考慮p-q-v靜態(tài)電壓穩(wěn)定裕度約束的多目標(biāo)動態(tài)最優(yōu)潮流的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于電力系統(tǒng)日前調(diào)度計劃研究領(lǐng)域，設(shè)及一種考慮P-Q-V靜態(tài)電壓穩(wěn)定 裕度的多目標(biāo)動態(tài)最優(yōu)潮流。
【背景技術(shù)】
[0002] 電力系統(tǒng)靜態(tài)電壓穩(wěn)定域分析屬電力系統(tǒng)安全性研究領(lǐng)域，傳統(tǒng)電壓穩(wěn)定域研究 一般基于連續(xù)潮流法通過P-V或Q-V曲線描述靜態(tài)電壓穩(wěn)定域，也有文獻(xiàn)采用P-Q曲線描 述?；诖耍形墨I(xiàn)提出用P-Q-V空間曲線描述穩(wěn)態(tài)電壓穩(wěn)定域，可在Ξ維空間兼顧有功、 無功、和電壓極限Ξ者的關(guān)系，并提出了電壓穩(wěn)定裕度（voltage St油ility region，AVSR) 指標(biāo)，用于評估節(jié)點、區(qū)域或整個系統(tǒng)的靜態(tài)電壓穩(wěn)定性。在制定電力系統(tǒng)調(diào)度計劃時考慮 靜態(tài)電壓穩(wěn)定約束，對電力系統(tǒng)在滿足安全性要求下實現(xiàn)優(yōu)化運(yùn)行與控制有重要意義。
[0003] 多目標(biāo)動態(tài)最優(yōu)潮流是日前調(diào)度計劃研究的一個分支，旨在機(jī)組組合確定的情況 下，基于對電力系統(tǒng)下一調(diào)度周期負(fù)荷等情況的合理預(yù)測，制定系統(tǒng)中可調(diào)節(jié)手段如機(jī)組 出力、機(jī)端電壓、無功補(bǔ)償投入和需求響應(yīng)資源等的調(diào)度計劃，W實現(xiàn)電力系統(tǒng)在滿足機(jī)組 爬坡及電壓安全等約束下的經(jīng)濟(jì)、環(huán)保、節(jié)能等方面多目標(biāo)動態(tài)優(yōu)化運(yùn)行。運(yùn)類問題是具有 大量混合變量和約束條件的復(fù)雜多目標(biāo)非線性優(yōu)化問題。基于遺傳思想的快速非支配排序 遺傳算法（non-dominated so;rting genetic algorithm-II，NSGA-II)具有良好的非線性 優(yōu)化能力和魯棒性，可獲取多目標(biāo)Pareto最優(yōu)解集，保證最優(yōu)個體多樣性從而為決策者提 供不同偏好選擇，成為求解多目標(biāo)優(yōu)化問題的優(yōu)秀智能算法之一。最大滿意度法通過模糊 滿意度和綜合滿意度計算從而獲取多目標(biāo)綜合最優(yōu)折衷解，為決策提供一種方法途徑。
[0004] 綜上所述，研究考慮P-Q-V靜態(tài)電壓穩(wěn)定裕度約束的多目標(biāo)動態(tài)最優(yōu)潮流，保證 和評估電力系統(tǒng)調(diào)度問題中的靜態(tài)電壓穩(wěn)定安全性，對于提升電力系統(tǒng)日前調(diào)度水平具有 積極意義。

【發(fā)明內(nèi)容】
陽0化]針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明"考慮P-Q-V靜態(tài)電壓穩(wěn)定裕度約束的多目標(biāo)動態(tài) 最優(yōu)潮流"，提出將P-Q-V靜態(tài)電壓穩(wěn)定裕度約束引入日前調(diào)度問題，基于多目標(biāo)動態(tài)最優(yōu) 潮流建立模型，益于保證和評估電力系統(tǒng)調(diào)度問題中的靜態(tài)電壓穩(wěn)定安全性。
