基于多机模型的低频减载在线优化整定研究

论文摘要

现代电力系统的主要特征是大容量机组、超高压线路和大范围远距离的网络互联,近年来,随着电网的不断扩大和电力市场的出现,电力系统的运行环境更加复杂,与此同时,对电网安全稳定运行的要求越来越高。电力系统低频减载是保证电网安全稳定运行的最后一道防线。为了提高低频减载装置定值计算的准确性,最大限度的消除过切或欠切现象,并达到全系统所切除的总负荷容量最小的目的,应对系统中各低频减载装置的减载量进行优化。低频减载优化整定是一个多变量、多约束的混合非线性规划问题,其优化过程十分复杂。遗传算法是一种基于自然选择和遗传机制的搜索算法,比较适合于求解电力系统低频减载问题。本文介绍了电力系统低频减载的研究现状及其发展,建立了低频减载问题的基本数学模型,研究了遗传算法应用于低频减载求解的运算流程,并且在结合低频减载问题自身特点的基础上对遗传算法应用于低频减载求解进行了研究改进,给出了包括编码方案、交叉算子、变异算子和收敛判据的改进遗传算法的实现方案。本文还对低频减载方案在线整定的意义和方法进行了探讨。提出了基于多机模型的低频减载在线优化整定方法。本文以辽宁电网为例,进行了低频减载优化整定,分析了低频减载参数对辽宁电网频率安全性的影响,进行了单方式单故障、单方式多故障和多方式多故障等条件下的低频减载优化整定研究,得到了相应的优化方案,并与目前的配置方案进行了比较分析,分析了上述不同条件下优化方案的特点,从算例结果可以看出,通过优化安排各区域和各轮次的减载量,能够降低总的减载量,而不损害暂态频率安全性,该低频减载整定方法适合多机系统的在线优化。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 问题提出及研究意义
• 1.1.1 电力系统频率问题
• 1.1.2 低频运行的危害
• 1.1.3 研究低频减载的意义
• 1.2 低频减载技术发展现状及发展方向
• 1.2.1 传统法
• 1.2.2 半适应法
• 1.2.3 自适应法
• 1.2.4 智能算法
• 1.3 本文的主要工作
• 第二章 低频减载方案
• 2.1 基本原理
• 2.1.1 低频减载切除负荷的总容量和选择切除负荷的原则
• 2.1.2 低频减载首级和末级动作频率的整定
• 2.1.3 低频减载装置级数的确定
• 2.1.4 低频减载装置的时限整定
• 2.1.5 低频减载基本级和特殊级的整定
• 2.2 低频减载参数在线优化方法
• 2.2.1 现行低频减载方式存在问题
• 2.2.2 低频减载参数在线优化方法
• 第三章 低频减载方案在线整定算法
• 3.1 引言
• 3.1.1 电网运行方式变化对动态频率特性的影响
• 3.1.2 低频减载装置的在线整定
• 3.2 自动生成预想运行方式集算法
• 3.2.1 系统接线方式
• 3.2.2 系统负荷水平
• 3.2.3 系统运行的特征量
• 3.2.4 自动生成预想运行方式集算法
• 3.3 自动生成控制策略表算法
• 3.3.1 需要考虑的系统扰动
• 3.3.2 保护动作信息
• 3.3.3 策略表的结构
• 3.3.4 自动生成控制策略表算法
• 3.4 低频减载策略表的优化
• 3.4.1 单方式单故障优化低频减载
• 3.4.2 单方式多故障优化低频减载
• 3.4.3 多方式多故障优化低频减载
• 第四章 基于遗传算法的低频减载优化整定
• 4.1 引言
• 4.2 多机系统低频减载定值计算的数学描述
• 4.2.1 控制变量
• 4.2.2 目标函数
• 4.2.3 约束函数
• 4.3 基于改进遗传算法的多机系统低频减载装置整定计算
• 4.3.1 编码方法
• 4.3.2 选择交叉变异算子的改进
• 4.3.3 适应度函数
• 4.3.4 终止进化准则
• 4.3.5 计算流程
• 4.4 本章小结
• 第五章 辽宁电网低频减载的优化整定
• 5.1 计算条件
• 5.1.1 频率的动态安全约束
• 5.1.2 数学模型和网络图
• 5.1.3 继电保护和安全自动装置动作时间
• 5.1.4 频率安全性标准
• 5.1.5 计算数据
• 5.2 典型方式
• 5.3 预想故障集
• 5.3.1 一般故障
• 5.3.2 严重故障
• 5.4 辽宁电网低频减载装置配置现状
• 5.5 辽宁电网低频减载的优化整定
• 5.5.1 单方式单故障优化低频减载
• 5.5.2 单方式多故障优化低频减载
• 5.5.3 多方式多故障优化低频减载
• 5.6 小结
• 第六章 结论
• 参考文献
• 在学研究成果
• 致谢