一種基于隱枚舉法的電力系統(tǒng)優(yōu)化切機(jī)方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于電力系統(tǒng)技術(shù)領(lǐng)域，涉及電力系統(tǒng)中切機(jī)選擇方法，尤其涉及一種基 于隱枚舉法的電力系統(tǒng)切機(jī)方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 在電網(wǎng)承受第Π 類(lèi)大擾動(dòng)時(shí)，電力系統(tǒng)將會(huì)進(jìn)入緊急狀態(tài)，此時(shí)電網(wǎng)第二道防線 將發(fā)揮作用，針對(duì)預(yù)先考慮的故障形式和運(yùn)行方式，按預(yù)定的控制策略，采用安全穩(wěn)定控制 系統(tǒng)(裝置)實(shí)施切機(jī)、切負(fù)荷、局部解列等控制措施，防止系統(tǒng)失去穩(wěn)定。
[0003] 安全穩(wěn)定控制系統(tǒng)在實(shí)施切機(jī)的過(guò)程中，首先會(huì)識(shí)別出故障形式和類(lèi)型，然后根 據(jù)離線制定好的控制策略表，計(jì)算出需要的切機(jī)量，最后將實(shí)時(shí)記錄的事故前〇.2s的所有 可切機(jī)組功率值進(jìn)行優(yōu)化計(jì)算，匹配一個(gè)切機(jī)組合，要求其切機(jī)總量和需要切機(jī)量符合預(yù) 先設(shè)定的原則，比如最接近、最小過(guò)切、最小欠切。
[0004] 目前，匹配切機(jī)組合所采用的算法為窮舉法，鑒于電網(wǎng)規(guī)模的迅速發(fā)展，故障緊急 情況下切機(jī)對(duì)象數(shù)目的增加，導(dǎo)致窮舉法的計(jì)算時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，滿(mǎn)足不了大規(guī)模電網(wǎng)穩(wěn)定控制 系統(tǒng)快速切機(jī)切負(fù)荷的要求。這對(duì)于故障緊急情況下保持電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行來(lái)說(shuō)，存在 著一定的安全隱患。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種基于隱枚舉法的電力系統(tǒng)優(yōu)化切機(jī)方 案，一方面能夠減少安穩(wěn)控制裝置的優(yōu)化計(jì)算時(shí)間，保證快速切機(jī)，另一方面能夠在規(guī)定運(yùn) 行時(shí)間之內(nèi)擴(kuò)充備選切機(jī)對(duì)象數(shù)目，實(shí)現(xiàn)最優(yōu)切機(jī)，保證電網(wǎng)的安全穩(wěn)定性運(yùn)行。
[0006] 為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是：
[0007] -種基于隱枚舉法的電力系統(tǒng)優(yōu)化切機(jī)方案，包括以下步驟，如附圖1所示：
[0008] 步驟一，建立電力系統(tǒng)切機(jī)選擇0-1規(guī)劃問(wèn)題模型，包括最小欠切模型，最小過(guò)切 模型。所建立電力系統(tǒng)切機(jī)選擇0-1規(guī)劃問(wèn)題模型如下所示：
[0009] 最小忖切樟型：
[0010]
[0011] s.t. ΔΡ>0
[0012] 最小欠切模型：
[0013]
[0014] s.t. ΔΡ<〇
[0015] 其中，△ Ρ表示切機(jī)偏差量;PC表示需采取的切機(jī)控制量;Pi表示穩(wěn)定控制系統(tǒng)實(shí)時(shí) 采集的第i號(hào)備選切機(jī)對(duì)象的出力值表示第i號(hào)備選切機(jī)對(duì)象是否進(jìn)行切除的0-1變量， 取值1選擇切除，取值〇選擇保留。
