基于廣域測量信息的電力系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定預測與控制決策.pdf

1、在“西電東送、南北互供、全國聯(lián)網(wǎng)”的格局下，電網(wǎng)將呈現(xiàn)更為復雜的動態(tài)行為，穩(wěn)定破壞事故對社會和國民經(jīng)濟所產(chǎn)生的負面影響也將更為巨大。研究電力系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定現(xiàn)象，發(fā)展針對暫態(tài)穩(wěn)定問題的預測與控制理論和方法，具有重要的理論意義和應用價值。本文利用廣域測量系統(tǒng)所提供的電力系統(tǒng)動態(tài)信息，應用計算智能技術和混雜系統(tǒng)理論，提出了提高廣域測量信息利用效率的優(yōu)化配置算法，發(fā)展了暫態(tài)穩(wěn)定預測與控制決策方法。論文的主要研究內容和創(chuàng)新性成果如下: 1．

2、分析了研究廣域測量裝置的優(yōu)化配置問題的意義，總結了指導優(yōu)化配置的一般性原則和主要方法。提出了一種在不完全線性可觀測條件下的廣域測量裝置的優(yōu)化配置方法。該方法針對暫態(tài)穩(wěn)定問題，以系統(tǒng)暫態(tài)響應的信息含量為性能指標，結合聚類分析、同調分群與智能搜索技術，有效地獲得最優(yōu)解或 次優(yōu)解。山東電網(wǎng)的仿真結果顯示：各配置地點在電氣、地理上分得開，具有代表性；具有序貫配置的特點，易于在已有的配置基礎上進行擴展；Tabu搜索技術的采用保證了在有限時間內獲得

3、最優(yōu)或次最優(yōu)解，可用于實際。 2．針對電力系統(tǒng)運行方式復雜、時變的特點，提出了暫態(tài)穩(wěn)定預測的在線學習框架。采用具有良好性能的局部加權投影回歸算法實現(xiàn)在線學習?；诰植扛惺芤澳Ｐ偷男畔⑻幚矸绞绞巧窠?jīng)生物學領域中廣泛存在的組織原則。在線學習場合下，基于局部模型的算法優(yōu)于傳統(tǒng)的基于全局模型的算法。局部加權投影回歸是一種基于非參數(shù)回歸的在線學習算法，其核心是構造局部線性模型，以各局部線性模型的加權平均逼近實際的函數(shù)關系，并且對高維輸入進

4、行有效的降維處理。 設計了基于在線學習框架的暫態(tài)穩(wěn)定預測系統(tǒng)，該系統(tǒng)與EMS的在線動態(tài)安全評估模塊接口，從在線仿真數(shù)據(jù)中提取反映當前運行方式的樣本。暫態(tài)穩(wěn)定預測系統(tǒng)的輸入由擾動后的廣域實測信息所構成，有效地反映運行方式與故障形態(tài)的特征。該系統(tǒng)既可以單獨工作，在電力系統(tǒng)遭受大擾動之后，快速、準確地判斷暫態(tài)穩(wěn)定性，也可以與緊急控制系統(tǒng)結合，實現(xiàn)基于動態(tài)響應的緊急控制策略。山東電網(wǎng)的仿真結果表明，設計的暫態(tài)穩(wěn)定預測系統(tǒng)具有良好的收斂性

5、能，逼近精度高，穩(wěn)定性判斷的正確率高，對運行方式的變化有較好的自適應性。 3．根據(jù)電力系統(tǒng)的運行實踐，提出了一種暫態(tài)穩(wěn)定極限在線估計與預防控制的方法。利用徑向基函數(shù)網(wǎng)絡良好的性能，實現(xiàn)對系統(tǒng)關鍵線路的暫態(tài)穩(wěn)定極限的在線估計，估計精度較高，滿足工程應用的要求。利用徑向基函數(shù)網(wǎng)絡所包含的偏導信息，方便地獲得關鍵線路的暫態(tài)穩(wěn)定裕度對各發(fā)電機有功出力的一階靈敏度，從而確定暫態(tài)穩(wěn)定預防控制的控制方向和控制量。山東煙臺-威海電網(wǎng)的實例仿真結

6、果表明：徑向基函數(shù)網(wǎng)絡能夠準確估計關鍵線路的暫態(tài)穩(wěn)定裕度與極限，所產(chǎn)生的預防控制決策可以防止發(fā)生預想事故后系統(tǒng)失穩(wěn)，有效地提高系統(tǒng)的暫態(tài)穩(wěn)定性。 4．混雜系統(tǒng)是包含連續(xù)變量動態(tài)系統(tǒng)和離散事件動態(tài)系統(tǒng)以及兩者相互作用、相互影響的動態(tài)系統(tǒng)，是控制科學與計算機科學的交叉熱點領域，主要研究內容包括混雜系統(tǒng)建模、分析與控制。電力系統(tǒng)在遭受大擾動后的暫態(tài)過程中具有顯著的混雜系統(tǒng)特性。發(fā)電機及其控制器的暫態(tài)響應表現(xiàn)為受物理規(guī)律支配的連續(xù)

7、動態(tài)，而伴隨暫態(tài)過程的一系列離散事件使系統(tǒng)的結構或參數(shù)發(fā)生變化，呈現(xiàn)出在不同的連續(xù)動態(tài)之間進行切換的非純一、混雜特性。 針對電力系統(tǒng)動態(tài)行為的非純一、混雜特性，提出了基于混雜系統(tǒng)理論的暫態(tài)穩(wěn)定緊急控制決策方法。建立了暫態(tài)穩(wěn)定緊急控制的混雜系統(tǒng)模型，在采用混雜自動機對系統(tǒng)暫態(tài)過程進行描述的基礎上，提出了一種監(jiān)督控制結構以及基于模型預測控制的優(yōu)化決策模型。提出了降低暫態(tài)穩(wěn)定緊急控制優(yōu)化決策問題規(guī)模與復雜度的策略。定義了輸電斷面有功功