《大負荷中心電網中長期電壓穩定分析與協調控制研究》是依託山東大學，由張文擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：大負荷中心電網中長期電壓穩定分析與協調控制研究
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：張文
- 依託單位：山東大學
中文摘要,結題摘要,
中文摘要
中長期電壓動態過程呈現出典型的混雜系統特性，即連續動態和離散事件相互影響、相互作用的特性。本項目擬通過分析中長期電壓穩定的動態過程和混雜行為，提取描述系統的連續狀態變數和離散動態特徵，基於混雜系統理論進行中長期電壓穩定建模，反映電力系統離散事件與連續動態交織作用的演化過程，揭示電壓失穩機理。基於非線性模型預測控制(NMPC)方法進行電壓協調控制的研究，避免因線性化近似帶來的誤差和控制穩定性問題，基於軌跡靈敏度量化分析不可控負荷模型參數變化對協調控制決策效果的影響。通過電壓穩定評估以及靈敏度分析縮減備選控制集，減少線上最佳化問題的複雜度和計算規模，為線上控制目標奠定基礎。基於不中斷控制負荷辨識-聚合和可用性量化分析，構建分層控制結構，將不中斷負荷控制納入電壓協調控制的框架內，採用滾動最佳化方法跟蹤獲取負荷可用性並生成線上協調控制決策。本項目為電力系統電壓安全評估與控制提供理論基礎，套用前景廣闊。
結題摘要
由於長期電壓穩定性問題的混雜動態特性和系統行為的不確定性，預測模型的精確度和計算速度成為制約線上電壓協調控制效果和可行性的重要因素。發展適合線上套用的長期電壓協調控制方法，對於防止因電壓崩潰而導致的大停電事故具有重要的理論意義和工程套用價值。以此為線索，本項目開展了大負荷中心電網中長期電壓穩定的分析與控制方法方面的研究。取得的主要研究成果包括： 1. 把握中長期電壓穩定時間尺度下系統慢動態行為的核心特徵，提出了一種用於混雜系統慢動態軌跡預測的分段校正模型，結合廣域測量信息和時標分解方法避免最佳化過程中使用連續動態方程。提出了一種基於事件時序的長期電壓動態分析方法，由連續動態和離散事件推動來追蹤系統的演化狀態，可行的運行狀態的收斂點由時序潮流獲得，時序潮流由負荷增長來驅動。綜合考慮負荷的靜態和動態特性，提出了一種基於改進戴維南等值系統的線上電壓穩定分析方法。 2. 考慮電力系統不確定性特點和線上計算時間的要求，基於滾動時域最佳化的思想，對線上電壓協調控制策略進行了研究與探索。提出了一種電壓控制決策集的滾動篩選方法，基於電壓動態回響特性構建聚類特徵指標，採用模糊聚類方法滾動篩選決策集。提出了一種計及穩定裕度約束的電壓協調控制方法，在防止電壓崩潰的同時維持運行要求的穩定裕度。提出了一種基於自適應控制時域參數的電壓協調控制策略，控制時域參數能夠根據系統運行狀態及演化趨勢自適應調整。這些方法可有效改進最佳化效果，減少線上計算時間。 3. 提出了可控負荷的建模方法與控制構架。在單台空調負荷模型的基礎上，利用蒙特卡洛模擬方法，依據各種參數的分布特性，建立了空調負荷聚合模型。根據關鍵參數的空間差異性，建立了多區域空調負荷聚合模型。為提高負荷控制的精度並減少對用戶用電的負面影響，設計了一種雲計算平台構架，將負荷分散式遞階控制結構以扁平化計算模式實現，雲計算平台直接回響由負荷、負荷聚合層和調度中心提出的服務請求。
