基于网络解析的低压切负荷在线决策方法研究

This project intends to utilize the distributed/centralized decision-making concept, from the viewpoint of network analysis, to propose an online decision-making model and method for undervoltage load shedding (UVLS). Three research tasks, including the coupling relationship of buses, online network partitioning and UVLS decision-making, is to be carried out. Firstly, based on the theory of network analysis, this research tries to represent the coupling relationships between different types of nodes, to analyze and quantify the key factors of influencing the coupling relationship among buses, to explore the rules of simplifying the calculation model of coupling relationship for different types of buses, and finally gives a practical method to calculate the coupling relationships of buses. Secondly, based on the recursive partitioning and mapping merging concept, this project tries to establish an analytical calculation model for online network partitioning by using the coupling relationships of buses, and proposes a practical online voltage partitioning method by investigating the affects and adaptabilities of different reduction models on network partitioning. Finally, this project is to derive an analytical sensitivity index for online identification of the locations and amounts of loads to be shed, and then try to probe the general features and characteristics of the load shedding locations to give a practical strategy for online determination of the node set of loads to be shed. Considering the importance and economy of different loads, an analytical sensitivity-based model and method is to be proposed for online decision-making of UVLS.

本项目拟采用分布集中式在线决策理念，从网络解析角度，研究和提出一种具有在线决策功能的低压切负荷优化控制模型和方法。拟开展节点耦合关系解析、在线电压分区和切负荷决策三方面的研究。首先，基于网络解析理论，研究各类型节点之间耦合关系的表达式，解析和量化影响各类节点耦合关系的关键因素，探讨简化节点耦合关系计算模型的规律和依据，给出各类节点耦合关系的实用计算方法。然后，利用节点耦合关系模型，基于递归切割和映射归并理念, 研究和建立可解析计算的在线电压分区模型；研究分析不同简化程度的节点耦合关系模型对电压控制分区结果的影响及适应性，提出能够在线应用的实用电压分区计算方法。最后，研究在线识别切负荷节点集和切负荷量的解析灵敏度指标，挖掘切负荷节点集的一般特征和特点，提出用于在线生成切负荷节点集的实用策略和方法；考虑各节点负荷的重要性和经济性等信息，建立基于解析灵敏度的低压切负荷优化决策模型和在线求解方法。

低压切负荷是防止电力系统发生电压稳定事故的一种有效控制手段。由于实际电力系统的结构和运行状况及其特点各不相同，所以传统低压切负荷策略的计算和整定必须结合实际系统的特点，通过大量的离线仿真计算才能得出。本项目采用分布集中式在线决策理念，从网络解析角度，研究和提出一种具有在线决策功能的低压切负荷优化控制模型和方法。. 对电源节点间的耦合关系、电源节点对负荷节点的控制灵敏度及负荷节点间的耦合关系进行了建模和解析，分别得到表征电源节点间耦合关系的矩阵、表征电源节点与负荷节点间控制灵敏度的矩阵及负荷节点间的耦合关系矩阵，探讨分析了上述三个矩阵中元素的性质及系统的运行状态对节点耦合关系的影响。. 提出了有效的无功电压递归切割分区方法，基于对电源节点耦合关系和电源节点对负荷节点电压控制灵敏度的识别，通过递归切割方式将电网分成若干内耦合外松散的控制区域。该方法原理明晰，易于被工程技术人员理解和掌握，一般仅需要少量的递归切割计算即可满足要求，适用于网架强度不均匀的互联电网。. 将可描述过励磁作用下的发电机模型应用到常规多端口网络中，对常规多端口等值推出的电压稳定性指标进行了改进，改进的指标能够很好地表征发电机由AVR向过励磁的动态转换，并在中长期电压失稳过程中辨识负荷功率最大值点作为系统崩溃失稳的预警点。. 提出了预防电压失稳的分布集中式切负荷决策方法，各区域切负荷控制子站基于本区域的信息进行区域最优切负荷决策，系统控制中心主站汇总各区域的最优切负荷策略并进行纳什均衡决策。简化了切负荷优化决策问题，摆脱了系统规模对切负荷优化方法的制约，大大提高了计算效率，适用于快速在线切负荷决策。