有功、無(wú)功預(yù)測(cè)及優(yōu)化理論研究.pdf

1、如今，可耗竭資源日益枯竭，生態(tài)環(huán)境不斷惡化，節(jié)能減排勢(shì)在必行。電網(wǎng)如何應(yīng)對(duì)這一形勢(shì)顯得十分關(guān)鍵。因此，伴隨大規(guī)?？稍偕Y源發(fā)電并網(wǎng)，以及主動(dòng)負(fù)荷的不斷融入，未來(lái)電網(wǎng)必然是骨干電網(wǎng)、分布式發(fā)電以及微網(wǎng)共同發(fā)展。
　　 在這一背景下，如何在電網(wǎng)安全運(yùn)行前提下，充分挖掘調(diào)度和控制的主動(dòng)性，以應(yīng)對(duì)被動(dòng)性的波動(dòng)，達(dá)到精細(xì)化的優(yōu)化決策顯得尤為重要。由此，在前人研究的基礎(chǔ)上，如何提升預(yù)測(cè)的精度？如何深入研究電壓支撐的規(guī)律？如何在交流潮流環(huán)境下

2、研究機(jī)組的啟停問(wèn)題？對(duì)未來(lái)電網(wǎng)運(yùn)行效率的提高有重要的理論意義和現(xiàn)實(shí)價(jià)值。
　　 對(duì)此，本文從電網(wǎng)短期運(yùn)行優(yōu)化決策角度出發(fā)，將研究焦點(diǎn)放在:電網(wǎng)節(jié)點(diǎn)有功、無(wú)功變化規(guī)律的預(yù)測(cè)，電網(wǎng)自動(dòng)電壓控制(AVC)中的無(wú)功優(yōu)化，以及交流潮流約束下的機(jī)組組合等問(wèn)題的研究上，其主要研究工作和成果如下:
　　 (1)針對(duì)當(dāng)前電網(wǎng)中節(jié)點(diǎn)負(fù)荷自身單獨(dú)、孤立預(yù)測(cè)所顯現(xiàn)的弱點(diǎn)，提出了節(jié)點(diǎn)負(fù)荷的立體化預(yù)測(cè)體系與方法，主要包括:電網(wǎng)能量流按層、區(qū)的拓?fù)浣Y(jié)

3、構(gòu)劃分;在節(jié)點(diǎn)與負(fù)荷總量相關(guān)性分析的基礎(chǔ)上，選擇電網(wǎng)中各節(jié)點(diǎn)的預(yù)測(cè)方式;結(jié)合相應(yīng)預(yù)測(cè)方法實(shí)現(xiàn)任一節(jié)點(diǎn)的預(yù)測(cè)。文中的預(yù)測(cè)方法分別基于最小二乘支持向量機(jī)、卡爾曼濾波以及加權(quán)遞推最小二乘等技術(shù)。立體化預(yù)測(cè)方法，實(shí)現(xiàn)了節(jié)點(diǎn)負(fù)荷自身變化規(guī)律和與負(fù)荷總量以及其他節(jié)點(diǎn)的牽制規(guī)律之間的有機(jī)結(jié)合，對(duì)現(xiàn)有的預(yù)測(cè)方法具有包容性，能夠滿(mǎn)足靈活多變的電網(wǎng)安全分析與決策的需求。
　　 (2)對(duì)應(yīng)三級(jí)控制模式，提出在AVC實(shí)施中，一定有功模式下，第三級(jí)無(wú)功優(yōu)

4、化問(wèn)題的兩階段處理思路，即動(dòng)態(tài)無(wú)功優(yōu)化體現(xiàn)在未來(lái)周期（24小時(shí)）內(nèi)考慮連續(xù)量作用的離散量的定位，在此基礎(chǔ)上的僅考慮連續(xù)量決策的超前無(wú)功優(yōu)化，從而為二級(jí)控制確定有效的基點(diǎn)。針對(duì)其中的動(dòng)態(tài)無(wú)功優(yōu)化，由于離散調(diào)節(jié)設(shè)備動(dòng)作次數(shù)的限制帶來(lái)的時(shí)間上的耦合，加之連續(xù)量對(duì)其影響，提出了遺傳算法與內(nèi)點(diǎn)法有機(jī)結(jié)合的算法。其核心在于:將優(yōu)化過(guò)程分為內(nèi)層和外層的交替處理，在外層，以融入模擬退火思想的改進(jìn)遺傳算法求解離散變量的最優(yōu)配置，在內(nèi)層，則采用非線性原對(duì)偶

5、內(nèi)點(diǎn)法求解離散量確定下的連續(xù)優(yōu)化問(wèn)題，充分發(fā)揮兩種算法各自的優(yōu)勢(shì)，實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)無(wú)功優(yōu)化問(wèn)題的有效求解。
　　 (3)針對(duì)電網(wǎng)電壓、無(wú)功特性對(duì)機(jī)組組合的影響，構(gòu)建考慮交流潮流約束的機(jī)組組合模型，并將發(fā)電機(jī)組的安全運(yùn)行極限引入其中，以計(jì)及有功、無(wú)功輸出間的耦合。對(duì)于該模型依據(jù)Benders分解的基本原理，將其分解為主、子兩層優(yōu)化問(wèn)題，其中主問(wèn)題是無(wú)網(wǎng)絡(luò)約束的機(jī)組組合，用以決策機(jī)組的啟停及有功輸出，子問(wèn)題是以節(jié)點(diǎn)電壓約束及支路載流約束所對(duì)

6、應(yīng)的松弛量最小為目標(biāo)的優(yōu)化潮流問(wèn)題，用以實(shí)現(xiàn)交流潮流網(wǎng)絡(luò)約束的校驗(yàn)。以子問(wèn)題目標(biāo)函數(shù)非零判定主問(wèn)題決策有功方式不可行，并產(chǎn)生Benders割反饋給主問(wèn)題，通過(guò)主、子問(wèn)題的迭代，實(shí)現(xiàn)對(duì)原問(wèn)題的求解。文中還就電壓、無(wú)功特性制約機(jī)組啟停的機(jī)理進(jìn)行了分析。
　　 (4)提出了計(jì)及系統(tǒng)校正再調(diào)度能力的安全約束機(jī)組組合(SCUC)模型以及求解方法，將機(jī)組的啟停狀態(tài)納入到計(jì)及預(yù)想事件的調(diào)度當(dāng)中，有利于提高電網(wǎng)運(yùn)行的安全性。文中基于Bender