《基於圖論的智慧型電網最優電力孤島形成模型和算法》是依託同濟大學，由林濟鏗擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：基於圖論的智慧型電網最優電力孤島形成模型和算法
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：林濟鏗
- 依託單位：同濟大學
中文摘要,結題摘要,
中文摘要
本項目研究智慧型電網中最優電力孤島形成模型及算法。具體包括：(1)通過對樹背包問題及含圖約束背包問題相關理論及算法的研究，在獲得適應於電網特點的圖分解有效算法的同時，進一步研究並提出包括強連通約束的含圖約束背包問題的新理論及新方法；（2）對於智慧型配網，基於樹背包問題及包括強連通約束的含圖約束背包問題，構造出包括分散式發電、聯絡開關及相關約束的最優配網孤島形成完整模型；進而研究此模型的快速求解方法；（3）對於智慧型輸電網，基於包括強連通約束的含圖約束背包問題，在滿足同調機群約束、連通約束及所有安全約束的前體下，構建實現子系統之間淨交換功率和最小的系統主動解列完整模型；進而研究此模型的快速求解方法。.本研究發展了圖論中的圖分解理論，促進了具有堅實理論支撐的圖論研究成果在電力系統中的套用；促進了主動電力孤島的控制及運行方式在電力系統中的研究和套用，從而提高系統運行的安全性、穩定性和可靠性。
結題摘要
孤島運行是電網的一種特殊運行方式。本研究針對輸電網及配網的孤島最優形成進行了系統化研究，取得了如下系列化的研究成果。 第一部分：配網的最優孤島形成 （1）提出了含DG配電系統最優孤島劃分新模型及求解算法。該算法首先基於樹背包問題（TKP）的求解而得到初始孤島；然後通過可行性校驗和調節得到最終孤島劃分方案。該模型及算法能夠得到更優的孤島劃分方案。 （2）提出了基於張量法的電力系統潮流計算新方法。為了提高孤島校驗階段的潮流收斂性，提出了具有更好收斂性基於張量法的電力系統潮流計算方法；在重負荷時，其計算速度比牛頓法快30%. （3）提出了計及離散變數基於互補約束全光滑牛頓法的無功最佳化新方法,以提高孤島系統的安全性。該方法具有大範圍收斂性，而促進了孤島運行的安全性。 （4）提出了計及分散式電源（DG）出力波動性及負荷需求不確定性的最優孤島劃分新模型及相應求解方法。所建模型更符合工程實際及具有工程可接受的計算速度，而推動了最優孤島運行的工程化進程。 第二部分：輸電網最優孤島形成 （1）首次提出了一類全新的圖論問題—含連通圖約束的背包問題（CGKP）及近似算法。定義了與圖連通性相關的四個新節點集合，以命題形式給出了新節點集合的性質和搜尋方法；給出了求解CGKP的有效近似算法。本研究推動了圖論研究的發展。 （2）提出了大電網最優主動解列斷面選擇問題的完整數學模型及兩階段求解方法。本研究將完整主動解列數學模型分解成圖最優平衡分割問題和基於最佳化潮流的調節問題，並利用CGKP近似算法和電網最佳化調節措施分別採用兩個階段相繼求解及主從問題互動求解；為電網的主動解列研究奠定了理論框架。 （3）提出了一種與頻率相關的用於電力系統電磁暫態仿真的網路等值新方法，以便於加快對於解列之後各個子系統的電能質量的分析及諧波抑制。該方法兼具較強的理論支撐及實用性，而推動了主動解裂研究的工程實用化進程。 （4）提出了基於用延拓法的計及斷線之後的同調發電機辨識新方法，以便快速準確地辨識用於確定系統解裂策略的同調機群。該方法在網路結構發生變化時能夠速度準確地辨識同調機群，推動了主動解裂研究的工程實用化進程。 （5）提出了預防恐怖攻擊的最佳調度策略模型及相應求解策略，從而避免系統受到恐怖攻擊導致系統發生大面積停電，乃至解列。 上述成果推進了電網孤島運行的研究進程；同時也促進了圖論理論研究的發展。
