防止暂态电压失稳的序列二次规划切负荷算法.pdfVIP

防止暂态电压失稳的序列二次规划切负荷算法 周敬尧 (浙江省杭州市余杭区供电局 浙江杭州 311100) 摘要：当发现系统在遭受大扰动后会失去暂态电压稳定性时，切负荷不失为一种操作简单、有效的 紧急控制措施。本文应用最优控制理论对防止暂态电压失稳的最佳切负荷控制规律的系统化计算方法 和实现方法进行了研究。这种算法通过分别求取目标函数和各约束函数的梯度，将最优控制问题转化 为非线性规划问题，然后采用求解带一般约束的非线性规划问题最为有效的序列二次规划法求解。与 试凑法相比，所提算法大大减少了计算工作量，使离线计算实时控制决策易于实现，并且能够减少控 制代价，提高控制精度。仿真结果表明了本文所提出的最佳切负荷算法具有收敛性好、计算量小的 特点。 关键词：暂态电压稳定；切负荷；最优控制；序列二次规划方法 O引言 随着电力系统容量和地域的扩展、单机容量的增 大、输电电压的提高以及系统间的互联，带来显著的 技术经济效益，但也易随之引起事故波及。至关重要 的是要防止广延的、失控的事故波及，以免造成重大 的社会经济影响。当电网建设滞后于电源建设，造成 网架结构相对薄弱，线路承载度高，其运行状态也更 加接近极限状态。20世纪70年代以来，世界上许多 国家的电力系统相继发生过电压失稳事件，造成了巨 大的经济损失和社会影响。为此，电压稳定性问题引 起了世界各国电力工业界和学术界的极大重视，并对 电压稳定性问题进行了大量的研究工作。 切负荷控制作为提高电力系统暂态稳定性的有效 措施，已经有多年的研究历史，并已在国内外电力系 统中得到广泛应用[1|。防止暂态电压失稳的切负荷 控制的目的是为了保持系统尤其是负荷侧母线的电压 水平，从而保持系统的暂态电压稳定性。它要求具有 快速的决策能力、满意的控制精度和较好的适应能 力。然而在复杂电力系统中，如何决定最佳切负荷位 置和最小切负荷量，是一个比较复杂的问题，涉及到 系统信息的采集、系统的状态估计、控制区域外围系 统的处理、控制信息通道的组织、控制规律的求取等 一系列问题。在这一方面，本文将应用最优控制理论 研究防止暂态电压失稳的最佳切负荷控制规律的系统 化算法，使之能够比较容易地获取满足精度要求且切 负荷控制代价最小、求解速度较快的控制决策。 l序列二次规划方法简介 序列二次规划方法(Successive Quadratic P盱 gramming Method，SQP)是求解光滑的有约束非线 性规划问题最优秀的算法之一[8·9]，它在具有整体收 敛性的同时兼具局部超线性收敛性。SQP法的基本 思想是应用二次规划求解出非线性规划迭代序列的搜 索方向，沿着有哪些信誉好的足球投注网站方向进行一维有哪些信誉好的足球投注网站，寻找到最优 点。这种方法的实质就是用一序列二次规划问题去逼 近有约束的非线性规划问题。 考虑一般约束的优化问题 rainf(X) $oto聪hi篙置22=玄 ㈣( k上JI (X)=O(f一1，，?，Z) 1．1有哪些信誉好的足球投注网站方向的确定 对于一个上述的非线性规划问题，采用序列二次 规划解法，其解等价于下列二次规划问题的解，即 min告d阳埘t+[Vf(Xk)]％l 文t．[V舒(施)]％§+毋(％)≤0 (歹一1，2，?，，咒) [Vhi(Xk)]％女+hf(Xk)一0 (i=1，2，?，Z) (2) 式中：％为当前迭代点，鲰是上述非线性规划问题 Lagrange函数的Hesian矩阵的近似正定矩阵。求解 正定二次规划，得到也、胪+1。舭+1。其中 胪t一[斧1，萨1，?，尉1]T 肿1一[A，1，秽1，?，A芦1]T 分别表示求解二次规划问题时与不等式约束、等 式约束对应的拉格朗日乘子向量。 1．2一维有哪些信誉好的足球投注网站的目标函数 上 aJ(t)一八恧+耐^)+∑礴I hi(％+掘女)I +∑l哆max{O，gJ(Xk+tdk)) (砖≥0，劈≥0，f一1，2，?，z，．『=1，2，?，m)(3) 其中砖，店的迭代规则是 田=l砖l 谚=I店I 1 礴=InfiX{I砧l，丢(I砖I+中1)) 厶 1 l亏=／／lax{}l哆I，告(I膀I+矿1)) i=1，2，?，Z，J=1，2，?，优 (4) 1．3二次规划的相容性 实际上，问题(2)并不一定有可行解。如果没 有可行解(约束不相容)，则将求不出有哪些信誉好的足球投注网站方向畋。 为了解决这个问题，将式(2)的不等式约束分成 两类： lv={歹f gJ(xk)≤0} J。一{歹I gJ(Xk)0} 并引进一个待定参数导(O≤亭≤1)，将问题(2)的约 束条件修改为 Evgj(Xk)]Tdk+暂J(瓤)≤0(．『∈．，。) 1 [V毋(面)]Td女+gJ(Xk)≤0(-f∈J。) }- Evhi(Xk)]Td^+鼠i(Xk)一0(i=1，2，?，z)J (5) 显然，这组约束总是有可行解的。 2最优切负荷控制的数学模型 2．1暂态