电力论文

考虑静态电压稳定的电力系统多目标最优潮流研究(一)第五章考虑静态电压稳定的电力系统多目标最优潮流5.1引言虽然电压稳定本质上是一个动态问题，但世界上大多数电力系统大停电都是静态潮流运行工况被破坏造成的。然而，随后的动态过程加剧了系统的崩溃。在无功规划中，首先利用奇异值分解法识别出对稳定性敏感的薄弱母线，然后在这些母线上安装无功补偿装置，既兼顾了电压稳定性和降低系统损耗，又减少了运行时间。本章首先通过特征结构分析识别系统中的薄弱节点，确定无功补偿装置的安装位置，然后将静态电压稳定指标加入到最优潮流问题的目标函数中，确定发电成本最小化、无功补偿容量最小化和静态电压稳定裕度最大化三个优化目标函数，构建多目标最优潮流模型，并将模糊集理论和禁忌搜索算法相结合求解新模型。通过IEEE 14节点系统的计算，验证了该方法的可行性。这种方法最大的优点是可以同时兼顾系统的电压稳定性和经济性。5.2多目标最优潮流模型传统的多目标潮流问题可以用简洁的数学形式描述如下:[] 1.2 min =()，()，()...()0()0 TNF F X F X F X F X X X X X X T H XG X =≤(5.1)，其中X包括系统的控制变量和状态变量；()如果x是目标函数，i =1，2，n，n是目标函数的个数；H (x)=0为等式约束，即基本潮流方程；G (x)≤0是不等式约束。5.2.1目标函数目标函数可以是任何有意义的函数。同时考虑电力系统的安全性和经济性，本文将采用以下三个目标函数:(1)发电成本最小21min()()GII GII GII NF X ABP CP∑=∑。Ia、ib、ic为节点I的发电特性系数；GiP为发电机节点I的有功输出(2)最小化无功补偿容量为2min()Ci Cii Nf x s Q∑=∑(5.3)其中CiQ为安装在节点I的无功补偿装置的容量；Is是0-1的决策变量。如果I节点安装了无功补偿装置，则为1is=，否则为0is=，is的取值由特征结构分析法确定。CN是装有无功补偿装置的所有节点的集合。(3)将静态电压稳定裕度最大化3 0max()cof x=λ？λ(5.4)，其中coλ和0λ分别为电压崩溃时的负荷水平和系统当前运行状态的负荷水平。5.2.2等式约束等式约束是节点的有功和无功潮流方程，具体可以表示为:(0)(0)10()(1)(Cossin)ngi gili jijijj JJPλK pλU GδBδ=+？+?∑+(5.5)(0)(0)(0)10(tan)(sin cos)nGi Li I I j ij ij ij ijjQ QλP？U U G δBδ==？+?∑?(5.6)式中:GiK为发电机有功输出变化率的乘数，1 max(0)+0 max(0)1 max(0)1()()gngi gigli nigj gjjpppkpp = =？=?∑∑，GimaxP和GjmaxP分别为发电机节点I和J的最大有功输出；Gj(0)P为负荷水平为0λ=λ时发电机节点J的初始有功输出(λ为负荷参数，代表负荷水平)；1N和GN为负荷节点和发电机节点总数；Gi(0)P和Gi(0)Q分别为负载水平为0λ=λ时发电机节点I的初始有功输出和初始无功输出；Li(0)P和Li(0)Q分别为负荷节点I的初始有功功率和初始无功功率；我？为I母线负荷变化的功率因数角。5.2.3不等式约束不等式约束可以具体表示为:38 gi min gi gima XP≤p(5.7)gi min gi max q≤q(5.8)ci min ci cimax q≤q≤q(5.9)ki min ki kimax t≤t≤t(5.10)I . ImaxU≤U≤U(5.11)其中max min、gi gi GIPP为发电机节点I及其有功输出Max min和gi gi gi q q分别是发电机节点I的无功输出及其上下限；Max min，，Ci CiQ Q分别是无功补偿设备的输入容量及其上下限。Max min，，ki ki kiT T T分别为有载调压变压器的变比及其上下限；Max min和ii ii iu u u分别是节点I的电压幅度的上限和下限。