[發明專利]計及靜態電壓穩定約束的最少發電機優化調度方法

在審

• 申請號: 202211124645.7
• 申請日: 2022-09-15
• 公開（公告）號: CN115421461A
• 公開（公告）日: 2022-12-02
• 發明（設計）人: 王蕾;鄧曉帆;劉建濤;王聰;郭鼎立;吳科;許瑞龍
• 申請（專利權）人: 山東理工大學
• 主分類號: G05B19/418
• 分類號: G05B19/418
• 代理公司: 淄博市眾朗知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 37316
• 代理人: 張寧;程強強

計及靜態電壓穩定約束的最少發電機優化調度方法，屬于電壓穩定控制技術領域。S1構建計及靜態電壓穩定約束的最少發電機優化調度模型；S2將候選發電機集合中的發電機狀態作為求解離散變量的初始值；S3將最少發電機優化調度模型分解為一個混合整數線性規劃子問題和一個非線性規劃子問題；S4求解混合整數線性規劃子問題，將所得結果傳遞給非線性規劃子問題進行校驗；S5求解非線性規劃子問題；S6判斷兩個子問題的解是否滿足收斂條件，若不滿足收斂條件則添加整數割并再次執行步驟S4，若滿足收斂條件則輸出發電機及該發對應的調整量。

技術領域

計及靜態電壓穩定約束的最少發電機優化調度方法，屬于電壓穩定控制技術領域。

背景技術

現代電力系統的廣域互聯和電力市場變革過程中對經濟性考慮的側重使系統運行點經常處于靜態電壓穩定極限，負荷波動等小擾動的加入更加劇了電壓崩潰事故發生的風險。作為電力系統電壓穩定預防和校正控制的有效措施之一，發電機優化調度在提高靜態電壓穩定性方面應用廣泛。尤其在緊急運行狀態下，即電力系統的穩定裕度較小時，運行人員更關注如何能在盡可能短的時間內，實施最少數量的控制措施，及時調整系統運行狀態，預防系統潛在危險。因此，在電力系統緊急運行狀態下快速實施最少數量的控制尤為重要。

通常的發電機優化調度未考慮操作數量的問題，過多的發電機調整數量會給操作人員帶來實際運行的不便，不利于在系統負荷裕度較小時快速做出決斷，因此需要提出一種計及靜態電壓穩定約束的最少發電機優化調度方法。從數學上講，發電機優化調度的數學模型是一個混合整數非線性規劃模型，現有求解方法通常計算效率較低，其求解難點在于：(1)無功功率平衡直接影響電力系統的電壓穩定性，因此模型無法采用PQ解耦方法和線性化的直流潮流模型求解；(2)模型中不僅存在潮流平衡等大量非線性約束，還存在表征發電機狀態的離散變量和表征控制量的連續變量，導致原問題求解難度進一步增加。電力系統發電機重新調度過程中，由于發電機是否需要調整的0-1變量和連續潮流平衡方程中的非凸約束，導致電力系統重新調度問題非凸，難以求解。

現有技術中存在的技術問題是：(1)現有技術中有學者以最大化電力系統負荷裕度作為目標進行優化，雖可滿足靜態電壓穩定性提升要求，但優化結果通常包含對大量發電機的調整動作，不利于運行人員在系統負荷裕度較低時采取控制措施；且求解效率無法滿足在線應用的需求，不利于控制措施的快速實施；(2)傳統的混合整數非線性規劃求解方法求解效率較低，不能滿足時效性的需求，在部分情況下由于離散變量數量過多可能導致陷入局部最優無法收斂。

發明內容

本發明要解決的技術問題是：克服現有技術的不足，提供一種針對電壓穩定控制中控制數量多的問題，同時滿足緊急狀態時控制措施響應速度快的要求的計及靜態電壓穩定約束的最少發電機優化調度方法。

本發明解決其技術問題所采用的技術方案是：該計及靜態電壓穩定約束的最少發電機優化調度方法，其特征在于：包括如下步驟：

S1構建計及靜態電壓穩定約束的最少發電機優化調度模型，以調整最少數量的發電機為優化目標，以連續潮流平衡、潮流平衡、發電機有功出力調整平衡、靜態電壓穩定裕度提升需求、電力系統安全運行、靜態負荷模型為約束條件，并提出一種包含階段I快速篩選和階段II模型轉化的階段式求解策略對模型進行求解；

S2階段I通過計算負荷裕度對每臺發電機有功出力的靈敏度，并將靈敏度作為候選發電機集合分類篩選依據，階段II中離散變量的初始值默認候選發電機集合中所有發電機參與調整；

S3階段II將計及靜態電壓穩定約束的最少發電機優化調度模型分解為一個混合整數線性規劃子問題和一個非線性規劃子問題，混合整數線性規劃子問題用于快速求解哪些發電機需要調整出力，非線性規劃子問題用于計算出發電機有功出力的具體調整量；

S4求解混合整數線性規劃子問題，將所得結果傳遞給非線性規劃子問題進行校驗；

S5求解非線性規劃子問題；