[0006] 本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：考慮P-Q-V靜態(tài)電壓穩(wěn)定裕度約束的多目標(biāo)動態(tài)最優(yōu) 潮流，該方法包括如下步驟：
[0007] 步驟1 :獲取電力系統(tǒng)在下一個完整調(diào)度周期的數(shù)據(jù)，并進(jìn)行負(fù)荷預(yù)測，擬合節(jié)點 P-Q-V靜態(tài)電壓穩(wěn)定邊界函數(shù)參數(shù)。
[0008] 步驟2 : W系統(tǒng)總發(fā)電耗費、污染物排放量和有功網(wǎng)損最小為目標(biāo)，考慮傳統(tǒng)動態(tài) 最優(yōu)潮流的靜態(tài)、動態(tài)約束和P-Q-V靜態(tài)電壓穩(wěn)定裕度約束，建立多目標(biāo)動態(tài)最優(yōu)潮流模 型。
[0009] 步驟3 :義用NSGA-II與最大滿意度法混合算法獲取多目標(biāo)動態(tài)最優(yōu)潮流的最優(yōu) 解。
【附圖說明】
[0010]圖1 :本發(fā)明考慮P-Q-V靜態(tài)電壓穩(wěn)定裕度約束的多目標(biāo)動態(tài)最優(yōu)潮流的整體實 施流程圖； W11] 圖2 :本發(fā)明的P-Q-V靜態(tài)電壓穩(wěn)定曲線示意圖； 陽01引圖3 :本發(fā)明的偏小型滿意度函數(shù)曲線； 陽01引 圖4 邸30節(jié)點系統(tǒng)的接線示意圖；
[0014] 圖5 邸30節(jié)點系統(tǒng)的典型負(fù)荷曲線圖。
【具體實施方式】
[0015] 下面結(jié)合附圖及具體實施例，對本發(fā)明做進(jìn)一步詳述。
[0016] 本發(fā)明提出的考慮P-Q-V靜態(tài)電壓穩(wěn)定裕度約束的多目標(biāo)動態(tài)最優(yōu)潮流，其整體 實施流程見圖1，下面W IEEE30節(jié)點系統(tǒng)為具體實施例對其進(jìn)行詳細(xì)說明，其接線情況見 圖4。實施例用于說明但不限于本發(fā)明。
[0017] 步驟1 :獲取電力系統(tǒng)在下一個完整調(diào)度周期的數(shù)據(jù)，并進(jìn)行負(fù)荷預(yù)測，擬合節(jié)點 P-Q-V靜態(tài)電壓穩(wěn)定邊界函數(shù)參數(shù)。
[001引對于本實施例直接輸入IE邸30節(jié)點系統(tǒng)的數(shù)據(jù)即可。負(fù)荷預(yù)測曲線采用圖5典 型雙峰曲線為例。
[0019] 基于系統(tǒng)各節(jié)點的預(yù)測負(fù)荷，分別W各靈活負(fù)荷節(jié)點（即有需求響應(yīng)資源和分布 式電源接入的節(jié)點）為研究對象，設(shè)定負(fù)荷功率增長方向集合d =[山…dj，采用連續(xù)潮 流算法計算各功率增長方向?qū)?yīng)的電壓崩潰點集合^'''.谷'')，/ = 1，一?，通過最小二乘法擬 合和高斯迭代獲取該負(fù)荷節(jié)點bi的P-Q-V靜態(tài)電壓穩(wěn)定邊界表達(dá)式 W20] r:Q…,t (巧=abi,tP2+bbi,tP+Cbi,t (!) 陽〇2U 其中abi,tAi,t和C bi,t是擬合系數(shù)。IE邸30節(jié)點系統(tǒng)中節(jié)點8的負(fù)荷曲線示意圖 如圖2所示。
[0022] 步驟2 : W系統(tǒng)總發(fā)電耗費、污染物排放量和有功網(wǎng)損最小為目標(biāo)，考慮傳統(tǒng)動態(tài) 最優(yōu)潮流的靜態(tài)、動態(tài)約束和P-Q-V靜態(tài)電壓穩(wěn)定裕度約束，建立多目標(biāo)動態(tài)最優(yōu)潮流模 型。
