（电力系统及其自动化专业论文）短期调度计划的安全校核与阻塞管理研究.pdf

i 迮s e a r c ho ns e c u i u t yc h e c g a n dc o n g e s t i o nm a n a g e m e n tf o r sh o i m t e r mg e n e 脚i o nisp a t c h 烈g at h e s i ss u b m i t t e dt o s o u t h e a s tu n i v e r s i t y f o rt h ea c a d e m i cd e g r e eo fm a s t e ro f e n g i n e e r i n g b y p a nh e n g s u p e r v i s e db y p r o f w a nq i u l a n s c h o o lo fe l e c t r i c a le n g i n e e r i n g s o u t h e a s tu n i v e r s i t y m a r c h ，2 0 1 0 63舢6 06m7，劓iii啪y 东南大学学位论文独创性声明 本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究t 作及取得的研究成果。尽我所 知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果， 也不包含为获得东南大学或其它教育机构的学位或证二饽而使用过的材料。与我一同工作的同志对本 研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。 研究生签名：邀k日期：丝：生 东南大学学位论文使用授权声明 东南大学、中国科学技术信息研究所、国家图传馆有权保留本人所送交学位论文的复印中t - 年1 1 电 子文档，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文。本人电子文档的内容和纸质论文的内容相 一致。除在保密期内的保密论文外，允许论文被查阅和借阅，可以公布( 包括刊登) 论文的全部或 部分内容。论文的公布( 包括刊登) 授权东南人学研究生院办理。 研究生签名：逸逢导师签名：日期： 摘要 摘要 随着电力市场的不断发展，传统调度模式中忽视效率的弊端日益明显，而节能调度则得到了越 来越多的重视及应用。由于节能调度在机组组合时对系统能耗的要求更为严格，导致系统的稳定冈 素在机组组合时得到弱化，因此在整个调度计划中除了安全约束下的机组组合之外，还需对调度计 划进行安全校核，以及安全校核之后可能需要的阻塞管理，即安全校正，以使系统在新的调度计划 下能够安全稳定的运行。本文在总结了目前国内外安全校核应用研究的基础上，详细分析了静态安 全校核和阻塞管理的实现方法，并研究了动态安全校核和阻塞管理在调度计划中的应用，本文研究 的主要内容包括： 首先，总结和分析了目前国内外电力市场中的安全校核的应用概况，以及安全校核的实现方式、 方法，并分析比较了安全校核中各种不同算法的特点及适用情况。在安全校核分析之后，若系统出 现失稳或越限等问题时，需要进一步实施阻塞管理以消除这些安全隐患，冈此本文接着详细分析了 不同电力市场模式下常见的阻塞管理方法和算法，并对这些各种不同的算法作以比较。 其次，针对调度计划的静态安全校核与阻塞管理提出了两种应用算法，分别为基于灵敏度的反 向等量配对法和最优化算法，详细分析了这两种算法在安全校核和阻塞管理中的应用。首先通过静 态安全校核分析初始调度计划在n 1 故障下系统可能会出现的越限情况，然后在阻塞管理中通过调 整机组的出力和机组的开停机来消除这些越限。最后通过几个算例说明了这两种算法的可行性和有 效性，并验证了机组开停机在阻塞管理中的可行性。 再次，分析研究了动态安全校核和阻塞管理在调度计划中的应用，随着电力市场的发展，动态 安全校核也将逐渐得剑重视，通过动态安全校核可以尽早的消除系统在发生n 1 故障时可能出现的 失稳。本文在分析电压稳定和暂态稳定时，主要考虑了时域仿真法和能量函数法在动态安全校核中 的应用，并针对动态安全校核和阻塞管理的要求和特点提出了两种不同的实现方法及算法流程。 最后，论文进一步探讨了调度计划中机组组合、安全校核与阻塞管理之间的不同协调方法，本 文在分析静态和动态安全校核时主要使用了对原调度计划直接进行安全校核的协调方法，除此之外 本文还提出了机组组合、安全校核和阻塞管理之间实现大的闭环的协调方法，即在安全校核之后需 要阻塞管理时通过重新进彳j ：机组组合的方法米调整机纽的山力，并对这两种协调方法作了比较。 关键词：电力市场，调度计划，静态安全校核，动态安全校核，阻塞管理，电压稳定，暂态稳定 东南人学硕i ：学位论文 a b s t r a c t t h ea b u s eo fn e g l e c t i n ge f f i c i e n c yb e c o m e ss e r i o u si n c r e a s i n g l yi nt h et r a d i t i o n a lm o d eo fd i s p a t c h i n g a l o n gw i t ht h ed e v e l o p m e n to fp o w e rm a r k e t ，a n de n e r g y s a v i n gd i s p a t c h i n gg e t sm o r ea n dm o r e r e c o g n i t i o na n da p p l i c a t i o n e n e r g y s a v i n gd i s p a