預(yù)想事故下考慮線路反時(shí)限特性的備用優(yōu)化模型研究.pdf

1、電力系統(tǒng)的備用配置是安全運(yùn)行的前提，是系統(tǒng)安全性與可靠性的保障。隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)需求的增長(zhǎng)，系統(tǒng)規(guī)模的逐步擴(kuò)大，系統(tǒng)運(yùn)行中的不確定因素不斷增多，如：負(fù)荷波動(dòng)、線路故障、機(jī)組隨機(jī)停運(yùn)等。此類故障都會(huì)引起系統(tǒng)的有功功率缺額，對(duì)系統(tǒng)安全造成很大的威脅，嚴(yán)重時(shí)可能會(huì)致使大面積停電，從而影響國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展。隨著光伏發(fā)電的迅速發(fā)展，大規(guī)模光伏入網(wǎng)在一定程度上緩解了能源危機(jī)，但是由于光伏發(fā)電本身的不確定性和間歇性，對(duì)系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行造成了更大的沖擊。所以

2、為了保證系統(tǒng)安全、穩(wěn)定運(yùn)行，必須配置較大容量的備用以應(yīng)對(duì)預(yù)想事故。傳統(tǒng)的備用配置通常以最大機(jī)組容量或最大負(fù)荷的一定百分比定容，此方式雖然能夠保證系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行，但其經(jīng)濟(jì)性較差。因此本文針對(duì)這一點(diǎn)，結(jié)合線路熱穩(wěn)定反時(shí)限特性對(duì)線路進(jìn)行松弛，并在此基礎(chǔ)上進(jìn)行預(yù)想事故下的備用優(yōu)化，在保證安全性的前提下，提高了經(jīng)濟(jì)性。
　　首先，本文介紹了電力系統(tǒng)備用的含義、類別和備用配置的一些基本方法—確定性方法、概率性方法、基于成本效益分析方法、隨

3、機(jī)優(yōu)化方法；也介紹了線路保護(hù)反時(shí)限特性的定義和分類，并結(jié)合備用響應(yīng)速度和線路反時(shí)限過電流保護(hù)特性進(jìn)行計(jì)算并得出對(duì)應(yīng)時(shí)刻的線路可承受越限極值程度，并針對(duì)本文研究進(jìn)行了選擇；分析了光伏并網(wǎng)后對(duì)系統(tǒng)以及系統(tǒng)備用配置的影響。
　　其次，結(jié)合線路保護(hù)反時(shí)限特性建立了預(yù)想事故下的備用優(yōu)化模型。模型中以系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)最小為目標(biāo)函數(shù)，以常規(guī)機(jī)組性能、網(wǎng)絡(luò)安全、線路熱穩(wěn)定限值等為約束條件，將備用響應(yīng)速度與線路保護(hù)反時(shí)限特性中求得的線路對(duì)應(yīng)時(shí)刻可承受越限極

4、值程度相結(jié)合，對(duì)預(yù)想事故下的備用進(jìn)行了優(yōu)化。
　　接著，針對(duì)在光伏并網(wǎng)后為保證系統(tǒng)在棄光最小化情況下安全運(yùn)行的同時(shí)提高經(jīng)濟(jì)性的情況，本文考慮失負(fù)荷風(fēng)險(xiǎn)指標(biāo)及棄光風(fēng)險(xiǎn)指標(biāo)，引入可中斷負(fù)荷，并結(jié)合線路保護(hù)反時(shí)限特性，建立了光伏并網(wǎng)后不同預(yù)想事故下的備用優(yōu)化模型。模型中以發(fā)電和備用成本最小為目標(biāo)函數(shù)，以系統(tǒng)功率平衡、機(jī)組輸出功率約束、機(jī)組爬坡率約束、線路潮流及熱穩(wěn)定約束、機(jī)組最小開停機(jī)時(shí)間約束、失負(fù)荷風(fēng)險(xiǎn)、棄光風(fēng)險(xiǎn)約束、可中斷負(fù)荷出力上

5、下限、可中斷負(fù)荷最小中斷時(shí)間約束和中斷次數(shù)等為約束條件，同時(shí)將備用響應(yīng)速度與線路保護(hù)反時(shí)限特性中求得的線路對(duì)應(yīng)時(shí)刻可承受越限極值程度相結(jié)合，進(jìn)行了不同預(yù)想事故下的備用優(yōu)化。
　　最后，本文以IEEE6機(jī)30節(jié)點(diǎn)標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試系統(tǒng)及含光伏系統(tǒng)的IEEE6機(jī)30節(jié)點(diǎn)系統(tǒng)為算例，將模型中的非線性式進(jìn)行線性化或近線性化，并調(diào)用商用混合整數(shù)線性規(guī)劃CPLEX求解器進(jìn)行求解。算例結(jié)果表明，預(yù)想事故發(fā)生后，電力系統(tǒng)結(jié)合線路保護(hù)的反時(shí)限特性，通過不同響