大型电力系统潮流计算中的自动调整问题研究

摘要

在大型电力系统的潮流计算中,由软件代替人工调整潮流以满足特定的运行控制需要,对于提高潮流计算的自动化水平具有重要意义.本文主要研究大型电力系统潮流计算中的自动调整问题.本文首先研究了电力系统潮流计算的数学模型,重点对交流系统的潮流计算方法、直流系统的潮流模型、FACTS元件的潮流模型进行分析,并对含FACTS元件的交直流混合系统的潮流计算过程进行了说明.接着,对现有的潮流自动调整方法进行了分析.以此为基础,提出了基于灵敏度的潮流自动调整方法,该方法根据目标偏差和灵敏度来计算调整量,可作为求解潮流自动调整问题的普遍性方法.对单目标多控制的调整问题进行了讨论,并分类推导各种灵敏度的计算公式.算例研究表明,灵敏度的计算精度能满足潮流调整的要求.在多目标潮流自动调整方面,基于灵敏度分析,提出了一种并行处理方法,该方法主要包括两部分内容:当控制变量多于调整目标数时,基于控制变量改变最小的原则,采用拉格朗日乘子法进行求解;当控制变量少于调整目标数时,基于使最多目标获得最大程度满足的思想,采用最小二乘法求解调整方案.这种方法充分考虑了各目标与控制间的相互作用,有效保证了整体目标朝着改善的方向发展.对目标与控制的优化选择问题也进行了讨论,并给出了指导原则.最后,在分析现有软件特点基础上,归纳了大型电力系统潮流计算软件的功能要求.并采用客户/服务器方式设计了软件的框架结构,对其功能和模块也进行了分解.采用面向对象设计方法,构造了电网元件类的继承体系,还详细阐述了程序中稀疏矩阵及其运算的实现技术,对自动调整功能实现中的关键问题也进行了讨论.基于此设计的软件已开发完毕,并投入实际使用,效果良好.

目录

文摘

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1绪论

1.1引言

1.2电力系统潮流计算综述

1.3潮流调整问题研究

1.4潮流计算软件的现状

1.5本文的主要研究内容

2电力系统潮流计算的数学模型

2.1引言

2.2交流系统的潮流计算

2.3直流系统的潮流模型

2.4FACTS元件的潮流模型

2.5复杂电力系统的潮流计算

2.6小结

3单目标潮流自动调整问题研究

3.1引言

3.2潮流自动调整方法分析

3.3基于灵敏度的自动调整方法

3.4单目标多控制的自动调整

3.5灵敏度的计算

3.6算例研究

3.7小结

4多目标的潮流自动调整

4.1引言

4.2一种新的并行调整方法

4.3目标与控制的优化

4.4算例研究

4.5小结

5大型电力系统潮流计算软件的开发

5.1引言

5.2总体的功能要求

5.3软件的框架设计

5.4核心模块的面向对象设计

5.5小结

6全文总结

致谢

参考文献

附录1(攻读学位期间发表论文目录)

附录2 WSCC 9节点系统参数

附录3 IEEE 22节点系统参数