基于运行模式的最优潮流局部总加约束的形成方法高中文　陈海燕刘淑焕摘　要：在电力系统运行模式综合离线安全分析工作的基础上，研究了电源输出功率变化对系统存在问题的影响，给出了形成最优潮流局部总加约束的方法，使约束值的给定与系统的运行状态相联系，同时可以方便地通过约束值的改变，把系统的经济性与安全性统一起来加以考虑。该方法使最优潮流算法中约束值的给定更加合理。
关键词：运行模式；最优潮流；安全稳定；约束条件
中图分类号：TM732▲ANOPERATINGPATTERNSBASEDMETHODFORTHEPARTIAL
TOTALLIMITOFOPTIMALPOWERFLOWGaoZhongwen
HarbinEngineeringUniversity,Harbin150021,China
ChenHaiyan　LiuShuhuan
HarbinUniversityofScienceandTechnology,Harbin150080,ChinaAbstract：Basedontheoff-linecomprehensivesecurityanalysisoftheoperatingpatterns,theeffectofpowerchangeofthepowerresourcesonthesystemisdiscussed.Themethodforpartialtotallimitofoptimalpowerflowisgiventoconnectdifferentlimitvalueswithvariousoperatingstates.Theproposedmethodunifiedlyconsidersthesystemeconomyandsecuritythroughchanginglimitvalue,sothatthegivenlimitvalueismorereasonableandeffective.
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Keywords：operatingpattern；optimalpowerflow；securityandstability;limitconditions▲0　引言　　对潮流及最优潮流方面的研究，早期大都集中在提高算法的解算速度、精度以及收敛性上，并已取得了较大进展^［1～3］。现在最优潮流已开始应用于工程实际。在工程实践中，人们认识到最优潮流的目标函数、约束条件和控制变量均应随系统不同运行状况进行适当调整，即最优潮流结构选择问题^［4］。因此首先要掌握系统的运行状况，针对不同情况的主要矛盾或隐患来决定采用哪种目标函数，运用哪些控制变量，不等式约束的约束程度应放松还是拉紧，放松或拉紧的程度怎样确定。这方面的研究由于涉及运行状况，因此结合运行模式及其综合安全趋势分析的研究是可行的，也是必要的。本文只对形成有关控制量的局部总加约束进行研究，给出局部总加范围确定的方法和其总加约束值的确定方法。1　局部总加约束的形成方法1.1　针对不同问题的发电机组分组方法
　　电源输出功率的变化在特定的运行模式类别中对系统安全稳定的影响较大^［5］。在基于运行模式方法研究系统安全稳定的过程中，电源输出功率对系统安全稳定影响的研究应占有一定的比例。
　　考虑与运行模式结合的方便性及其形成最优潮流局部量总加约束的方便性，本文选取了按发电机组输出功率变化来考虑电源对系统存在问题的影响程度，其过程如下。
　　设H_i表示运行模式的第i类别；S_j表示所研究的问题，j=1,2,3,分别表示电压稳定、暂态稳定和小扰动稳定问题；M表示衡量S_j程度的量化指标，对电压问题为阻抗模值^［6］，对暂态稳定问题为临界切除时间，对小扰动问题为最小特征值实部。
　　求电源输出功率对M的灵敏度：　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　(1)　　对电源分组：
　　a.取G_i中最大者记为G_imax，取G_i中最小者记为G_imin。如G_imin和G_imax同号，则将电源分为2组，其聚类中心分别为G_imax和G_imin。
　　b.如果G_imin和G_imax异号，则将电源分为5类，其聚类中心分别为G_imax，G_imax，0，G_imin，G_imin。
　　阻抗模值对电源点功率变化的灵敏度可由摄动方法求得^［6］；系统最小特征值对电源点功率变化的灵敏度求法见文献［7］；临界切除时间对电源点输出功率变化的灵敏度求法见文献［8］。
　　上述对电源的分组具有相对性，所谓相对性有2个方面的含义：
　　a.系统对同一问题，不同模式类可能产生不同的电源分组；
　　b.对同一运行模式类，不同的问题可能产生不同的电源分组，电源分组的相对性正反映了系统调度的复杂性和矛盾性^［9］。
1.2　局部总加约束范围的确定
　　首先对系统可能的变化趋势进行安全分析，离线找出对应上述变化的系统问题和主要矛盾，然后利用上述方法对可调有功功率的电源点进行分组，每一组中的电源点即可视为一个总加约束范围内的元素集。这种分组是相对的，不同的矛盾可能有不同的分组。例如针对电压问题的分组，可能把某一电源点划归于A组，而在同一运行模式下针对小扰动稳定的分组就可能把其划归于B组。即使是同一类问题不同地点也可能把同一电源分在不同组别之中。这种不同组别的复杂关系正是不同问题之间相互矛盾的结果，仔细分析这些矛盾并研究这些不同组合各自代表的不同情况和关系，正是我们提出基于运行模式调度对策的一个出发点^［9］。
1.3　运行模式与局部总加约束的关系
　　运行模式在形成局部总加约束的过程中起到了非常关键的作用，尽管在上面的叙述中没有说明，因为上述分组方法的唯一手段就是针对存在的主要问题进行灵敏度分析。灵敏度数值的大小和正负作为分组的依据，如果灵敏度的数值不能在一定程度上保持相对稳定，那么这种分组就会变化，而没有实际意义。在文献［9］中对灵敏度的分段正负性和相对稳定性做了较充分的讨论。为了保证这种方法的实用性，必须保证在所研究问题的变化范围内，灵敏度具有相对稳定性，不能出现较大数值的分段正负性。虽然运行模式对运行电力系统类型的划分不是根据其灵敏度来划分的，但在大量研究中发现，在同一运行模式中针对某一问题的灵敏度在数值上是相对稳定的。分段正负性一般出现在其灵敏度数值很小的运行模式中，而这一分类的所有点，在基于运行模式的调整中变化不大，只起局部功率平衡作用，灵敏度数值很小，说明其对问题的影响也较小。
1.4　总加约束值的确定方法
　　首先应用各类应用软件，对系统进行各自独立的分析，在分析中调整按灵敏度分组后的控制量，以确定各类局部总加的极限调整量。其极限调整量就是形成局部总加约束的约束值，这个值可能在其他有关运行变量变化时，在一定范围内也发生变化，这时可按其边界值对各变化量的灵敏度进行小范围的修正。
　　设M_r为临界判据值(对电压问题为阻抗模，对暂态稳定问题为临界切除时间，对小扰动问题为最小特征值实部)：　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　(2)由于在同一组别中，大致相同，
设其为，则式(2)变为：　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　(3)即局部总加约束值为：[1][2][3]下一页