[0016] 步驟二，根據(jù)輸入的備選切機(jī)對(duì)象建立二元搜索樹(shù)，其特征在于，二元搜索樹(shù)形狀 上類(lèi)似于滿(mǎn)二叉樹(shù)，樹(shù)上每一個(gè)節(jié)點(diǎn)可分化出兩個(gè)分支，代表o-l變量的兩個(gè)取值，規(guī)定左 分支取1，右分支取0,每一層分支對(duì)應(yīng)著一個(gè)0-1變量，從而每一個(gè)節(jié)點(diǎn)表示一個(gè)固定解。將 0-1變量 Cl按系數(shù)值^從大到小的次序逐層排列在二元搜索樹(shù)上，形成待求解切機(jī)選擇問(wèn)題 的二元搜索樹(shù)。對(duì)于三個(gè)0-1變量XI、X2、X3的二元搜索樹(shù)如附圖2所示。
[0017]步驟三，根據(jù)隱枚舉法解優(yōu)化切機(jī)問(wèn)題的搜索策略、剪枝策略以及終止策略沿著 二元搜索樹(shù)進(jìn)行搜索：
[0018] (1)搜索策略可描述為:0-1變量G按系數(shù)值卩1從大到小的次序逐層排列在二元搜 索樹(shù)上，在枚舉過(guò)程中沿著搜索樹(shù)由上到下、由左到右的次序?qū)γ恳粋€(gè)節(jié)點(diǎn)進(jìn)行計(jì)算。
[0019] (2)剪枝策略可描述為:節(jié)點(diǎn)的計(jì)算結(jié)果滿(mǎn)足ΔΡ2 0時(shí)，對(duì)二元搜索樹(shù)上位于該節(jié) 點(diǎn)之下的節(jié)點(diǎn)進(jìn)行剪枝，不需要對(duì)被剪枝的節(jié)點(diǎn)進(jìn)行計(jì)算。
[0020] (3)終止策略可描述為:完成二元搜索樹(shù)上所有節(jié)點(diǎn)的檢驗(yàn)后，終止計(jì)算，完成求 解過(guò)程。
[0021] 步驟四，根據(jù)所制定的策略沿著二元搜索樹(shù)進(jìn)行搜索，不斷地逼近于最優(yōu)解，當(dāng)滿(mǎn) 足終止準(zhǔn)則時(shí)，求得最優(yōu)切機(jī)組合。
[0022] 根據(jù)上述步驟中的思想，隱枚舉法解優(yōu)化切機(jī)問(wèn)題的具體實(shí)現(xiàn)過(guò)程描述如下：
[0023] (1)輸入切機(jī)對(duì)象及其出力、需切量；
[0024] (2)定義變量:定義0-1變量序列. . .，Cn]，定義變量i作為歷遍指針;定 義堆棧(先進(jìn)后出的原則存取數(shù)據(jù)），用于暫存搜索過(guò)程中的0-1變量序列C以及指針i;定義 序列...，χη]，用于存儲(chǔ)在搜索過(guò)程中的最優(yōu)解；
[0025] (3)切機(jī)對(duì)象按出力值由大到小的順序表示在序列C中；
[0026] (4)變量初始化:0_1變量序列0=[&，&，. . .，Cn]置零，最優(yōu)解序列...， Xn]置零，指針i = l，取Ci = l;
[0027] (5)計(jì)算切機(jī)量偏差△ P，判斷當(dāng)前解的切機(jī)偏差量絕對(duì)值是否小于最優(yōu)解的切機(jī) 偏差量絕對(duì)值，若小于則當(dāng)前解序列C替換最優(yōu)解序列X;
[0028] (6)判斷是否滿(mǎn)足剪枝條件ΔΡ2 0:
[0029] 1) ΔΡ20時(shí)，若此時(shí)指針為i，ΔΡ2 0說(shuō)明Ci = l時(shí)，其后變量Ci+1至變量(："不存在更 優(yōu)的組合，則進(jìn)行剪枝操作，即變量匕置0,其后一個(gè)變量C1+1置1，取i = i+l，指針指向后一 個(gè)變量，返回步驟(5)計(jì)算切機(jī)量偏差Δ P;
