• 3.5 負荷優(yōu)選模型求解49-51
• 3.6 算例仿真51-54
• 3.7 本章小結54-56
• 第4章 計及負荷不確定性的網(wǎng)架重構后期機組出力優(yōu)化控制56-70
• 4.1 引言56-57
• 4.2 負荷的模糊建模57
• 4.3 機組出力優(yōu)化控制模型57-60
• 4.3.1 目標函數(shù)57-58
• 4.3.2 約束條件58-60
• 4.4 機組出力優(yōu)化控制模型求解60-65
• 4.4.1 模糊機會約束的線性化60-62
• 4.4.2 潮流方程的近似線性化62-65
• 4.5 算例仿真65-69
• 4.6 本章小結69-70
• 第5章 結論與展望70-72
• 參考文獻72-82
• 致謝82-84
• 作者在攻讀碩士學位期間的研究成果84-85
• 學位論文評閱及答辯情況表85

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