电力系统最优潮及其相关问题的研究.pdf

电力系统最优潮流及其相关问题的研究 摘 要 作为经典经济调度理论发展与延伸的最优潮流 第一次将经济性与安全性 有 功功率与无功功率近乎完美地结合在一起 发展至今 最有潮流已成为不可缺少的 网络分析和优化工具 近年来 随着世界范围内的电力工业的市场化改革 将经济 性提到了一个新的高度 给最优潮流的研究注入了强劲的动力 同时 这也给最优 潮流算法提出了更高的要求 电力系统控制设备的日益先进 控制手段日益多样化 而系统管理人员的优化 控制目标也在不断变化中 这些都给最优潮流概念不断地注入着新的血液 深化了 人们对最优潮流的认识 诸如考虑环保约束的多目标最优潮流 结合 UPFC 模型的 最优潮流 最大传输能力和可用传输能力的计算等等概念的提出都说明最优潮流所 能解决问题的范畴在不断扩大 由于最优潮流的内涵和用途在不断丰富和发展 如 何结合现有的最优潮流算法来解决与其相关的实际问题 仍有待进一步研究 本文首先在对已有的最优潮流算法进行分析比较的基础上 提出了一种新的基 于信赖域内点法的最优潮流算法 并在此基础上分别提出了具有非单调性的基于滤 波器 信赖域方法的最优潮流算法和具有全局寻优能力的应用混沌优化和信赖域内 点法的混合最优潮流算法 另外 应用上述算法进行了实用性研究 求解了考虑环 保约束的多目标最优潮流问题 在保证系统购电成本一定最优性的同时 可有效减 轻系统对环境的污染 研究了计及广义统一潮流控制器的潮流和最优潮流模型 为 有效地解决大规模电网的潮流控制提供了灵活可靠的控制手段 建立了考虑负荷变 化模式和发电机有功出力调度的最大传输能力的计算模型 并进行了相应方法的研 究 可用于指导电力市场环境下调度人员的操作 并为各市场参与者作出决策提供 参考 本文的主要工作和创新性成果包括 · 提出了基于信赖域方法求解最优潮流问题的新算法 该算法连续求解线性规划 子问题 通过信赖域调整线性化步长 由最优潮流问题的目标函数和约束条件 构成的不可微精确罚函数决定是否接受新的试探点 信赖域线性规划子问题由 多步中心校正原 对偶内点法予以求解 并采用了一物理策略以改善该算法的 稳定性 对多个IEEE 试验电力系统和2个实际电力系统 系统规模从 14节点 到 662节点 作了全面的数值计算 结果表明 该算法是快速的 鲁棒的 具 有实用意义 第 I 页 · 提出了基于滤波器和信赖域思想的新的最优潮流算法 该算法通过逐次求解线 性规划子问题 通过信赖域调整线性化步长 在滤波器中利用多目标规划中 优超 的概念来决定是否接受新的试探点 算法本身具有非单调的性质 信 赖域线性规划子问题通过多步中心校正原 对偶内点法予以求解 并采用了两 个策略以改善该算法的稳定性和收敛性 对多个 IEEE 试验电力系统和 2个实 际电力系统作了数值计算 结果表明 该算法有良好的数值稳定性 收敛性和 计算速度 具有实用意义 · 提出了一种新的具有全局寻优能力的最优潮流算法 该算法将混沌优化与信赖 域内点法相结合 是一种全局寻优与局部寻优相结合的优化算法 混沌优化方 法利用混沌运动特定内在的遍历性 随机性和规律性等特点跳出局部最优点 接近最优点 同时 利用信赖域内点法在最优点的邻域内局部寻优 提高了收 敛速度和求解精度 通过对 IEEE 1430和 57节点试验电力系统的数值计 算 验证了算法的全局寻优能力 · 给出了一种考虑环保问题的最优潮流模型和算法 它将系统购电成本及火电厂 多个污染排放指标计入目标函数 文中提出由基于信赖域内点法的最优潮流算 法求得非劣解集 运用模糊贴近度的概念从多个非劣解中找出最贴近于理想解 的最优解 对 IEEE 30节点系统算例作了数值计算与分析 结果表明 利用模 糊贴近度和提出的最优潮流算法可以较好的解决此类多目标优化问题 · 提出了一种新的计及广义统一潮流控制器的最优潮流数学模型与算法 利用功 率注入法 建立了包含一个并联换流器和两个或多个串联换流器的广义统一潮 流控制器的数学模型 并将其嵌入到最优潮流问题当中 由基于信赖域内点法 的最优潮流算法予以求解 本文对IEEE 30和 118节点试验电力系统进行了数