[發(fā)明專利]基于模糊機(jī)會約束的電力系統(tǒng)網(wǎng)架重構(gòu)優(yōu)化方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410073048.5
• 申請日: 2014-02-26
• 公開（公告）號: CN104868465B
• 公開（公告）日: 2017-12-29
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 李文云;梁海平;朱濤;顧雪平;趙川;劉艷;李玲芳;張雪麗;梁鈴;馬騰飛;張丹;葉華;左智波
• 申請（專利權(quán)）人: 云南電力調(diào)度控制中心;華北電力大學(xué)(保定)
• 主分類號: H02J3/00
• 分類號: H02J3/00;G06Q10/04;G06Q50/06
• 代理公司: 北京超凡志成知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙)11371
• 代理人: 吳開磊

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種基于模糊機(jī)會約束的電力系統(tǒng)網(wǎng)架重構(gòu)優(yōu)化方法，屬電力系統(tǒng)安全防御與恢復(fù)控制領(lǐng)域。

技術(shù)背景

近年來不斷發(fā)生的大停電事故表明，大停電是現(xiàn)代電力系統(tǒng)必須面對的嚴(yán)重威脅。隨著電力系統(tǒng)規(guī)模的日益擴(kuò)大及社會對電力供應(yīng)依賴度的不斷提高，大停電事故造成的后果也越來越嚴(yán)重。網(wǎng)架重構(gòu)階段的主要任務(wù)是充分利用前一階段已恢復(fù)的孤立小系統(tǒng)，選擇合適的待恢復(fù)廠站與線路組合并確定相應(yīng)的投運(yùn)順序，盡快為重要廠站送電并逐步建立起穩(wěn)定的網(wǎng)架結(jié)構(gòu)。網(wǎng)架重構(gòu)階段系統(tǒng)恢復(fù)的好壞直接影響到后續(xù)負(fù)荷恢復(fù)以及整個電網(wǎng)的恢復(fù)效率。

目前網(wǎng)架重構(gòu)研究的主要工作集中在兩方面：目標(biāo)網(wǎng)架的確定以及恢復(fù)到目標(biāo)網(wǎng)架的具體恢復(fù)路徑序列的確定。在研究中大多將線路的操作時間作為確定數(shù)來處理，但由于網(wǎng)架重構(gòu)階段涉及的元件及操作眾多，對線路投運(yùn)來說，其操作時間具有不確定性。有學(xué)者認(rèn)識到了這一點而將操作時間作隨機(jī)數(shù)處理，但隨機(jī)分布規(guī)律是建立在大量的統(tǒng)計數(shù)據(jù)之上的，歷史數(shù)據(jù)很可能由于數(shù)據(jù)量不足而產(chǎn)生偏差，從而導(dǎo)致結(jié)果不準(zhǔn)確。而結(jié)合歷史數(shù)據(jù)及相關(guān)運(yùn)行經(jīng)驗，我們往往較容易確定其最可能的取值以及可能分布的范圍，操作時間的這種不確定情況更適合用模糊變量表示，且可以用隸屬函數(shù)很好的表示其模糊特性。因此，將操作時間作為模糊變量處理更貼近理論實際。同樣，線路投運(yùn)時的恢復(fù)可靠性也具有不確定性，不同線路組合造成目標(biāo)網(wǎng)架整體的恢復(fù)可靠性也不同，而基于系統(tǒng)安全性的考慮，我們往往希望形成的目標(biāo)網(wǎng)架具有高的可靠性，之前也少有對這方面的研究。

發(fā)明內(nèi)容

針對上述背景，本發(fā)明綜合考慮線路投運(yùn)時其操作時間與恢復(fù)可靠性的不確定性，提出了一種基于模糊機(jī)會約束的電力系統(tǒng)網(wǎng)架重構(gòu)優(yōu)化方法，以得到更為合理準(zhǔn)確的網(wǎng)架重構(gòu)方案。

為達(dá)到上述目的，該網(wǎng)架重構(gòu)優(yōu)化方法包括網(wǎng)架重構(gòu)優(yōu)化模型的建立模塊與網(wǎng)架重構(gòu)優(yōu)化算法模塊。

