基于动态博弈理论的电力系统多区域电压协同控制研究

发布时间：2017-07-28 11:05

  本文关键词：基于动态博弈理论的电力系统多区域电压协同控制研究

  更多相关文章： 电压控制 协同控制 动态博弈 Ward等值 内点法

【摘要】：随着大规模互联电网的快速发展,区域电网之间的耦合越来越强,各区域通过各种电压控制手段稳定自身的电压的同时,也会对相邻区域电网的电压水平产生影响。实现各区域电压控制之间的协调动作,能够有效提高电压控制效果,稳定系统电压。本文针对多区域电网电压控制之间的协调问题主要做了以下的研究工作:首先,介绍电力系统电压稳定性和电压控制的一些基本概念,总结目前电力系统协调电压控制方面的国内外研究现状,确定长期电压稳定作为本文的研究对象,搭建长期电压稳定时间框架下的电力系统的详细数学模型。其次,对多区域电压控制之间的博弈现象进行了分析,将动态博弈理论引入到电压控制中,提出多区域电压协同控制方法,并在现有的最优协调电压控制模型的基础上,采用非零和、非合作、非线性二次型博弈类型,搭建多区域电压协同控制的博弈模型。该电压控制方法能够实现两个层面上的协调,一方面能够协调区域内各不同电压控制器之间的动作,另一方面能够协调不同区域之间的电压控制行为。再次,对多区域电压协同控制的求解算法进行探究,综合分析其模型的数学特征和多区域电网的特点,对模型进行一系列处理,将其化为易于求解的模型。结合分布式算法和最优化算法,提出用于求解该问题的基于Ward等值和原对偶内点法的两层迭代算法,并详细介绍了算法原理和计算步骤。最后,以新英格兰10机39节点测试系统和由两个39节点系统构建的78节点系统作为研究算例,通过基于Ward等值和原对偶内点法的两层迭代算法求取多区域电压协同控制的纳什均衡策略,并对单区域最优协调电压控制、全网最优协调电压控制和多区域电压协同控制三种电压控制方法的仿真结果进行了详细的对比。算例结果表明,基于动态博弈理论的多区域电压协同控制方法能够有效提高电力系统的长期电压稳定性,改善系统电压水平,并且相对于其他两种控制方法具有其自身的优势,其控制策略能够协调各区域间的电压控制,而且对于每个区域都具有说服力,各区域都会忠实地执行该控制策略,从而验证了本文所提电压控制方法的有效性和优越性。
【关键词】：电压控制 协同控制 动态博弈 Ward等值 内点法
【学位授予单位】：华南理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TM714.2
【目录】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-11
• 第一章 绪论11-21
• 1.1 论文的研究背景和意义11-13
• 1.2 协调电压控制研究现状13-19
• 1.2.1 三级协调电压控制13-14
• 1.2.2 最优协调电压控制14-17
• 1.2.3 区域协调电压控制17-19
• 1.3 博弈论在电力系统研究中的应用19-20
• 1.4 本文的主要工作20-21
• 第二章 长期电压稳定分析的数学模型21-32
• 2.1 多时标框架下的电力系统模型21-22
• 2.2 电力系统各元件模型22-28
• 2.2.1 发电机的数学模型22-23
• 2.2.2 励磁系统的数学模型23-24
• 2.2.3 有载调压变压器模型24-26
• 2.2.4 可投切并联电容器组模型26-27
• 2.2.5 综合负荷模型27-28
• 2.3 网络模型28-29
• 2.4 长期电压稳定的准稳态仿真29-31
• 2.4.1 准稳态仿真的原理29-30
• 2.4.2 准稳态近似后系统方程的变化30-31
• 2.4.3 准稳态仿真的求解过程31
• 2.5 本章小结31-32
• 第三章 多区域电网电压协同控制模型32-38
• 3.1 多区域电压控制之间的博弈32-34
• 3.1.1 区域电压控制之间的博弈机理32-33
• 3.1.2 应用博弈论解决区域电压控制协调问题的原因33-34
• 3.2 最优协调电压控制模型34-36
• 3.2.1 电力系统的准稳态模型34
• 3.2.2 最优协调电压控制传统模型34-36
• 3.2.3 目标函数的改进36
• 3.3 多区域电压协同控制的动态博弈模型36-37
• 3.4 本章小结37-38
• 第四章 多区域电压协同控制模型的求解38-54
• 4.1 DGOCVC模型的转化38-41
• 4.1.1 离散状态变量的处理38-39
• 4.1.2 离散控制变量的处理39-40
• 4.1.3 微分方程的差分化处理40-41
• 4.2 内嵌离散罚函数的非线性原对偶内点法41-46
• 4.3 纳什均衡的求取46-47
• 4.4 多区域电网的WARD等值47-51
• 4.5 基于WARD等值和内点法的两层迭代算法51-52
• 4.6 本章小结52-54
• 第五章 算例分析54-68
• 5.1 新英格兰10机 39节点系统算例54-62
• 5.1.1 系统参数54-55
• 5.1.2 计算结果分析与比较55-62
• 5.2 78节点系统算例62-67
• 5.3 本章小结67-68
• 第六章 结论与展望68-70
• 6.1 结论68
• 6.2 展望68-70
• 参考文献70-74
• 附录74-77
• 攻读硕士学位期间取得的研究成果77-78
• 致谢78-79
• 附件79

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本文编号：583707