[0023] 本發(fā)明建立的多目標(biāo)動態(tài)最優(yōu)潮流模型如下： |；0〇24]決策變量 Xf =[戶GU，...，&。。--Ι,?，苗山，…，巧…,。0咕,,，公，其中 ??,鹿火電機(jī)組1的有功出力（1 = 1，2，'''10，口。^11是負(fù)荷側(cè)需求響應(yīng)資源（或分布式電 源等）j的有功出力（j = 1，2,…nDK)，Uw,t是火電機(jī)組i所在節(jié)點的電壓，Bk,t化=1，2,… nsc)是無功補(bǔ)償器k投入量。 陽02引 目標(biāo)函數(shù)：
[0026]
巧
[0027] 其中馬，二。，傳,，+Vkr+&表示火電機(jī)組發(fā)電耗費，CDK.，,t= ζ ,ιΡηκ.，,ι+λ，,，ξ , 表示需求響應(yīng)資源補(bǔ)償費用，
表示調(diào)用需求響應(yīng)資源作為發(fā)電機(jī)或負(fù) 荷；
對調(diào)用狀態(tài)。
[0030] 約束條件：
[0031] 1.靜態(tài)約束 陽〇巧 （1)功率平衡約束
[0043] 一般取 m = 5%。
[0044] (5)節(jié)點P-Q-V靜態(tài)電壓穩(wěn)定裕度約束
[0045] 基于P-Q-V靜態(tài)電壓穩(wěn)定邊界曲線，負(fù)荷節(jié)點的電壓穩(wěn)定裕度
[0046]
(1)
[0047] 其中化1,。Qbi,t)是該負(fù)荷節(jié)點時下運(yùn)行點，(C，化，^是無功負(fù)荷為Qbi,t的電壓 崩潰點。
[0048] 本發(fā)明的動態(tài)最優(yōu)潮流模型中引入靈活負(fù)荷節(jié)點的P-Q-V靜態(tài)電壓穩(wěn)定裕度約 束，如下式 陽0例
（17)
[0050] 其中是最大裕度，為節(jié)點負(fù)荷為ο時的AVSR值；η為穩(wěn) 定性裕度。
[0051] 2.動態(tài)約束
[0052] 火電機(jī)組的爬坡約束 柳5引
抖8)
[0054] 考慮爬坡約束后的火電機(jī)組出力上下限由下式?jīng)Q定
[0055]
(19)
[0056] 步驟3 :采用NSGA-II與最大滿意度法混合算法獲取多目標(biāo)動態(tài)最優(yōu)潮流的最優(yōu) 解。 陽057] 采用NSGA-II求取Pareto最優(yōu)解集，最大滿意度法決策最優(yōu)折衷解，在優(yōu)化目標(biāo) 函數(shù)中加入動態(tài)罰函數(shù)實現(xiàn)靜態(tài)等式約束。
[005引采用偏小型模糊滿意度計算公式，其示意圖如圖3。對于Pareto解集中的每個非 支配解，計算其每個目標(biāo)值的滿意度，再計算每個非支配解的綜合滿意度，選取綜合滿意度 最大的非支配解為多目標(biāo)最優(yōu)折衷解。
[0059] 計算負(fù)荷節(jié)點、區(qū)域等的分時段AVSR值與累加 AVSR值，分析獲取節(jié)點和區(qū)域在特 定時段及整個調(diào)度周期的靜態(tài)電壓穩(wěn)定性特征。
[0060] W上實施方式僅用于說明本發(fā)明，而并非對本發(fā)明的限制，有關(guān)技術(shù)領(lǐng)域的普通 技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍的情況下，還可W做出各種變化和變型，因此所有 等同的技術(shù)方案也屬于本發(fā)明的保護(hù)范疇。
【主權(quán)項】