所謂網(wǎng)架重構(gòu)優(yōu)化模型的建立，即將線路操作時間與恢復(fù)可靠性假設(shè)為三角模糊變量，在此基礎(chǔ)上定義整個網(wǎng)架的恢復(fù)可靠性指標(biāo)，運(yùn)用模糊機(jī)會約束規(guī)劃理論，以機(jī)組在其啟動時限內(nèi)成功獲得啟動電源為約束，以在盡可能短的重構(gòu)時間內(nèi)網(wǎng)架恢復(fù)可靠性達(dá)到最高為目標(biāo)，建立網(wǎng)架重構(gòu)優(yōu)化的模糊機(jī)會約束模型，以期得到滿足一定置信水平的網(wǎng)架重構(gòu)方案。

所謂網(wǎng)架重構(gòu)優(yōu)化算法是由最短路徑算法、模糊模擬以及交叉粒子群算法三部分結(jié)合而成。即根據(jù)前述建立的模型及網(wǎng)架重構(gòu)的特點，提出適用于本模型求解的方法，采用基于模糊模擬的交叉粒子群算法為待恢復(fù)目標(biāo)節(jié)點優(yōu)化恢復(fù)順序，同時采用經(jīng)典的Dijkstra算法為待恢復(fù)節(jié)點確定恢復(fù)路徑。

此外，本發(fā)明對由算法優(yōu)化得到的恢復(fù)方案進(jìn)行潮流校驗，只有通過潮流校驗或各調(diào)節(jié)量在允許范圍內(nèi)的方案才視為可行。

所述基于模糊機(jī)會約束的電力系統(tǒng)網(wǎng)架重構(gòu)優(yōu)化方法的具體步驟如下：

步驟一，以三角模糊變量來表示發(fā)明中涉及到的線路操作時間等模糊不確定量；

步驟二，定義待恢復(fù)節(jié)點的恢復(fù)可靠性并進(jìn)一步確定整個網(wǎng)架的恢復(fù)可靠性指標(biāo)；

步驟三，以機(jī)組在其啟動時限內(nèi)成功獲得啟動電源為約束，以在盡可能短的重構(gòu)時間內(nèi)網(wǎng)架恢復(fù)可靠性達(dá)到最高為目標(biāo)，建立基于模糊機(jī)會約束的網(wǎng)架重構(gòu)優(yōu)化模型；

步驟四，網(wǎng)架重構(gòu)優(yōu)化模型的求解，進(jìn)一步地：

(1)確定黑啟動電源和待恢復(fù)目標(biāo)節(jié)點并設(shè)置初始參數(shù)，形成N_p個初始粒子；

(2)對粒子進(jìn)行循環(huán)迭代，i＝1：N_p；

(3)取當(dāng)前粒子i，調(diào)用Dijkstra算法搜索在該恢復(fù)順序下各目標(biāo)節(jié)點的恢復(fù)路徑；

(4)對機(jī)組節(jié)點，采用模糊模擬檢驗?zāi)：龣C(jī)會約束；

(5)判斷是否通過檢驗，是則進(jìn)行(6)，否則，利用變異操作對粒子進(jìn)行更新，之后返回步驟(3)；

(6)對通過校驗的粒子進(jìn)行潮流校驗；

(7)判斷所有粒子是否迭代完成；是則進(jìn)行(8)，否則返回步驟(2)；

(8)模糊模擬計算粒子的適應(yīng)度，并確定個體極值p_best、全局極值g_best以及它們對應(yīng)的極值位置p_xbest、g_xbest；

(9)利用交叉迭代操作對粒子進(jìn)行更新；

(10)判斷是否達(dá)到迭代的最大次數(shù)；是則進(jìn)行(11)，否則返回步驟(2)；

(11)輸出最優(yōu)粒子及對應(yīng)的節(jié)點恢復(fù)路徑，即得到最終的網(wǎng)架重構(gòu)方案。

附圖說明