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模型基于轨迹灵敏度技术电力系统模型预测紧急电压制约

收藏本文 2024-03-13 点赞:8001 浏览:24777 作者:网友投稿原创标记本站原创

摘要:在系统遭受扰动后,如何实施紧急电压制约来有效地阻止系统发生电压崩溃或系统瓦解是电力系统安全稳定运转的一道重要防线。本论文针对长期电压稳定场景,以准稳态模型为基础,结合混合系统轨迹灵敏度技术,分别将集中式和分布式模型预测制约引入紧急电压制约领域,并最终实现模型预测紧急电压制约系统的在线运用。本论文建立了全系统的集中式模型预测紧急电压制约模型。以负荷节点电压偏差量最小,以单一的切负荷作为制约实施代价,到综合考虑各种稳定电压的制约手段,如调节发电机R设定值、投切无功电源、调节有载调压变压器的分接头和切除部分负荷,使付出的制约成本最小,以两者的加权作为目标函数,建立含连续-离散变量的微分-代数方程作为约束的全系统集中式模型紧急电压制约模型,以增强系统的电压稳定性。采取轨迹灵敏度技术和准稳态仿真技术,求取状态变量和代数变量相对于制约变量的轨迹灵敏度,以而将集中式模型预测电压制约模型简化,提升滚动优化不足求解的效率。本论文还提出了基于信息交换的分布式模型预测紧急电压制约模型和协同分布式模型预测紧急电压制约模型。基于信息交换的分布式模型预测紧急电压制约模型将电力系统分成若干个子区域,区域间通过分解协调技术处理其边界不足,将系统模型和制约器分解。每个区域建立MPC滚动优化不足,在网络通信下实现各区域间信息交换,协调求解全系统的纳什最优解。协同分布式模型预测电压制约模型在基于信息交换的分布式模型预测制约的基础上,以所有子区域目标函数的凸组合来构建全局目标代价函数,利用轨迹灵敏度技术与网络通信交换信息将目标代价函数转化成与本区域制约变量有关的二次函数,以而可避开各子区域之间目标优化可能有着的冲突。两种分布式预测制约模型将一个大规模集中优化不足分散到若干个子区域中去求解,以而降低了不足的规模和复杂性。模型预测制约无需精确的系统数学模型,能有效处理多变量及约束不足,这些优势在电力系统电压稳定中的运用具有较好的适用性,同时利用轨迹灵敏度技术将非线性优化不足化简为二次规划不足,提升了优化效率。与传统的最优协调电压制约相比,仿真算例表明本论文所提策略能有效地增强系统电压的稳定性,并提升了模型预测制约算法的实用性。关键词:长期电压稳定论文紧急制约论文准稳态模型论文轨迹灵敏度论文集中式模型预测制约论文分布式模型预测制约论文

    摘要5-6

    ABSTRACT6-11

    英文缩写索引11-12

    第一章 绪论12-28

    1.1 选题背景与作用12-14

    1.2 MPC 国内外探讨近况14-23

    1.2.1 MPC 的基本结构14-16

    1.2.2 MPC 的基本原理16-18

    1.2.3 MPC 在电力系统中的运用近况18-23

    1.3 轨迹灵敏度技术的运用近况23-26

    1.4 本论文主要工作26-28

    第二章 轨迹灵敏度计算28-47

    2.1 准稳态模型与仿真28-31

    2.2 求解轨迹灵敏度的系统紧凑模型31-32

    2.3 轨迹灵敏度计算策略32-39

    2.3.1 连续点的轨迹灵敏度计算33-34

    2.3.2 跃变时刻的轨迹灵敏度计算34-39

    2.4 轨迹灵敏度的求解39-46

    2.5 本章小结46-47

    第三章 CMPC 紧急切负荷电压制约47-58

    3.1 简化MPC 的电压制约结构47

    3.2 CMPC 紧急切负荷电压制约47-52

    3.2.1 CMPC 紧急切负荷电压制约模型的简化48-50

    3.2.2 简化 CMPC 紧急切负荷电压制约模型的求解50-52

    3.3 算例浅析52-57

    3.3.1 算例1-增负荷53-55

    3.3.2 算例2-切除发电机 3455-57

    3.3.3 与ESP加树搜索法的比较浅析57

    3.4 本章小结57-58

    第四章 CMPC 紧急协调电压制约58-68

    4.1 引言58

    4.2 CMPC 紧急协调电压制约58-60

    4.2.1 CMPC 紧急协调电压制约优化模型58-59

    4.2.2 CMPC 紧急协调电压制约优化模型求解59-60

    4.3 算例浅析60-66

    4.3.1 算例1-New England 39节点系统60-63

    4.3.2 算例2-IEEE 145节点系统63-66

    4.4 与 CMPC 切负荷电压制约及 ESP 加树搜索法的比较浅析66-67

    4.5 本章小结67-68

    第五章 DMPC 紧急电压制约68-86

    5.1 DMPC 的基本思想68-70

    5.1.1 系统模型与制约不足分解68

    5.1.2 子区域目标函数的设计68-69

    5.1.3 子区域目标函数的协调案例69-70

    5.2 分布式模型预测电压制约的基本原理70-73

    5.3 CDMPC 电压制约73-79

    5.3.1 CDMPC 电压优化模型73-74

    5.3.2 CDMPC 优化模型求解74-75

    5.3.3 CDMPC 算例浅析75-79

    5.4 CODMPC 电压制约79-84

    5.4.1 CODMPC 电压优化模型79-80

    5.4.2 CODMPC 优化模型的求解80-81

    5.4.3 CODMPC 算例浅析81-84

    5.5 三种 MPC 电压制约性能比较浅析84-85

    5.6 本章小结85-86

    第六章 结论86-89

    6.1 全文总结86-87

    6.2 工作展望87-89

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