摘要：如今,可耗竭资源日益枯竭,生态环境不断恶化,节能减排势在必行。电网如何应对这一形势显得十分关键。由此,伴随大规模可再生资源发电并网,以及主动负荷的不断融入,未来电网必定是骨干电网、分布式发电以及微网共同进展。在这一背景下,如何在电网安全运转前提下,充分挖掘调度和制约的主动性,以应对被动性的波动,达到精细化的优化决策显得尤为重要。由此,在前人探讨的基础上,如何提升预测的精度?如何深入探讨电压支撑的规律?如何在交流潮流环境下探讨机组的启停不足?对未来电网运转效率的提升有重要的论述作用和现实价值。对此,本论文以电网短期运转优化决策角度出发,将探讨焦点放在：电网节点有功、无功变化规律的预测,电网自动电压制约(C)中的无功优化,以及交流潮流约束下的机组组合等不足的探讨上,其主要探讨工作和成果如下：(1)针对当前电网中节点负荷自身单独、孤立预测所显现的弱点,提出了节点负荷的立体化预测系统与策略,主要包括：电网能量流按层、区的拓扑结构划分；在节点与负荷总量相关性浅析的基础上,选择电网中各节点的预测方式；结合相应预测策略实现任一节点的预测。文中的预测策略分别基于最小二乘支持向量机、卡尔曼滤波以及加权递推最小二乘等技术。立体化预测策略,实现了节点负荷自身变化规律和与负荷总量以及其他节点的牵制规律之间的有机结合,对现有的预测策略具有包容性,能够满足灵活多变的电网安全浅析与决策的需求。(2)对应制约方式,提出在C实施中,一定有功方式下,第无功优化不足的两阶段处理思路,即动态无功优化体现在未来周期(24小时)内考虑连续量作用的离散量的定位,在此基础上的仅考虑连续量决策的超前无功优化,以而为二级制约确定有效的基点。针对其中的动态无功优化,由于离散调节设备动作次数的限制带来的时间上的耦合,加之连续量对其影响,提出了遗传算法与内点法有机结合的算法。其核心在于：将优化历程分为内层和外层的交替处理,在外层,以融入模拟退火思想的改善遗传算法求解离散变量的最优配置,在内层,则采取非线性原对偶内点法求解离散量确定下的连续优化不足,充分发挥两种算法各自的优势,实现动态无功优化不足的有效求解。(3)针对电网电压、无功特性对机组组合的影响,构建考虑交流潮流约束的机组组合模型,并将发电机组的安全运转极限引入其中,以计及有功、无功输出间的耦合。对于该模型依据Benders分解的基本原理,将其分解为主、子两层优化不足,其中主不足是无网络约束的机组组合,用以决策机组的启停及有功输出,子不足是以节点电压约束及支路载流约束所对应的松弛量最小为目标的优化潮流不足,用以实现交流潮流网络约束的校验。以子不足目标函数非零判定主不足决策有功方式不可行,并产生Benders割反馈给主不足,通过主、子不足的迭代,实现对原不足的求解。文中还就电压、无功特性制约机组启停的机理进行了浅析。(4)提出了计及系统校正再调度能力的安全约束机组组合(SCUC)模型以及求解策略,将机组的启停状态纳入到计及设想事件的调度当中,有利于提升电网运转的安全性。文中基于Benders分解的基本思想,构造主、子不足的两层迭代方式,其中主不足为无网络约束的机组组合,子不足分为正常状态下和设想事件状态下的网络安全校验。SCUC中计及系统的校正制约能力,既能减少设想事件对于正常状态下机组运转点的影响,提升经济性,又能扩大优化调度的空间,提升运转决策的适应能力。同时,该模型采取全交流潮流约束,由此能够计及无功、电压特性的制约,避开了由于直流潮流约束条件不满足而导致的决策结果不可行的情况。关键词：电力系统论文电网运转论文节点负荷预测论文无功预测论文动态无功优化论文交流潮流论文机组组合论文校正制约论文Benders分解论文
摘要8-10
ABSTRACT10-13
第一章 绪论13-27
1.1 课题背景与作用13-14
1.2 课题探讨近况回顾14-24
1.2.1 关于负荷预测的探讨14-17
1.2.2 关于无功优化的探讨17-21
1.2.3 关于机组组合的探讨21-24
1.3 目前有着的不足24-25
1.4 本论文主要工作和成果25-27
第二章 电网节点负荷的立体化预测策略27-47
2.1 引言27-28
2.2 节点负荷立体化预测系统28-32
2.2.1 电网能量流拓扑28-30
2.2.2 节点与总量间以及节点间的牵制规律浅析30-31
2.2.3 立体化预测策略的形成31-32
2.3 预测策略的实现32-38
2.3.1 基于最小二乘支持向量机的系统总负荷预测32-35
2.3.2 基于Kalman滤波的节点参量预测模型与策略35-36
2.3.3 节点负荷的组合预测策略36-38
2.4 算例及其浅析38-45
2.4.1 能量流拓扑的形成39
2.4.2 节点与总量间的相关性浅析39-40
2.4.3 节点负荷的超短期预测结果40-42
2.4.4 节点的日负荷预测结果42-45
2.5 本章小结45-47
第三章 C中的动态无功优化47-65
3.1 引言47-48
3.2 C中的动态无功优化48-50
3.3 动态无功优化的数学模型50-51
3.4 算法的基本思想51-53
3.5 动态无功优化算法53-58
3.5.1 改善的非线性原对偶内点法53-54
3.5.2 改善遗传算法54-58
3.5.3 本论文算法的实现步骤58
3.6 算例浅析58-63
3.6.1 简单6节点系统59-61
3.6.2 某实际500kV等值电网61-63
3.7 本章小结63-65
第四章 计及交流潮流的机组组合65-81
4.1 引言65-66
4.2 机组组合不足的数学描述66-69
4.3 基于Benders分解思想的不足求解69-72
4.3.1 主不足69
4.3.2 子不足69-71
4.3.3 算法的流程71-72
4.4 电压、无功制约机组启停的机理浅析72-73
4.5 算例浅析73-79
4.5.1 电网重载时的机组启停决策浅析73-76
4.5.2 电网轻载时的机组启停决策浅析76-79
4.5.3 有关支路载流约束的讨论79
4.6 本章小结79-81
第五章 计及系统校正再调度能力的安全约束机组组合81-93
5.1 引言81-82
5.2 SCUC的数学模型82-84
5.3 SCUC模型的求解84-87
5.3.1 主不足：无网络约束机组组合85
5.3.2 子不足1：正常状态下的网络安全校验85-86
5.3.3 子不足2：设想事件状态下的网络安全约束校验86-87
5.4 算例浅析87-90
5.5 本章小结90-93
第六章 结论与展望93-95
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