基于优化理论的DTS系统教案自动生成

摘要

随着我国经济社会的不断发展,电网规模也得到迅猛壮大,一方面优化了电力资源的有效配置,另一方面,由于负荷水平的不断加强,区域电网之间互联互通,导致电力网络发生事故的可能性不断增加,加之事故发生时的连锁效应,要求电网运行人员能够及时有效的处理各种事故状态。为了使得调度员能熟练地处理各种事故,DTS系统已成为各省电力公司的标配;适应于各种运行方式及事故的DTS系统教案的形成是保证调度运行人员得到良好培训的基础。由于运行方式的复杂性,及系统规模的庞大,人工形成教案工作量非常大,如何自动形成教案是DTS系统中的一个难点。
　　本文基于优化理论提出了教案自动生成方法,并基于此实现了相应软件系统。本文的工作包括如下:
　　首先,本文构建了基于直流最优潮流的教案生成优化模型。该模型的约束条件包括线路安全输电约束及潮流方程约束,目标函数包括切负荷量最小、断面潮流模式偏差最小、断面潮流综合偏差最小和区域供电潮流偏差最小。建立了基于Cplex优化软件的求解策略。实际电网的计算证明了本文模型的正确性及有效性。
　　其次,本文提出了基于过滤线搜索内点法的非线性潮流可解优化模型及求解策略。该模型的约束条件包括潮流约束,节点电压及线路传输功率安全约束,发电机最大及最小出力约束,以及最大负荷和最小负荷约束等;目标函数为系统切负荷量最小。对于所建立非线性模型,本文采用过滤线搜索内点法进行优化求解。该算法通过线搜索理论计算迭代步长,并通过过滤方法进行试迭代点的判定,当迭代陷入局部不可行点时,进行解的可行性恢复,而跳出当前迭代点获得新的初始点。多个算例表明,该算法克服了普通内点法在最优点附近易于震荡的缺陷,而具有更快的计算速度和更好的收敛性。
　　最后,本文构建了基于交叉逼近法的潮流可解优化模型及求解策略。根据有功和无功弱耦合特性,将潮流可解性模型解耦成线性的有功子问题和非线性的无功子问题,其中,有功子问题通过直流最优潮流求解,无功子问题通过过滤线搜索内点法进行求解。交叉逼近法使得每个子问题规模相当于原来的一半,有效的降低了求解维数。算例表明,相对于单纯的过滤线搜索内点法,该算法具有更快的计算速度。
　　基于上述所研发的部分软件系统(直流潮流部分)已投入实际的DTS系统中试运行,目前试运行状态良好,得到了合作方的好评并即将验收通过。非线性部分的软件系统也即将投入实际DTS系统试运行。从而证明了本文研究及所研发内容的意义及正确性。

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第一章 绪论

1.1基于优化理论的教案自动生成的目的和意义

1.2潮流可解性问题分析

1.3潮流可解性问题的国内外研究现状

1.4电力系统潮流可解性问题的优化方法

1.5本文的主要工作

第二章 基于直流潮流算法的教案自动生成

2.1直流潮流概述

2.2教案自动生成系统概述

2.3教案模型建立

2.4算例分析

2.5本章小结

第三章 基于过滤线搜索内点法的教案自动生成

3.1潮流可解性问题概述

3.2潮流可解性问题的非线性数学模型

3.3过滤线搜索内点法

3.4算例结果分析

3.5结论

第四章 基于交叉逼近法的教案自动生成

4.1概述

4.2交叉逼近法潮流可解数学模型

4.3计算步骤

4.4算例结果分析

4.5结论

第五章 结论

参考文献

发表论文和参加科研情况说明

致谢