[0030] 2) Δ P〈〇時(shí)，若此時(shí)指針為i，則Δ P〈〇說(shuō)明Ci = 1時(shí)，其后變量Ci+1至變量(："可能存在 更優(yōu)組合，將此時(shí)變量的取值情況〇=[&，&，...，C n]以及指針i的值存入堆棧中（該過(guò)程相 當(dāng)于記錄斷點(diǎn)，之后取出，繼續(xù)對(duì)斷點(diǎn)的后序變量進(jìn)行搜索），保持變量匕不變，其后一個(gè)變 量匕 +1置1，取i = i+Ι，指針指向下一個(gè)變量，返回步驟(5)計(jì)算切機(jī)量偏差Δ P;
[0031] (7)經(jīng)過(guò)上述步驟(5)，步驟(6)，指針i會(huì)從i = l向i=n遞增，當(dāng)i=n時(shí)，提取堆棧 棧頂中的0-1變量序列C=[Ci，C2, . · .，Cn]以及指針i后，令Ci = 0，Ci+i = l，i = i+l，返回步驟 (5)計(jì)算切機(jī)量偏差ΔΡ;
[0032] (8)當(dāng)i = n時(shí)，若堆棧中沒(méi)有可取數(shù)據(jù)則停止計(jì)算，0-1變量序列X中的值即為最優(yōu) 切機(jī)的選擇結(jié)果。
[0033]本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有顯著效益：隱枚舉法不同于窮舉法，不需要將所有可 行的變量組合一一計(jì)算，通過(guò)分析問(wèn)題的特點(diǎn)，隱含地排除了許多變量組合作為最優(yōu)解的 可能性，從而只需計(jì)算其中一部分組合就能求得最優(yōu)解?；陔[枚舉法求解電力系統(tǒng)切機(jī) 選擇0-1規(guī)劃問(wèn)題，能夠有效減少計(jì)算時(shí)間，促使完成快速切機(jī)。此外，在規(guī)定運(yùn)行時(shí)間的條 件下，能夠擴(kuò)充備選切機(jī)對(duì)象的個(gè)數(shù)，切機(jī)過(guò)程中備選切機(jī)對(duì)象個(gè)數(shù)越多，計(jì)算結(jié)果中切 機(jī)偏量就越小，實(shí)現(xiàn)最優(yōu)化切機(jī)。
【附圖說(shuō)明】
[0034]圖1基于0-1規(guī)劃的優(yōu)化切機(jī)方案流程圖；
[0035]圖2是含三個(gè)0-1變量的二元搜索樹(shù)示例圖；
[0036] 圖3隱枚舉法求解優(yōu)化切機(jī)問(wèn)題的具體實(shí)現(xiàn)方法流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0037] 下面將結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的描述，以下實(shí)施例僅用于進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明本發(fā) 明的技術(shù)方案，而不能以此來(lái)限制本發(fā)明的保護(hù)范圍，在閱讀了本發(fā)明之后，本領(lǐng)域技術(shù)人 員對(duì)本發(fā)明的各種等同形式的修改均落于本申請(qǐng)所附權(quán)利要求所限定的范圍。
[0038] 如附圖3所示，一種基于隱枚舉法的電力系統(tǒng)優(yōu)化切機(jī)方案，具體實(shí)現(xiàn)方法包括以 下步驟：
[0039] (1)輸入切機(jī)對(duì)象及其出力、需切量;本實(shí)施例取某區(qū)域電網(wǎng)的真實(shí)數(shù)據(jù)，如表1所 示，共16個(gè)備選切機(jī)對(duì)象，考慮優(yōu)化切機(jī)問(wèn)題中備選切機(jī)對(duì)象數(shù)目為8個(gè)至16個(gè)時(shí)的各個(gè)情 況，需切量設(shè)置為722MW。
[0040] 表1切機(jī)實(shí)施例中備選切機(jī)對(duì)象的出力值
[0041]
[0042] (2)定義變量:定義0-1變量序列. . .，C16]，定義變量i(i = l~16)作為 歷遍指針;定義堆棧(先進(jìn)后出的原則存取數(shù)據(jù)），用于暫存搜索過(guò)程中的0-1變量序列C以 及指針i;定