考虑线路运行状态的电网风险调度模型与方法研究
发布时间：2021-03-02 19:27
输电线路作为构成电网的基本元件,其运行可靠性和可载性对于制定电网的调度决策具有重要影响。本文面向实时、日前和中短期等多个时间尺度,针对考虑线路运行状态的风险调度模型和方法开展了深入研究,并进行了相关工程应用的探索和实践。主要研究内容及其成果包括:（1）提出了一种考虑线路热惯性的增强型安全约束最优潮流模型,采用动态增容技术提升事故后的线路短期运行容量,应对可能出现的潮流越限风险,以保证电网的安全稳定运行。针对两种典型的过载线路导体温度变化过程,提出了等效时间法,建立了最高导体温度和机组出力的关联关系。该模型通过扩大电网安全运行域,寻找更优的电网运行点,同时兼顾了预防控制最优潮流模型的安全性特点和校正控制最优潮流模型的经济性优势。（2）提出了基于风险的发、输电设备检修计划和机组组合计划协同优化模型,考虑了由线路强迫停运引发的潮流越限事故后果。为求解该涉及多时段、多场景的中短期电网运行决策模型,进一步提出了基于拉格朗日松弛技术和Benders分解方法三层迭代计算框架。原问题被拆分成机组与线路检修、机组组合和风险调度等多个子问题,进行独立求解和迭代协调。通过设备检修和机组组合的协同优化,系统的...
【文章来源】：浙江大学浙江省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：128 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
图2.1两种典型的事故后线路潮流和导体温度变化过程
浙江大学博士学位论文第2章考虑线路热惯性的增强型安全约束最优潮流19组再调整计划，模型求解的计算量会随着故障场景数量的增加和增长。在应用于大规模电力系统时，如何控制模型的计算时间是值得关注的问题。2.4基于Benders分解的求解方法图2.2基于Benders分解算法的求解流程Benders分解作为在电力系统领域应用广泛的分解算法之一，由J.F.Benders首次提出。最初，用于解决大规模的混合整数优化问题[101]。目前，该算法已经成功应用于处理多种电力系统领域的优化问题，包括：机组组合问题[102]、经济调度问题[103]和输电规划问题[104]等。在采用Benders分解算法时，问题的最优解通过
浙江大学博士学位论文第2章考虑线路热惯性的增强型安全约束最优潮流24表2.2沿线环境参数ρf(kg/m3)μf(Pa*s)kf(W/m*℃)Ta(℃)VW(m/s)Kangle(°)qs(W/m)1.0292.04*10-50.029540.00.6190.014.1在上述参数条件下，线路导体热过程的时间常数为14min。在线路额定负载电流992A下，相应的导体稳态温度为100.0℃。所有的算例测试均在一台4Intel(R)Core(TM)i5-6200UCPU(2.3GHz)配置的个人电脑上完成。测试程序是在Matlab平台上编写的，底层优化问题采用Cplex优化包进行求解。2.5.16节点系统测试结果图2.36节点系统线路接线图6节点系统由3台发电机组、3个负荷节点和11条输电线路组成，其拓扑接线如图2.3所示。针对6节点系统的仿真分析，选取11个“N-1”的线路故障场景。在第k个故障场景中，线路k发生随机故障。系统响应时间和机组爬坡时间分别为5min和7min。保守地将线路的热额定温度设置为100.0℃。连续求解10次针对6节点系统的增强型安全约束最优潮流模型，平均求解时间为10.07s。每次迭代过程中的详细优化结果如表2.3所示。
【参考文献】：
期刊论文
[1]台风灾害场景下考虑运行状态的配电网风险评估方法[J]. 王永明,殷自力,李琳,王星海,张功林,穆云飞. 电力系统及其自动化学报. 2018(12)
[2]电力设备状态大数据分析的研究和应用[J]. 江秀臣,盛戈皞. 高电压技术. 2018(04)
[3]大电网全局监控内涵与关键技术[J]. 郭建成,南贵林,许丹,庄卫金,闪鑫,赵林,杨胜春. 电力系统自动化. 2018(18)
[4]计及线路热惯性效应的模型预测控制安全经济调度模型[J]. 冯凯,应展烽,陈汹,吴军基,张旭东. 电工技术学报. 2018(08)
[5]基于短期覆冰预测的电网覆冰灾害风险评估方法[J]. 晏鸣宇,周志宇,文劲宇,郭创新,陆佳政,姚伟. 电力系统自动化. 2016(21)
[6]台风及暴雨对电网故障率的时空影响[J]. 吴勇军,薛禹胜,谢云云,王昊昊,段荣华,黄伟. 电力系统自动化. 2016(02)
[7]电网运行风险评估与定级体系的构建及应用[J]. 王一枫,汤伟,刘路登,郭创新. 电力系统自动化. 2015(08)
