電力系統(tǒng)恢復的網(wǎng)架重構多目標協(xié)調優(yōu)化.pdf

1、隨著現(xiàn)代社會對電力供應依賴程度的日益提高，大停電事故帶來的經(jīng)濟損失和社會影響越來越嚴重，因此研究大停電事故后如何實現(xiàn)電力系統(tǒng)的快速、安全恢復具有重要意義。網(wǎng)架重構階段是大停電后系統(tǒng)恢復過程中承前啟后的關鍵環(huán)節(jié)，該階段恢復控制的主要任務是通過恢復系統(tǒng)中重要的廠站以及部分輸電線路實現(xiàn)骨干網(wǎng)架的構建，并通過輸電網(wǎng)絡的恢復調整提高已恢復網(wǎng)架的承載能力和系統(tǒng)強度，為網(wǎng)架重構之后的負荷全面恢復奠定基礎。網(wǎng)架重構階段各恢復主體的協(xié)調機制、恢復方案的優(yōu)

2、化策略以及優(yōu)化方法研究，是制定合理高效的網(wǎng)架重構方案、加快系統(tǒng)恢復進程的核心任務。本文圍繞網(wǎng)架重構階段的核心任務，對送電路徑優(yōu)化、主力機組和特級負荷協(xié)調恢復優(yōu)化、環(huán)網(wǎng)恢復決策優(yōu)化以及網(wǎng)架重構后期的負荷協(xié)調恢復優(yōu)化等問題進行了系統(tǒng)深入的研究，針對不同問題建立了相應的協(xié)調優(yōu)化模型，采用多目標優(yōu)化技術和先進的數(shù)學規(guī)劃方法進行了求解。
　　本研究主要內容包括：⑴通用的送電路徑方案集搜索和評價方法研究。針對大停電后工況復雜多變，線路出現(xiàn)故障

3、的可能性較高的實際情況，按照先確定備選路徑集再排序優(yōu)選的思路開展送電路徑優(yōu)化決策研究。首先，通過對基于最小費用流模型的送電路徑優(yōu)化方法的深入研究，建立了通用的備選路徑集搜索的混合整數(shù)規(guī)劃迭代模型。之后，構建了送電路徑評價指標集，并結合逼近理想灰關聯(lián)投影法對備選路徑集進行綜合評價。提出的送電路徑優(yōu)化方法為調度人員提供了更加全面的決策支持。⑵多目標協(xié)調的網(wǎng)架重構分時段全局優(yōu)化方法研究。將特級負荷納入網(wǎng)架重構階段的恢復目標，計及多種約束條件，

4、建立了協(xié)調機組、特級負荷和網(wǎng)架結構三方面恢復效果的網(wǎng)架重構分時段全局優(yōu)化模型。通過對恢復序列的串并行優(yōu)化模式的分析對比，提出了分時段全局優(yōu)化模型的兩步求解策略，即首先優(yōu)化確定時段數(shù)參考值，再以全局視角對恢復方案進行優(yōu)化。結合非支配近鄰免疫算法和變異系數(shù)法對建立的時段數(shù)優(yōu)化模型和全局優(yōu)化模型依次求解。提出的優(yōu)化策略克服了“逐步”優(yōu)化模式在協(xié)調各時段恢復決策方面的不足，為實現(xiàn)分時段恢復的全局優(yōu)化提供了新思路。⑶網(wǎng)架重構中以消除線路過載為目標

5、的環(huán)網(wǎng)恢復決策優(yōu)化方法研究。針對網(wǎng)架重構階段輸電網(wǎng)絡尚不完整，在負荷的陸續(xù)恢復過程中可能會出現(xiàn)線路潮流過載的問題，提出了以消除過載為目標的環(huán)網(wǎng)恢復策略，即通過投運部分待恢復線路，建立局部環(huán)狀網(wǎng)絡，實現(xiàn)線路過載的消除。首先建立了直接計及交流潮流約束條件的混合整數(shù)非線性規(guī)劃模型。進一步地，提出了一種分層迭代方法，通過主問題和予問題間的迭代求解，確定滿足合閘角約束的最優(yōu)環(huán)網(wǎng)恢復方案。提出的環(huán)網(wǎng)恢復策略可以在消除線路過載的同時有效增強系統(tǒng)強度和

6、承載能力;提出的分層迭代求解算法具有較高的計算效率，對系統(tǒng)恢復的在線決策具有重要參考價值。⑷網(wǎng)架重構后期負荷恢復的多目標優(yōu)化方法研究。將網(wǎng)架重構恢復后期的負荷恢復過程建模為一系列順序執(zhí)行的恢復時段。對負荷投入后系統(tǒng)頻率的調節(jié)過程以及系統(tǒng)運行要求進行了深入分析，建立了相應的約束集。由于恢復過程需要兼顧恢復收益和安全裕度，將負荷恢復優(yōu)化建模為加權負荷量最大化和節(jié)點電壓偏移量最小化的多目標優(yōu)化問題。引入規(guī)格化法平面約束法將建立的多目標混合整數(shù)