互聯(lián)電網(wǎng)AGC的動態(tài)優(yōu)化策略及其在線計算平臺研究.pdf

1、自動發(fā)電控制（Automatic Generation Control，AGC）是實現(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，其研究重點在于區(qū)域總調(diào)節(jié)功率的生成和AGC機組調(diào)節(jié)功率的分配。然而，隨著新能源的快速發(fā)展，CPS新標準的推廣應(yīng)用，大區(qū)聯(lián)網(wǎng)新格局的逐步形成，以及電力市場化進程的進一步深化，現(xiàn)代電力系統(tǒng)的AGC已經(jīng)發(fā)展成為一個需要解決快慢機組協(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)基金項目―輸電網(wǎng)中長期狀態(tài)的精細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的動態(tài)優(yōu)化策略、算法及在線計算平臺等問題進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，改進了現(xiàn)有模型關(guān)于AGC機組最小持續(xù)爬坡時間的約束以及AGC輔助服務(wù)費用的目標。模型以CPS1指標最優(yōu)和AGC輔助服務(wù)費用最少為目標，考慮省級電網(wǎng)的功率平衡約束、CPS指標約束、聯(lián)絡(luò)線功率偏差約束，以及AGC機組的爬坡能力及機組最小持續(xù)爬坡時間等約束，對未來15分鐘AGC機組的基點功率進行最優(yōu)決策。對重慶電網(wǎng)AGC進行的仿真結(jié)果表明，所提省級電網(wǎng)AGC的動態(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)電功率波動較大的情況下，該動態(tài)優(yōu)化策略在CPS指標、輔助服務(wù)費用以及AGC各種控制目標等方面均明顯優(yōu)于常規(guī)AGC控制策略。
　　提出了適合求解省級電網(wǎng)AGC動態(tài)優(yōu)化策略的多目標免疫進化規(guī)劃算法。省級電網(wǎng)AGC的動態(tài)優(yōu)化策略是一個大規(guī)模、多時段、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)，通過互補松弛技術(shù)轉(zhuǎn)換成一般非線性問題，利用內(nèi)點法求解時存在收斂性問題。為了有效求解該優(yōu)化模型，利用目標相對占優(yōu)方法來處理多目標問題，

5、針對進化規(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)機制引入進化規(guī)劃算法，保證了個體的多樣性，并指導(dǎo)進化規(guī)劃局部尋優(yōu)的方向。算例結(jié)果表明，所提多目標免疫進化規(guī)劃算法能有效求解省級電網(wǎng)AGC的動態(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機組的協(xié)調(diào)控制困難以及網(wǎng)際聯(lián)絡(luò)線功率波動的問題日益突出。針對這一問題，在省級電網(wǎng)AGC的動態(tài)優(yōu)化策略研究的基礎(chǔ)上，提出了網(wǎng)省兩級A

6、GC的動態(tài)優(yōu)化策略。模型中以網(wǎng)省兩級AGC機組的總調(diào)節(jié)費用最低為優(yōu)化目標，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機組的動態(tài)調(diào)節(jié)能力約束。針對模型的特點，提出了適合網(wǎng)省兩級AGC動態(tài)優(yōu)化策略求解的免疫進化規(guī)劃算法。算例結(jié)果表明，所提網(wǎng)省兩級AGC的動態(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考核指標的條件下，有效降

7、低了網(wǎng)省兩級AGC機組的調(diào)節(jié)次數(shù)和輔助費用，實現(xiàn)了網(wǎng)省兩級電網(wǎng)AGC機組的動態(tài)協(xié)調(diào)優(yōu)化控制。
　　為實現(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的動態(tài)優(yōu)化策略進行測試與應(yīng)用，研究并開發(fā)了互聯(lián)電網(wǎng)AGC動態(tài)優(yōu)化策略在線計算平臺。研究中提出了一種基于XML電力對象可擴展框架的軟件功能自動生成方法，采用了基于進程通信的系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計思想，并改進了現(xiàn)有的―看門狗定時器‖容錯技術(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