互聯(lián)電網(wǎng)AGC的動(dòng)態(tài)優(yōu)化策略及其在線計(jì)算平臺(tái)研究.pdf

1、自動(dòng)發(fā)電控制（Automatic Generation Control，AGC）是實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)有功頻率控制、維持系統(tǒng)頻率質(zhì)量以及聯(lián)絡(luò)線交換計(jì)劃的一種重要手段。常規(guī)的AGC控制策略主要針對如何校正區(qū)域控制偏差，其研究重點(diǎn)在于區(qū)域總調(diào)節(jié)功率的生成和AGC機(jī)組調(diào)節(jié)功率的分配。然而，隨著新能源的快速發(fā)展，CPS新標(biāo)準(zhǔn)的推廣應(yīng)用，大區(qū)聯(lián)網(wǎng)新格局的逐步形成，以及電力市場化進(jìn)程的進(jìn)一步深化，現(xiàn)代電力系統(tǒng)的AGC已經(jīng)發(fā)展成為一個(gè)需要解決快慢機(jī)組協(xié)調(diào)、分級分

2、區(qū)協(xié)調(diào)以及考慮區(qū)域控制性能、安全約束和市場因素協(xié)調(diào)的復(fù)雜問題，需要應(yīng)用新的思路來發(fā)展和完善現(xiàn)有AGC的理論和方法。
　　本文在國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目―輸電網(wǎng)中長期狀態(tài)的精細(xì)化模擬與概率評估的基礎(chǔ)理論研究‖的支持下，基于優(yōu)化理論和方法，對互聯(lián)電網(wǎng)下省級與網(wǎng)省兩級AGC的動(dòng)態(tài)優(yōu)化策略、算法及在線計(jì)算平臺(tái)等問題進(jìn)行深入的研究和探索。主要研究內(nèi)容和成果如下：
　　提出了一種有效的省級電網(wǎng)AGC的動(dòng)態(tài)優(yōu)化策略，與現(xiàn)有研究比較，模型中考慮

3、了系統(tǒng)頻率變化對AGC控制的影響，改進(jìn)了現(xiàn)有模型關(guān)于AGC機(jī)組最小持續(xù)爬坡時(shí)間的約束以及AGC輔助服務(wù)費(fèi)用的目標(biāo)。模型以CPS1指標(biāo)最優(yōu)和AGC輔助服務(wù)費(fèi)用最少為目標(biāo)，考慮省級電網(wǎng)的功率平衡約束、CPS指標(biāo)約束、聯(lián)絡(luò)線功率偏差約束，以及AGC機(jī)組的爬坡能力及機(jī)組最小持續(xù)爬坡時(shí)間等約束，對未來15分鐘AGC機(jī)組的基點(diǎn)功率進(jìn)行最優(yōu)決策。對重慶電網(wǎng)AGC進(jìn)行的仿真結(jié)果表明，所提省級電網(wǎng)AGC的動(dòng)態(tài)優(yōu)化策略能滿足AGC控制的各種性能要求，尤其在

4、考慮風(fēng)電功率波動(dòng)較大的情況下，該動(dòng)態(tài)優(yōu)化策略在CPS指標(biāo)、輔助服務(wù)費(fèi)用以及AGC各種控制目標(biāo)等方面均明顯優(yōu)于常規(guī)AGC控制策略。
　　提出了適合求解省級電網(wǎng)AGC動(dòng)態(tài)優(yōu)化策略的多目標(biāo)免疫進(jìn)化規(guī)劃算法。省級電網(wǎng)AGC的動(dòng)態(tài)優(yōu)化策略是一個(gè)大規(guī)模、多時(shí)段、含高階復(fù)雜約束混合整數(shù)非線性規(guī)劃問題。通過仿真發(fā)現(xiàn)，通過互補(bǔ)松弛技術(shù)轉(zhuǎn)換成一般非線性問題，利用內(nèi)點(diǎn)法求解時(shí)存在收斂性問題。為了有效求解該優(yōu)化模型，利用目標(biāo)相對占優(yōu)方法來處理多目標(biāo)問題，

5、針對進(jìn)化規(guī)劃算法中易出現(xiàn)的早熟問題，將免疫系統(tǒng)的濃度調(diào)節(jié)機(jī)制引入進(jìn)化規(guī)劃算法，保證了個(gè)體的多樣性，并指導(dǎo)進(jìn)化規(guī)劃局部尋優(yōu)的方向。算例結(jié)果表明，所提多目標(biāo)免疫進(jìn)化規(guī)劃算法能有效求解省級電網(wǎng)AGC的動(dòng)態(tài)優(yōu)化策略，表現(xiàn)出穩(wěn)定的收斂性，并具有較快的計(jì)算速度。
　　隨著我國區(qū)域電網(wǎng)特高壓的逐步互聯(lián)，網(wǎng)省兩級AGC機(jī)組的協(xié)調(diào)控制困難以及網(wǎng)際聯(lián)絡(luò)線功率波動(dòng)的問題日益突出。針對這一問題，在省級電網(wǎng)AGC的動(dòng)態(tài)優(yōu)化策略研究的基礎(chǔ)上，提出了網(wǎng)省兩級A

6、GC的動(dòng)態(tài)優(yōu)化策略。模型中以網(wǎng)省兩級AGC機(jī)組的總調(diào)節(jié)費(fèi)用最低為優(yōu)化目標(biāo)，考慮大區(qū)電網(wǎng)和區(qū)內(nèi)各省級電網(wǎng)的功率平衡約束，各省級電網(wǎng)的CPS1和CPS2指標(biāo)約束，網(wǎng)際特高壓聯(lián)絡(luò)線和網(wǎng)內(nèi)各省際聯(lián)絡(luò)線的功率偏差約束，以及網(wǎng)省兩級AGC機(jī)組的動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)能力約束。針對模型的特點(diǎn)，提出了適合網(wǎng)省兩級AGC動(dòng)態(tài)優(yōu)化策略求解的免疫進(jìn)化規(guī)劃算法。算例結(jié)果表明，所提網(wǎng)省兩級AGC的動(dòng)態(tài)優(yōu)化策略在滿足網(wǎng)省兩級電網(wǎng)聯(lián)絡(luò)線功率要求和各省CPS考核指標(biāo)的條件下，有效降

7、低了網(wǎng)省兩級AGC機(jī)組的調(diào)節(jié)次數(shù)和輔助費(fèi)用，實(shí)現(xiàn)了網(wǎng)省兩級電網(wǎng)AGC機(jī)組的動(dòng)態(tài)協(xié)調(diào)優(yōu)化控制。
　　為實(shí)現(xiàn)在不同控制中心對省級電網(wǎng)以及網(wǎng)省兩級電網(wǎng)AGC的動(dòng)態(tài)優(yōu)化策略進(jìn)行測試與應(yīng)用，研究并開發(fā)了互聯(lián)電網(wǎng)AGC動(dòng)態(tài)優(yōu)化策略在線計(jì)算平臺(tái)。研究中提出了一種基于XML電力對象可擴(kuò)展框架的軟件功能自動(dòng)生成方法，采用了基于進(jìn)程通信的系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計(jì)思想，并改進(jìn)了現(xiàn)有的―看門狗定時(shí)器‖容錯(cuò)技術(shù)，通過基于語義的異構(gòu)數(shù)據(jù)集成和基于連接池的內(nèi)存數(shù)據(jù)庫管理中