隨著電力系統(tǒng)的發(fā)展,電源、電網(wǎng)、負(fù)荷各環(huán)節(jié)的不確定性越來(lái)越明顯。不確定性使得電力系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)難以準(zhǔn)確評(píng)估和預(yù)測(cè),從而對(duì)電力系統(tǒng)的運(yùn)行控制造成巨大的影響。不確定因素的增加使電力系統(tǒng)的等值模型無(wú)法準(zhǔn)確建立,這成為無(wú)功電壓控制的一大挑戰(zhàn)。論文針對(duì)電力系統(tǒng)在電源、電網(wǎng)、負(fù)荷三個(gè)環(huán)節(jié)的不確定性所造成的模型誤差,開展無(wú)功優(yōu)化調(diào)度問題的理論和應(yīng)用研究,具體工作如下:(1)針對(duì)現(xiàn)有無(wú)功優(yōu)化調(diào)度中的研究空白,提出了考慮線路參數(shù)不確定性的無(wú)功優(yōu)化調(diào)度方法。采用不確定集刻畫線路參數(shù)的不確定性,基于魯棒優(yōu)化理論提出魯棒無(wú)功優(yōu)化調(diào)度模型;為評(píng)估所提無(wú)功優(yōu)化調(diào)度方法的性能,提出了魯棒性指標(biāo)、優(yōu)化性指標(biāo)以及綜合指標(biāo);利用主從問題框架求解所提的魯棒無(wú)功優(yōu)化調(diào)度模型和魯棒性指標(biāo)。案例分析表明,所提的無(wú)功優(yōu)化調(diào)度方法避免了線路參數(shù)不準(zhǔn)確導(dǎo)致的優(yōu)化方案不可行的問題,所提的指標(biāo)可以對(duì)無(wú)功優(yōu)化調(diào)度方法的性能進(jìn)行有效的評(píng)估。(2)針對(duì)魯棒優(yōu)化方法的保守性,提出了改進(jìn)魯棒無(wú)功優(yōu)化調(diào)度方法。首先,提出了不等式約束的增量形式,并分析了該增量形式減小保守性的機(jī)理;基于此,在約束條件的生成過程中,引入反饋-修正環(huán)節(jié),將過于嚴(yán)格的約束替換成增量形式,從而建立了帶反饋-修正環(huán)節(jié)的魯棒無(wú)功優(yōu)化調(diào)度模型。所提方法兼顧了魯棒性和優(yōu)化性,在不影響無(wú)功電壓控制的安全性的前提下,改善了魯棒優(yōu)化的可行域,提高了魯棒優(yōu)化的效果。(3)考慮電力系統(tǒng)中不同特征的不確定因素,提出了考慮多類型不確定因素的擴(kuò)展隨機(jī)魯棒無(wú)功優(yōu)化調(diào)度方法。根據(jù)不確定因素的時(shí)變和時(shí)不變特性以及是否具備概率分布信息的條件,將不確定因素劃分為四類;融合現(xiàn)有的不確定因素的處理方法以及本文所提的反饋-修正方法,提出了擴(kuò)展隨機(jī)魯棒無(wú)功優(yōu)化模型,并給出求解方法。所提方法充分利用了各類不確定因素的特性,可以在同一模型中有效地處理多類型不確定因素,保證在不同運(yùn)行方式下均具有最好的控制效果。(4)針對(duì)全局無(wú)功優(yōu)化計(jì)算的困難和不足,從新的角度提出了無(wú)功電壓松弛趨優(yōu)控制理論和技術(shù)手段。在控制理論方面,提出了無(wú)功電壓松弛趨優(yōu)控制的多維架構(gòu)、控制目標(biāo)和觸發(fā)機(jī)制;在技術(shù)手段方面,提出了解耦優(yōu)化、松弛控制和動(dòng)態(tài)平移。所提理論和手段有效避免了全局無(wú)功優(yōu)化計(jì)算的困難和不足,大大提高了無(wú)功優(yōu)化調(diào)度的實(shí)用性。(5)針對(duì)不同變電站的無(wú)功補(bǔ)償以及發(fā)電廠與變電站的無(wú)功電壓控制,提出了松弛趨優(yōu)控制的協(xié)調(diào)方法。通過分組方法和關(guān)口無(wú)功優(yōu)化區(qū)間移動(dòng)方法,對(duì)不同變電站之間的無(wú)功補(bǔ)償進(jìn)行協(xié)調(diào)控制,并采用施密特觸發(fā)器傳輸特性防止調(diào)節(jié)振蕩;采用分層-分布式框架,分別調(diào)節(jié)發(fā)電廠的電壓和變電站的無(wú)功補(bǔ)償。所提方法實(shí)現(xiàn)了無(wú)功資源的相互配合。論文研究成果對(duì)于解決電力系統(tǒng)的模型誤差帶來(lái)的無(wú)功電壓控制問題,具有良好的理論價(jià)值和實(shí)用價(jià)值。論文的結(jié)論也適用于解決電網(wǎng)全局無(wú)功優(yōu)化計(jì)算的困難。本論文工作得到了國(guó)家自然科學(xué)基金(51377060)的支持。
【學(xué)位單位】：華南理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類】：TM732

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