專利名稱：基于優(yōu)化算法的區(qū)域控制偏差網(wǎng)省協(xié)調(diào)控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電力系統(tǒng)控制技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種基于優(yōu)化算法的區(qū)域控制偏差網(wǎng)省協(xié)調(diào)控制方法。
背景技術(shù)：
隨著電網(wǎng)規(guī)模的持續(xù)擴(kuò)大，大區(qū)電網(wǎng)互聯(lián)逐步實(shí)現(xiàn)。大區(qū)互聯(lián)電網(wǎng)聯(lián)絡(luò)線傳輸功率較大時，功率波動可能造成聯(lián)絡(luò)線輸送功率超過靜穩(wěn)極限，嚴(yán)重威脅電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行。除此之外，聯(lián)絡(luò)線功率波動會引起兩端電網(wǎng)的電壓波動，該波動隨著輸送潮流的增大而增大，若缺乏無功控制手段則可能威脅電網(wǎng)和設(shè)備安全運(yùn)行。因此，控制大區(qū)電網(wǎng)聯(lián)絡(luò)線的功率波動十分重要，是大電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行的基礎(chǔ)。大區(qū)聯(lián)絡(luò)線的功率波動的根本原因在于區(qū)域有功控制偏差(ACE)。區(qū)域電網(wǎng)是由該區(qū)域中的所有省級電網(wǎng)組成的，整個區(qū)域的ACE近似為各個省級電網(wǎng)ACE之和。目前區(qū)域電網(wǎng)直接控制區(qū)域ACE的手段就是調(diào)節(jié)網(wǎng)調(diào)直調(diào)機(jī)組的出力，控制效果有時不太理想，主要原因是調(diào)整手段有限，用較少的發(fā)電機(jī)調(diào)節(jié)較大的有功偏差，導(dǎo)致每一臺參與調(diào)整的發(fā)電機(jī)都要承擔(dān)較大的有功調(diào)節(jié)量，有時難以達(dá)到預(yù)期的效果。預(yù)期的想法是:通過網(wǎng)省協(xié)調(diào)控制，將省調(diào)機(jī)組的調(diào)節(jié)行為納入?yún)^(qū)域聯(lián)絡(luò)線的控制中，將較大的調(diào)整量分?jǐn)偟礁嗟陌l(fā)電機(jī)上，每臺發(fā)電機(jī)需要承擔(dān)的調(diào)節(jié)量就相對減小，能夠更快達(dá)到預(yù)期的控制目標(biāo)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明旨在至少在一定程度上解決上述技術(shù)問題之一或至少提供一種有用的商業(yè)選擇。為此，本發(fā)明的目的在于提出一種算法簡單，計(jì)算量小的基于優(yōu)化算法的區(qū)域控制偏差網(wǎng)省協(xié)調(diào)控制方法。根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的基于優(yōu)化算法的區(qū)域控制偏差網(wǎng)省協(xié)調(diào)控制方法，包括以下步驟:S1:對計(jì)算數(shù)據(jù)進(jìn)行初 始化，包括:設(shè)定區(qū)域電網(wǎng)ACE上限ACEq sup、區(qū)域電網(wǎng)ACE下限ACEtunf、第i個省級電網(wǎng)ACE上限ACEpi sup和第i個省級電網(wǎng)ACE下限ACEpi inf，其中，i=l，2，...，n，η為；當(dāng)前時刻第i個省級電網(wǎng)ACE值A(chǔ)CEpi，i=l，2，...，η ;網(wǎng)調(diào)調(diào)整電廠出力與計(jì)劃的差值之和Λ Pq ；S2:設(shè)定n+1個優(yōu)化變量，包括η個省級電網(wǎng)AGC系統(tǒng)的二次調(diào)頻目標(biāo)調(diào)整量AApi (i = 1，2，...，n)和網(wǎng)調(diào)AGC的二次調(diào)頻目標(biāo)調(diào)整量ΛAq ；S3:確定優(yōu)
η
化目標(biāo)為min+Mi，所述優(yōu)化目標(biāo)使得網(wǎng)調(diào)以及各省調(diào)二次調(diào)頻的調(diào)節(jié)量都盡可
=1
能小；S4:確定約束條件，所述約束條件包括:經(jīng)過二次調(diào)頻以后，區(qū)域電網(wǎng)ACE小于預(yù)設(shè)閾值，并且省級電網(wǎng)ACE小于預(yù)設(shè)閾值；以及S5:利用優(yōu)化算法及軟件解優(yōu)化方程:
ηmill AAi1-l.Δ/iJ
;=1
ηs.t.ACEq mf < ACEq after adjustment =Yj(ACEpi +Mpi) +APq+AA1 < AC￡g—-
/=1
ACEpi inf ^ ACEpi—after—adjUstment-ACEpi+ Δ Api ^ ACEpi sup解得AApi (i = 1，2，...，n)和ΛAq，輸入網(wǎng)調(diào)與省調(diào)AGC系統(tǒng)，進(jìn)行二次調(diào)頻。本發(fā)明根據(jù)電力系統(tǒng)二次調(diào)頻的性能特點(diǎn)，將新的區(qū)域有功平衡控制方法引入電力系統(tǒng)，提出了基于優(yōu)化算法的區(qū)域控制偏差網(wǎng)省協(xié)調(diào)控制方法。本發(fā)明通過求解優(yōu)化問題得到各省調(diào)及網(wǎng)調(diào)AGC系統(tǒng)滿足調(diào)節(jié)要求的最小的二次調(diào)頻目標(biāo)調(diào)整量，實(shí)現(xiàn)最快速的區(qū)域控制偏差抑制，用以提高區(qū)域有功平衡控制性能，能夠幫助大區(qū)電網(wǎng)更加快速有效地平衡區(qū)域發(fā)用電，促進(jìn)區(qū)域電網(wǎng)頻率穩(wěn)定，提高大區(qū)電網(wǎng)聯(lián)絡(luò)線控制水平，從而增加電網(wǎng)的運(yùn)行質(zhì)量和穩(wěn)定性。具體而言，有以下優(yōu)點(diǎn):(1)本發(fā)明中利用優(yōu)化算法計(jì)算得到的省級電網(wǎng)二次調(diào)頻目標(biāo)調(diào)整量以及網(wǎng)調(diào)二次調(diào)頻目標(biāo)調(diào)整量，既可以使得調(diào)整后的網(wǎng)省ACE均處于設(shè)定的閾值內(nèi)，又能保證調(diào)整量達(dá)到最小，實(shí)現(xiàn)最快速的區(qū)域控制偏差抑制。(2)本發(fā)明中的優(yōu)化模型為帶線性約束的二次規(guī)劃模型，該模型有成熟的算法，可以大大縮小計(jì)算時間，保證控制速度。(3)本發(fā)明能夠幫助區(qū)域電網(wǎng)公司提高區(qū)域有功平衡控制水平性能，增加電網(wǎng)的運(yùn)行質(zhì)量和穩(wěn)定性。本發(fā)明的附加方面和優(yōu)點(diǎn)將在下面的描述中部分給出，部分將從下面的描述中變得明顯，或通過本發(fā)明的實(shí)踐了解到。


本發(fā)明的上述和/或附加的方面和優(yōu)點(diǎn)從結(jié)合下面附圖對實(shí)施例的描述中將變得明顯和容易理解，其中:圖1是本發(fā)明的基于優(yōu)化算法的區(qū)域控制偏差網(wǎng)省協(xié)調(diào)控制方法的流程圖。
具體實(shí)施例方式下面詳細(xì)描述本發(fā)明的實(shí)施例 ，所述實(shí)施例的示例在附圖中示出，其中自始至終相同或類似的標(biāo)號表示相同或類似的元件或具有相同或類似功能的元件。下面通過參考附圖描述的實(shí)施例是示例性的，旨在用于解釋本發(fā)明，而不能理解為對本發(fā)明的限制。在本發(fā)明的描述中，需要理解的是，術(shù)語“中心”、“縱向”、“橫向”、“長度”、“寬度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“豎直”、“水平”、“頂”、“底” “內(nèi)”、“外”、“順時針”、“逆時針”等指示的方位或位置關(guān)系為基于附圖所示的方位或位置關(guān)系，僅是為了便于描述本發(fā)明和簡化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構(gòu)造和操作，因此不能理解為對本發(fā)明的限制。此外，術(shù)語“第一”、“第二”僅用于描述目的，而不能理解為指示或暗示相對重要性或者隱含指明所指示的技術(shù)特征的數(shù)量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隱含地包括一個或者更多個該特征。在本發(fā)明的描述中，“多個”的含義是兩個或兩個以上，除非另有明確具體的限定。在本發(fā)明中，除非另有明確的規(guī)定和限定，術(shù)語“安裝”、“相連”、“連接”、“固定”等術(shù)語應(yīng)做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或一體地連接；可以是機(jī)械連接，也可以是電連接；可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連，可以是兩個元件內(nèi)部的連通。對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，可以根據(jù)具體情況理解上述術(shù)語在本發(fā)明中的具體含義。
