基于廣域測(cè)量信息的電力系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定預(yù)測(cè)與控制決策.pdf

1、在“西電東送、南北互供、全國(guó)聯(lián)網(wǎng)”的格局下，電網(wǎng)將呈現(xiàn)更為復(fù)雜的動(dòng)態(tài)行為，穩(wěn)定破壞事故對(duì)社會(huì)和國(guó)民經(jīng)濟(jì)所產(chǎn)生的負(fù)面影響也將更為巨大。研究電力系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定現(xiàn)象，發(fā)展針對(duì)暫態(tài)穩(wěn)定問題的預(yù)測(cè)與控制理論和方法，具有重要的理論意義和應(yīng)用價(jià)值。本文利用廣域測(cè)量系統(tǒng)所提供的電力系統(tǒng)動(dòng)態(tài)信息，應(yīng)用計(jì)算智能技術(shù)和混雜系統(tǒng)理論，提出了提高廣域測(cè)量信息利用效率的優(yōu)化配置算法，發(fā)展了暫態(tài)穩(wěn)定預(yù)測(cè)與控制決策方法。論文的主要研究?jī)?nèi)容和創(chuàng)新性成果如下: 1．

2、分析了研究廣域測(cè)量裝置的優(yōu)化配置問題的意義，總結(jié)了指導(dǎo)優(yōu)化配置的一般性原則和主要方法。提出了一種在不完全線性可觀測(cè)條件下的廣域測(cè)量裝置的優(yōu)化配置方法。該方法針對(duì)暫態(tài)穩(wěn)定問題，以系統(tǒng)暫態(tài)響應(yīng)的信息含量為性能指標(biāo)，結(jié)合聚類分析、同調(diào)分群與智能搜索技術(shù)，有效地獲得最優(yōu)解或 次優(yōu)解。山東電網(wǎng)的仿真結(jié)果顯示：各配置地點(diǎn)在電氣、地理上分得開，具有代表性；具有序貫配置的特點(diǎn)，易于在已有的配置基礎(chǔ)上進(jìn)行擴(kuò)展；Tabu搜索技術(shù)的采用保證了在有限時(shí)間內(nèi)獲得

3、最優(yōu)或次最優(yōu)解，可用于實(shí)際。 2．針對(duì)電力系統(tǒng)運(yùn)行方式復(fù)雜、時(shí)變的特點(diǎn)，提出了暫態(tài)穩(wěn)定預(yù)測(cè)的在線學(xué)習(xí)框架。采用具有良好性能的局部加權(quán)投影回歸算法實(shí)現(xiàn)在線學(xué)習(xí)。基于局部感受野模型的信息處理方式是神經(jīng)生物學(xué)領(lǐng)域中廣泛存在的組織原則。在線學(xué)習(xí)場(chǎng)合下，基于局部模型的算法優(yōu)于傳統(tǒng)的基于全局模型的算法。局部加權(quán)投影回歸是一種基于非參數(shù)回歸的在線學(xué)習(xí)算法，其核心是構(gòu)造局部線性模型，以各局部線性模型的加權(quán)平均逼近實(shí)際的函數(shù)關(guān)系，并且對(duì)高維輸入進(jìn)

4、行有效的降維處理。 設(shè)計(jì)了基于在線學(xué)習(xí)框架的暫態(tài)穩(wěn)定預(yù)測(cè)系統(tǒng)，該系統(tǒng)與EMS的在線動(dòng)態(tài)安全評(píng)估模塊接口，從在線仿真數(shù)據(jù)中提取反映當(dāng)前運(yùn)行方式的樣本。暫態(tài)穩(wěn)定預(yù)測(cè)系統(tǒng)的輸入由擾動(dòng)后的廣域?qū)崪y(cè)信息所構(gòu)成，有效地反映運(yùn)行方式與故障形態(tài)的特征。該系統(tǒng)既可以單獨(dú)工作，在電力系統(tǒng)遭受大擾動(dòng)之后，快速、準(zhǔn)確地判斷暫態(tài)穩(wěn)定性，也可以與緊急控制系統(tǒng)結(jié)合，實(shí)現(xiàn)基于動(dòng)態(tài)響應(yīng)的緊急控制策略。山東電網(wǎng)的仿真結(jié)果表明，設(shè)計(jì)的暫態(tài)穩(wěn)定預(yù)測(cè)系統(tǒng)具有良好的收斂性

5、能，逼近精度高，穩(wěn)定性判斷的正確率高，對(duì)運(yùn)行方式的變化有較好的自適應(yīng)性。 3．根據(jù)電力系統(tǒng)的運(yùn)行實(shí)踐，提出了一種暫態(tài)穩(wěn)定極限在線估計(jì)與預(yù)防控制的方法。利用徑向基函數(shù)網(wǎng)絡(luò)良好的性能，實(shí)現(xiàn)對(duì)系統(tǒng)關(guān)鍵線路的暫態(tài)穩(wěn)定極限的在線估計(jì)，估計(jì)精度較高，滿足工程應(yīng)用的要求。利用徑向基函數(shù)網(wǎng)絡(luò)所包含的偏導(dǎo)信息，方便地獲得關(guān)鍵線路的暫態(tài)穩(wěn)定裕度對(duì)各發(fā)電機(jī)有功出力的一階靈敏度，從而確定暫態(tài)穩(wěn)定預(yù)防控制的控制方向和控制量。山東煙臺(tái)-威海電網(wǎng)的實(shí)例仿真結(jié)

6、果表明：徑向基函數(shù)網(wǎng)絡(luò)能夠準(zhǔn)確估計(jì)關(guān)鍵線路的暫態(tài)穩(wěn)定裕度與極限，所產(chǎn)生的預(yù)防控制決策可以防止發(fā)生預(yù)想事故后系統(tǒng)失穩(wěn)，有效地提高系統(tǒng)的暫態(tài)穩(wěn)定性。 4．混雜系統(tǒng)是包含連續(xù)變量動(dòng)態(tài)系統(tǒng)和離散事件動(dòng)態(tài)系統(tǒng)以及兩者相互作用、相互影響的動(dòng)態(tài)系統(tǒng)，是控制科學(xué)與計(jì)算機(jī)科學(xué)的交叉熱點(diǎn)領(lǐng)域，主要研究?jī)?nèi)容包括混雜系統(tǒng)建模、分析與控制。電力系統(tǒng)在遭受大擾動(dòng)后的暫態(tài)過程中具有顯著的混雜系統(tǒng)特性。發(fā)電機(jī)及其控制器的暫態(tài)響應(yīng)表現(xiàn)為受物理規(guī)律支配的連續(xù)

7、動(dòng)態(tài)，而伴隨暫態(tài)過程的一系列離散事件使系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)或參數(shù)發(fā)生變化，呈現(xiàn)出在不同的連續(xù)動(dòng)態(tài)之間進(jìn)行切換的非純一、混雜特性。 針對(duì)電力系統(tǒng)動(dòng)態(tài)行為的非純一、混雜特性，提出了基于混雜系統(tǒng)理論的暫態(tài)穩(wěn)定緊急控制決策方法。建立了暫態(tài)穩(wěn)定緊急控制的混雜系統(tǒng)模型，在采用混雜自動(dòng)機(jī)對(duì)系統(tǒng)暫態(tài)過程進(jìn)行描述的基礎(chǔ)上，提出了一種監(jiān)督控制結(jié)構(gòu)以及基于模型預(yù)測(cè)控制的優(yōu)化決策模型。提出了降低暫態(tài)穩(wěn)定緊急控制優(yōu)化決策問題規(guī)模與復(fù)雜度的策略。定義了輸電斷面有功功