1. 考慮P-Q-V靜態(tài)電壓穩(wěn)定裕度約束的多目標(biāo)動態(tài)最優(yōu)潮流，其特征是，該方法包括 如下步驟： 步驟1 :獲取電力系統(tǒng)在下一個完整調(diào)度周期的數(shù)據(jù)，并進(jìn)行負(fù)荷預(yù)測，擬合節(jié)點 P-Q-V靜態(tài)電壓穩(wěn)定邊界函數(shù)參數(shù)； 步驟2:以系統(tǒng)總發(fā)電耗費、污染物排放量和有功網(wǎng)損最小為目標(biāo)，考慮傳統(tǒng)動態(tài)最優(yōu) 潮流的靜態(tài)、動態(tài)約束和P-Q-V靜態(tài)電壓穩(wěn)定裕度約束，建立多目標(biāo)動態(tài)最優(yōu)潮流模型； 步驟3 :米用NSGA-II與最大滿意度法混合算法獲取多目標(biāo)動態(tài)最優(yōu)潮流的最優(yōu)解。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的考慮P-Q-V靜態(tài)電壓穩(wěn)定裕度約束的多目標(biāo)動態(tài)最優(yōu)潮流， 其特征是，步驟1中的靜態(tài)電壓穩(wěn)定邊界求取是基于系統(tǒng)各節(jié)點的預(yù)測負(fù)荷，以各靈活負(fù) 荷節(jié)點（有需求響應(yīng)資源或分布式電源接入的節(jié)點）為研究對象，在P-Q-V三維空間進(jìn)行。3. 根據(jù)權(quán)利要求1和權(quán)利要求2中任意一項權(quán)利要求所屬的考慮P-Q-V靜態(tài)電壓穩(wěn)定 裕度約束的多目標(biāo)動態(tài)最優(yōu)潮流，其特征是，步驟2中的多目標(biāo)動態(tài)最優(yōu)潮流模型中，考慮 了靈活負(fù)荷節(jié)點的P-Q-V靜態(tài)電壓穩(wěn)定裕度約束其中尸?戶尸是最大裕度，為節(jié)點負(fù)荷為0時的AVSR值；η為穩(wěn)定性 裕度；(Pbiit, Qbiit)是該負(fù)荷節(jié)點時下運(yùn)行點，)是無功負(fù)荷為Qbii^電壓崩潰點， abl,t，bbljP c bl,t是擬合的靜態(tài)電壓穩(wěn)定邊界系數(shù)。
【專利摘要】本發(fā)明涉及考慮P-Q-V靜態(tài)電壓穩(wěn)定裕度約束的多目標(biāo)動態(tài)最優(yōu)潮流模型，屬電力系統(tǒng)日前調(diào)度計劃研究領(lǐng)域，包括以下步驟：獲取下一調(diào)度周期內(nèi)系統(tǒng)相關(guān)數(shù)據(jù)，擬合節(jié)點P-Q-V靜態(tài)電壓穩(wěn)定邊界函數(shù)參數(shù)；以系統(tǒng)總發(fā)電耗費、污染物排放量和有功網(wǎng)損最小為目標(biāo)，考慮傳統(tǒng)動態(tài)最優(yōu)潮流的靜態(tài)、動態(tài)約束和P-Q-V靜態(tài)電壓穩(wěn)定裕度約束，建立多目標(biāo)動態(tài)最優(yōu)潮流模型；采用NSGA-II與最大滿意度法混合算法獲取多目標(biāo)動態(tài)最優(yōu)潮流的最優(yōu)解。本發(fā)明將P-Q-V靜態(tài)電壓穩(wěn)定裕度約束引入日前調(diào)度問題，基于多目標(biāo)動態(tài)最優(yōu)潮流建立模型，益于保證和評估電力系統(tǒng)調(diào)度問題中的靜態(tài)電壓穩(wěn)定安全性。
【IPC分類】G06Q50/06, H02J3/00, G06Q10/04
【公開號】CN105631533
【申請?zhí)枴緾N201510961116
【發(fā)明人】馬瑞, 李晅
【申請人】長沙理工大學(xué)
【公開日】2016年6月1日
【申請日】2015年12月21日