在本發(fā)明中，除非另有明確的規(guī)定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接觸，也可以包括第一和第二特征不是直接接觸而是通過它們之間的另外的特征接觸。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或僅僅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或僅僅表示第一特征水平高度小于第二特征。本發(fā)明通過求解優(yōu)化問題得到各省調(diào)及網(wǎng)調(diào)AGC系統(tǒng)滿足調(diào)節(jié)要求的最小的二次調(diào)頻目標(biāo)調(diào)整量，實(shí)現(xiàn)最快速的區(qū)域控制偏差抑制。如圖1所示，本發(fā)明按下列步驟具體實(shí)施:步驟(1):計(jì)算數(shù)據(jù)初始化設(shè)定:區(qū)域電網(wǎng)ACE上限ACEuup ;區(qū)域電網(wǎng)ACE下限ACEq inf ;第i個省級電網(wǎng)ACE上限 ACEpi sup ;第 i 個省級電網(wǎng) ACE 下限 ACEpi inf ;i = 1，2，...，η。給定:當(dāng)前時刻第i個省級電網(wǎng)ACE值A(chǔ)CEpi，i = 1，2，...，η ;網(wǎng)調(diào)調(diào)整電廠出力與計(jì)劃的差值之和Λ P,。步驟(2):設(shè)定優(yōu)化變量優(yōu)化變量有η+1個:分別是η個省級電網(wǎng)AGC系統(tǒng)的二次調(diào)頻目標(biāo)調(diào)整量AApi(i=1，2，...，η)和網(wǎng)調(diào)AGC的二次調(diào)頻目標(biāo)調(diào)整量Δ Aq。步驟(3):確定優(yōu)化目標(biāo)
優(yōu)化目標(biāo)為
權(quán)利要求
1.一種基于優(yōu)化算法的區(qū)域控制偏差網(wǎng)省協(xié)調(diào)控制方法，其特征在于，包括以下步驟: 51:對計(jì)算數(shù)據(jù)進(jìn)行初始化，包括:設(shè)定區(qū)域電網(wǎng)ACE上限ACEq sup、區(qū)域電網(wǎng)ACE下限ACEtunf、第i個省級電網(wǎng)ACE上限ACEpi sup和第i個省級電網(wǎng)ACE下限ACEpi inf，其中，i =1，2，...，η，η為；當(dāng)前時刻第i個省級電網(wǎng)ACE值A(chǔ)CEpi，i = 1，2，...，η ;網(wǎng)調(diào)調(diào)整電廠出力與計(jì)劃的差值之和ΛΡ,; 52:設(shè)定η+1個優(yōu)化變量，包括η個省級電網(wǎng)AGC系統(tǒng)的二次調(diào)頻目標(biāo)調(diào)整量Λ Api (i=1，2，...，η)和網(wǎng)調(diào)AGC的—次調(diào)頻目標(biāo)調(diào)整量AAq ； 53:確定優(yōu)化目標(biāo)為
全文摘要
基于優(yōu)化算法的區(qū)域控制偏差網(wǎng)省協(xié)調(diào)控制方法屬于電力系統(tǒng)自動化控制技術(shù)領(lǐng)域，特征在于通過求解優(yōu)化問題得到各省調(diào)及網(wǎng)調(diào)AGC系統(tǒng)滿足調(diào)節(jié)要求的最小的二次調(diào)頻目標(biāo)調(diào)整量，實(shí)現(xiàn)最快速的區(qū)域控制偏差抑制。本發(fā)明算法簡單、計(jì)算量小，可以實(shí)用于我國各區(qū)域電力系統(tǒng)和省級電力系統(tǒng)的調(diào)度自動化系統(tǒng)之中，能夠幫助區(qū)域電網(wǎng)提高區(qū)域有功平衡控制水平性能，增加電網(wǎng)的運(yùn)行質(zhì)量和穩(wěn)定性。
文檔編號H02J3/04GK103151773SQ20131001137
公開日2013年6月12日 申請日期2013年1月11日 優(yōu)先權(quán)日2013年1月11日
發(fā)明者張曉明, 鄭俊杰, 何毅斌, 汪旸, 李群山, 徐瑋, 胡偉, 陳磊, 徐飛, 張瑋靈, 董時萌 申請人:華中電網(wǎng)有限公司, 清華大學(xué)