信息不确定下的输配电系统一体化节能优化控制理论及其应用

由于量测、传输、随机干扰、认知局限以及分析方法选择等原因造成的不确定因素一直是影响输配电系统无功优化结果有效应用的关键因素之一。本课题立足于我国输配电系统现状，研究在不确定信息作用下的全局动态无功优化的理论和方法。通过建立完善考虑系统不确定因素影响的包括变压器、输配电线路和重要负荷的数学模型，对采集到的系统实时及断面数据进行深入分析和研究，在此基础上进一步对于不确定影响因素进行针对性利用，采用一系列先进的信息处理、控制优化策略（包括基于模糊双曲正切建模的潮流计算方法、广义模糊节点转换策略、以及近似动态规划方法等一系列关键技术环节），对分布式发电的连续调压装置、电力电子设备、并联电容器、电抗器和可调变压器分抽头等进行综合协调控制，从而实现应用的目标输配电系统的各节点电压偏差、系统网损、无功补偿设备投资、分接头和电容器(电抗器)投切次数以及电压合格率等指标的综合优化。

我们承担的“信息不确定下的输配电系统一体化节能优化控制理论及应用”（60972164）的面上基金项目按照原定计划顺利完成。没有对原计划做出调整，已经取得了预期的研究成果,圆满完成了所制定的研究计划。在本项目完成过程中，出版专著1部，发表论文31篇，其中 SCI检索论文13篇，EI期刊论文17篇。同时，我们将获得的理论成果应用于工业生产实际，取得了很好的经济效益和社会效益。申请中国、美国发明专利10项并有3项获得授权，获得国家科技进步二等奖1项。. 参与组织了三次国际会议。在此基金的资助下，项目组成员作为导师指导毕业硕士生2人。目前在读博士生2人，博士后1人，硕士生15人。.我们首先从理论方面进行了深层次的研究，取得的主要学术进展包括:.1. 针对输配电系统中存在的大量不确定因素以及电源和负荷的非线性特性，研究了模糊逻辑潮流计算方法和环状输电网的模糊牛顿-拉夫逊方法，并对其收敛性进行了理论证明，通过采用一个新构造的Lyapunov函数得到了保证闭环互联输配电网鲁棒稳定并具有H-infinity性能的充分条件，该条件不仅在所有电力系统控制元件都正常工作时有效，而且在电网的稳定控制器、逆变器等执行器可能发生故障时也有效。.2. 针对输配电网中不同节点的类型不同，提出了一种数据驱动的最小-最大模糊神经网络，并研究了通过该类模型实现输电网（环状）和配电网（辐射状）的自适应变结构潮流计算方法，通过有效的拓扑分析技术获得准确网络结构，利用双曲正切模型进行建模，将输电网的负荷点与配电网的电源点进行统一迭代，保证系统高效、准确、及时的获得输配电系统中线路损耗和各个节点电压。.3. 研究了基于近似动态规划的无功补偿方法，实现对于单独变电站的局部无功优化，及整个输配电网的全局无功优化，通过对于变压器投退、分接头调整、无功补偿装置的分组或者平滑投切，解决了电网中存在的分岔和混沌现象、全局能耗最优选取和相位同步的实际问题。保证电网系统中，无论是否有故障发生都不影响系统同步和电网控制系统的稳定性。.4. 互联电网调度与动态全局优化问题电网控制研究的焦点问题。传统的最优控制是采用反馈线性化和模型求逆的方法，仅在平衡点邻域范围内有效。因此，我们对电网进行了分析和研究，在研究输配电网的全局稳定性的基础上，提出了基于互联神经网络计算的近似动态规划的网络优化控制器求解方法。