参考电网建模及优化方法研究

发布时间：2018-01-09 12:30

  本文关键词：参考电网建模及优化方法研究　出处：《山东大学》2017年硕士论文　论文类型：学位论文

  更多相关文章： 参考电网 线路开断转移因子 运行方式优化 负荷区间

【摘要】：电网在发电与负荷平衡过程中起着重要的支撑作用,该平衡的能力与容量裕度及电网拓扑结构紧密相关。随着资源和环境问题日趋突出,终端用户的电能替代以及发电侧清洁替代成为发展趋势,负荷及电源侧波动性日趋增强,难以把握变化规律;其次电网中源、荷时空分布日趋不均,对输电可靠性提出更高要求。电网对源、荷平衡的支撑作用面临挑战,如何对其进行评估以指导电网规划具有重要的实际意义。参考电网提供了一套能够对现有网络进行客观评估的标准。通过对参考网络的最优输电容量和最优阻塞成本进行量化,可将其与现有网络进行比较,以明确输电系统所需要的新投资。但是,参考电网模型应用于实际大规模输电系统时具有较大的计算复杂度;原始的参考电网模型基于电网拓扑结构和发电、负荷水平确定的前提,未考虑未来负荷波动的不确定性,没有关联电网运行状况,直接将其用于电网投资决策具有保守性,经济性较差。针对以上问题,本文对参考电网模型及其算法进行优化,考虑未来负荷不确定性情况,预演电网发展规律,前瞻性地把握电网运行情况,超前预判电网在未来时间窗内区间负荷水平下的适应性,使参考电网模型能够更好地适应输电网规划的新背景。本文的主要工作和创新成果如下:(1)结合输电价值决策最优输电能力,并基于参考电网的基本数学模型对其概念和意义进行分析,其次建立考虑N-1安全性分析的数学模型,并对其线性规划算法进行优化,以提高在实际大规模输电网络上的适用性。参考电网模型中约束众多,运算量大且计算过程复杂。本文基于线路开断转移因子对N-1事故状态下的线路约束加以筛选,将断线后越限最严重的线路逐一添加到原始模型中,排除冗余的无效约束。最后,通过IEEE算例和实际输电网系统算例与其他方法进行对比,验证该算法的准确性和高效性。(2)针对现有参考电网模型未关联电网运行策略以及未涉及电网现状的不足,提出了考虑运行方式优化和拓扑校正控制的参考电网优化方法,为输电网灵活规划提供指导性意见。基于前瞻时间尺度内各时段负荷预测值和规划网络候选支路方案,构建以最小化年发电成本和年输成本之和为目标,以系统正常运行状态以及N-1事故状态下的运行安全要求为约束条件的参考电网优化模型,对优化模型中混合整数非线性约束式进行处理,将其转换为混合整数线性规划模型,并采用混合整数线性规划法对优化模型进行求解,得到最终的规划方案。最后,通过算例分析说明了所提方法的有效性。(3)针对现有参考电网模型未考虑未来负荷波动的不确定性以及现有负荷预测方法具有模糊性等不足,提出了考虑区间负荷的参考电网鲁棒优化方法,有利于提高参考电网规划方案的安全性。基于前瞻时间尺度内各时段负荷预测区间和未来年规划网络候选支路方案,构建以最小化年发电成本、备用成本和年输电成本为目标,以区间负荷下系统正常运行状态以及N-1事故状态下的运行安全要求为约束条件的参考电网鲁棒优化模型,对优化模型中区间形式约束进行处理,将其转换为线性规划模型,并采用线性规划法对优化模型进行求解,得到最终的规划方案。最后,通过算例分析说明了所提方法的有效性。
[Abstract]:This paper optimizes the power transmission capacity and the optimal congestion cost of the reference network , and then sets up a set of mathematical models that can evaluate the power transmission reliability . ( 2 ) A reference grid optimization model considering operation mode optimization and topology correction control is proposed for the existing reference power grid model which is not related to the grid operation strategy and the shortage of the current situation of the power grid . The optimization model of the reference power grid considering interval load is constructed to minimize the uncertainty of the annual power generation cost and annual transmission cost , and the optimization model is solved by the mixed integer linear programming method .

【学位授予单位】：山东大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：TM743

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本文编号：1401419