[8]输电线路的雷击跳闸概率预测计算新方法[J]. 赵芝,石季英,袁启海,林济铿,叶剑华,胡世骏. 电力系统自动化. 2015(03)
[9]强风雨荷载冲击下的输电线路可靠性建模方法[J]. 杨清,魏亚楠,赵渊,熊小伏,王建. 电力自动化设备. 2015(02)
[10]云平台下输变电设备状态监测大数据存储优化与并行处理[J]. 宋亚奇,周国亮,朱永利,李莉,王刘旺,王德文. 中国电机工程学报. 2015(02)
本文编号：3059816
【文章来源】：浙江大学浙江省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：128 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
图2.1两种典型的事故后线路潮流和导体温度变化过程
浙江大学博士学位论文第2章考虑线路热惯性的增强型安全约束最优潮流19组再调整计划，模型求解的计算量会随着故障场景数量的增加和增长。在应用于大规模电力系统时，如何控制模型的计算时间是值得关注的问题。2.4基于Benders分解的求解方法图2.2基于Benders分解算法的求解流程Benders分解作为在电力系统领域应用广泛的分解算法之一，由J.F.Benders首次提出。最初，用于解决大规模的混合整数优化问题[101]。目前，该算法已经成功应用于处理多种电力系统领域的优化问题，包括：机组组合问题[102]、经济调度问题[103]和输电规划问题[104]等。在采用Benders分解算法时，问题的最优解通过
浙江大学博士学位论文第2章考虑线路热惯性的增强型安全约束最优潮流24表2.2沿线环境参数ρf(kg/m3)μf(Pa*s)kf(W/m*℃)Ta(℃)VW(m/s)Kangle(°)qs(W/m)1.0292.04*10-50.029540.00.6190.014.1在上述参数条件下，线路导体热过程的时间常数为14min。在线路额定负载电流992A下，相应的导体稳态温度为100.0℃。所有的算例测试均在一台4Intel(R)Core(TM)i5-6200UCPU(2.3GHz)配置的个人电脑上完成。测试程序是在Matlab平台上编写的，底层优化问题采用Cplex优化包进行求解。2.5.16节点系统测试结果图2.36节点系统线路接线图6节点系统由3台发电机组、3个负荷节点和11条输电线路组成，其拓扑接线如图2.3所示。针对6节点系统的仿真分析，选取11个“N-1”的线路故障场景。在第k个故障场景中，线路k发生随机故障。系统响应时间和机组爬坡时间分别为5min和7min。保守地将线路的热额定温度设置为100.0℃。连续求解10次针对6节点系统的增强型安全约束最优潮流模型，平均求解时间为10.07s。每次迭代过程中的详细优化结果如表2.3所示。
【参考文献】：
期刊论文
[1]台风灾害场景下考虑运行状态的配电网风险评估方法[J]. 王永明,殷自力,李琳,王星海,张功林,穆云飞. 电力系统及其自动化学报. 2018(12)
[2]电力设备状态大数据分析的研究和应用[J]. 江秀臣,盛戈皞. 高电压技术. 2018(04)
[3]大电网全局监控内涵与关键技术[J]. 郭建成,南贵林,许丹,庄卫金,闪鑫,赵林,杨胜春. 电力系统自动化. 2018(18)
[4]计及线路热惯性效应的模型预测控制安全经济调度模型[J]. 冯凯,应展烽,陈汹,吴军基,张旭东. 电工技术学报. 2018(08)
[5]基于短期覆冰预测的电网覆冰灾害风险评估方法[J]. 晏鸣宇,周志宇,文劲宇,郭创新,陆佳政,姚伟. 电力系统自动化. 2016(21)
[6]台风及暴雨对电网故障率的时空影响[J]. 吴勇军,薛禹胜,谢云云,王昊昊,段荣华,黄伟. 电力系统自动化. 2016(02)
[7]电网运行风险评估与定级体系的构建及应用[J]. 王一枫,汤伟,刘路登,郭创新. 电力系统自动化. 2015(08)
[8]输电线路的雷击跳闸概率预测计算新方法[J]. 赵芝,石季英,袁启海,林济铿,叶剑华,胡世骏. 电力系统自动化. 2015(03)
[9]强风雨荷载冲击下的输电线路可靠性建模方法[J]. 杨清,魏亚楠,赵渊,熊小伏,王建. 电力自动化设备. 2015(02)
[10]云平台下输变电设备状态监测大数据存储优化与并行处理[J]. 宋亚奇,周国亮,朱永利,李莉,王刘旺,王德文. 中国电机工程学报. 2015(02)
本文编号：3059816
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