考虑电压安全裕度的电力系统最优潮流

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1、西南交通大学硕士学位论文主要工作(贡献)声明本人在学位论文中所做的主要工作或贡献如下：1．运用模糊集理论，建立了考虑电压安全裕度的模糊无功优化模型，用最大满意度法将原无功优化问题转化为满意度最大的非线性规划问题，并采用原一对偶内点法求解。仿真算例的结果表明：可以根据实际需要适当选取相应隶属函数的参数使得系统较好达到期望的优化目标；优化后的系统网损，模糊优化法与非模糊优化法相比有所增加，但节点电压离边界均有较大的安全裕度；优化后系统的运行点偏离初始运行点很小，说明该模型能够在初始运行点附近找到“满意解"。2．针对多目标最优潮流问题，运用模糊集理论将多目标模糊约束问题转化为单目标非线

2、性规划问题的数学模型，并采用原一对偶内点法求解。仿真算例的结果表明：该模糊规划模型能够较好处理不同量纲、相互冲突的多目标优化问题。模糊规划算法能够较好地协调系统网损、发电总耗量和确保节点电压裕度三者之间的关系。可实现在降低系统网损和发电总耗量的同时保证节点电压留有一定的裕度。本人郑重声明：所呈交的学位论文，是在导师指导下独立进行研究工作所得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出贡献的个人和集体，均已在文中作了明确说明。本人完全了解违反上述声明所引起的一切法律责任将由本人承担。蔓曙。r叼弘7tf．．7，Z1口f

3、O孙卜玺山作肌划搠筋日位挚1．1最优潮流的研究背景第1章绪论电力系统是现代社会中最重要、最复杂的系统工程之一，它由发电厂、输电系统、配电系统及负荷组成，担负着电能生产、输送、分配和消费的任务，为现代化社会生产和生活提供了绝大部分能量。在电力系统中，电能的生产需要耗费大量的燃料，电能在输送、分配和消费过程中存在着大量的损耗。对于这样一个大的生产、消费系统，如何节约能源，提高电力系统的运行效率，达到系统的优化运行，长期以来是许多学者研究与探讨的热点。电力系统最优化运行是指在保证系统安全稳定运行、满足用户用电需求(即负荷)的前提下，如何优化地调度系统中各发电机组或发电厂的运行，从而使系

4、统发电所需的总费用或所消耗的总燃料耗量达到最小的运筹决策问题。数学上，可将此问题描述为非线性规划或混合非线性规划问题。其最早的研究工作可以追溯到1920年以前，只不过在20世纪60年代之前它所涉及的范围仅仅局限于单纯考虑优化后的经济性，而未顾及到安全性等因素，因此一直被称为电力系统经济运行或经济调度，其核心是等微增率分配准则【l】。尽管经典经济调度方法具有方法简单，计算速度快，适宜于实时应用等优点，但是计算网损的工作量较大，而且只考虑发电机有功功率越界的约束，其他约束条件均不考虑，这与实际系统的运行情况不相符合。随着电力系统规模的不断扩大、运行水平的提高，经典经济调度方法在处理节

5、点电压越界及线路过负荷等安全约束的问题上却显得无能为力。特别是世界上电力系统几次重大事故之后，电力工业界认识到不能脱离系统安全稳定的要求而单纯地追求经济性，经典经济调度方法已经不能满足电力系统优化运行的需要了。60年代初期，法国工程师J．Carpentier首先提出了建立在严格数学基础之上的电力系统最优潮流模型【21，从此在电力系统最优运行理论的研究上展开了新的篇章。最优潮流(OptimalPowerFlow．OPF)Ih]题是指在满足特定的系统运行和安全约束条件下，通过调整系统中可利用控制手段实现预定目标最优的系统稳定运行状态【31。同经典经济调度法相比，最优潮流具有全面规划、

6、统筹考虑的优点，它能将安全运行和最优经济运行等问题综合考虑，统一用数学模型来描述，从而第一次将电力系统对于经济性、安全性以及电能质量三方面的要求完美地统一起来。最优潮流问题的提出使电力系统最优运行理论的研究提到～个新的高度，受到广泛的重视和研究。发展至今，最优潮流已在电力系统的安全运行、经济调度、电网规划、可靠性分析、阻塞管理和能量管理系统等方面得到广泛的应用，成为电力系统网络运行分析和优化的一种不可缺少的工具。1．2最优潮流的研究现状电力系统最优潮流，就是当系统的结构参数及负荷情况给定时，通过控制变量的优选，找到能满足所有指定的约束条件，并使系统的一个或多个性能指标达到最优时的

7、潮流分布【41。最优潮流具有统筹兼顾、全面规划的优点，不但考虑系统有功负荷，而且考虑系统无功负荷的最优分配；不但考虑各发电单元的有功上、下限，还可以考虑各发电单元的无功上、下限，各节点电压大小的上、下限等。为了进一步反映系统间安全性限制、联络线功率限制、节点对的功角差限制等。就能将安全性运行和最优经济运行等问题，综合地用统一的数学模型来描述，从而把经济调度和安全监控结合起来。最优潮流是一个大规模、多约束、非线性的优化问题，通过该问题的求解，最终达到优化现有资源、降低发电成本、减少