參考電網(wǎng)建模及優(yōu)化方法研究.pdf

1、電網(wǎng)在發(fā)電與負荷平衡過程中起著重要的支撐作用，該平衡的能力與容量裕度及電網(wǎng)拓撲結(jié)構(gòu)緊密相關(guān)。隨著資源和環(huán)境問題日趨突出，終端用戶的電能替代以及發(fā)電側(cè)清潔替代成為發(fā)展趨勢，負荷及電源側(cè)波動性日趨增強，難以把握變化規(guī)律;其次電網(wǎng)中源、荷時空分布日趨不均，對輸電可靠性提出更高要求。電網(wǎng)對源、荷平衡的支撐作用面臨挑戰(zhàn)，如何對其進行評估以指導(dǎo)電網(wǎng)規(guī)劃具有重要的實際意義。
　　參考電網(wǎng)提供了一套能夠?qū)ΜF(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)進行客觀評估的標(biāo)準。通過對參考網(wǎng)絡(luò)

2、的最優(yōu)輸電容量和最優(yōu)阻塞成本進行量化，可將其與現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)進行比較，以明確輸電系統(tǒng)所需要的新投資。但是，參考電網(wǎng)模型應(yīng)用于實際大規(guī)模輸電系統(tǒng)時具有較大的計算復(fù)雜度;原始的參考電網(wǎng)模型基于電網(wǎng)拓撲結(jié)構(gòu)和發(fā)電、負荷水平確定的前提，未考慮未來負荷波動的不確定性，沒有關(guān)聯(lián)電網(wǎng)運行狀況，直接將其用于電網(wǎng)投資決策具有保守性，經(jīng)濟性較差。針對以上問題，本文對參考電網(wǎng)模型及其算法進行優(yōu)化，考慮未來負荷不確定性情況，預(yù)演電網(wǎng)發(fā)展規(guī)律，前瞻性地把握電網(wǎng)運行情況

3、，超前預(yù)判電網(wǎng)在未來時間窗內(nèi)區(qū)間負荷水平下的適應(yīng)性，使參考電網(wǎng)模型能夠更好地適應(yīng)輸電網(wǎng)規(guī)劃的新背景。本文的主要工作和創(chuàng)新成果如下:
　　(1)結(jié)合輸電價值決策最優(yōu)輸電能力，并基于參考電網(wǎng)的基本數(shù)學(xué)模型對其概念和意義進行分析，其次建立考慮N-1安全性分析的數(shù)學(xué)模型，并對其線性規(guī)劃算法進行優(yōu)化，以提高在實際大規(guī)模輸電網(wǎng)絡(luò)上的適用性。參考電網(wǎng)模型中約束眾多，運算量大且計算過程復(fù)雜。本文基于線路開斷轉(zhuǎn)移因子對N-1事故狀態(tài)下的線路約束加以

4、篩選，將斷線后越限最嚴重的線路逐一添加到原始模型中，排除冗余的無效約束。最后，通過IEEE算例和實際輸電網(wǎng)系統(tǒng)算例與其他方法進行對比，驗證該算法的準確性和高效性。
　　(2)針對現(xiàn)有參考電網(wǎng)模型未關(guān)聯(lián)電網(wǎng)運行策略以及未涉及電網(wǎng)現(xiàn)狀的不足，提出了考慮運行方式優(yōu)化和拓撲校正控制的參考電網(wǎng)優(yōu)化方法，為輸電網(wǎng)靈活規(guī)劃提供指導(dǎo)性意見?；谇罢皶r間尺度內(nèi)各時段負荷預(yù)測值和規(guī)劃網(wǎng)絡(luò)候選支路方案，構(gòu)建以最小化年發(fā)電成本和年輸成本之和為目標(biāo)，以系統(tǒng)

5、正常運行狀態(tài)以及N-1事故狀態(tài)下的運行安全要求為約束條件的參考電網(wǎng)優(yōu)化模型，對優(yōu)化模型中混合整數(shù)非線性約束式進行處理，將其轉(zhuǎn)換為混合整數(shù)線性規(guī)劃模型，并采用混合整數(shù)線性規(guī)劃法對優(yōu)化模型進行求解，得到最終的規(guī)劃方案。最后，通過算例分析說明了所提方法的有效性。
　　(3)針對現(xiàn)有參考電網(wǎng)模型未考慮未來負荷波動的不確定性以及現(xiàn)有負荷預(yù)測方法具有模糊性等不足，提出了考慮區(qū)間負荷的參考電網(wǎng)魯棒優(yōu)化方法，有利于提高參考電網(wǎng)規(guī)劃方案的安全性?；?/p>