t c h i n gi nu n i tc o m m i t m e n tr e q u e s t sl e s ss y s t e mc o s t , w h i c hr e s u l t si nd e b a s i n gt h es t a b i l i z a t i o nf a c t o ro fp o w e rs y s t e mi nu n i tc o m m i t m e n t s ob e s i d e su n i t c o m m i t m e n ti ng e n e r a t i o nd i s p a t c h i n g , s e c u r i t yc h e c k i n ga n dc o n g e s t i o nm a n a g e m e n ta r en e c e s s a r yi n o r d e rt h a tt h es y s t e mr u ns t e a d i l ya n ds a f e l yi nt h en e w g e n e r a t i o nd i s p a t c h i n g 1 1 1 i sp a p e rs u m m a r i z e st h e a p p l i c a t i o na n dr e s e a r c ho fs e c u r i t yc h e c k i n gi np o w e rm a r k e ta th o m ea n da b r o a d ，a n da n a l y s e sr e a l i z a t i o n m e t h o d so fs t a t i cs e c u r i t yc h e c k i n ga n dc o n g e s t i o nm a n a g e m e n ti nd e t a i l a n dt h ea p p l i c a t i o no fd y n a m i c s e c u r i t yc h e c k i n ga n dc o n g e s t i o nm a n a g e m e n ti ng e n e r a t i o nd i s p a t c h i n gi sr e s e a r c h e da m p l y f i r s t l y , t h ea p p l i c a t i o no fs e c u r i t yc h e c k i n gi np o w e rm a r k e ta th o m ea n da b r o a di ss u m m a r i z e da n d a n a l y z e d ，a n dr e a l i z a t i o nm e t h o d so fs e c u r i t yc h e c k i n ga r ea l s oa n a l y z e d a n dt h i sp a p e ra n a l y s e st h e c h a r a c t e r i s t i co fd i f f e r e n ta r i t h m e t i co fs e c u r i t yc h e c k i n g a f t e rs e c u r i t yc h e c k i n g , i ft h e r ei sa n yi n s t a b i l i t y o f f - l i m i tp r o b l e m ，t h eg e n e r a t i o nd i s p a t c h i n gs c h e m en e e d st ob ea d j u s t e dt oe l i m i n a t et h eh i d d e ns e c u r i t y t r o u b l e b e s i d e s ，t h i sp a p e rd i s c u s s e sa n dc o m p a r e st h em e t h o d sa n da r i t h m e t i co fc o n g e s t i o nm a n a g e m e n t i nd i f f e r e n tp o w e rm a r k e t s s e c o n d l y , t w om e t h o d so fr e a l i z i n gs t a t i cs e c u r i t yc h e c k i n ga n dc o n g e s t i o nm a n a g e m e n ta r ep r e s e n t e d f o rg e n e r a t i o nd i s p a t c h i n g , w h i c ha r em e t h o do fa d j u s t m e n to fe q u a la n do p p o s i t eq u a n t i t i e si np a i r sb a s e d o ns e n s i t i v i t ya n a l y s i sa n dm e t h o do fo p t i m i z a t i o n ，a n dt h e s et w om e t h o d s a p p l i c a t i o ni ns e c u r i t yc h e c k i n g a n dc o n g e s t i o nm a n a g e m e n ti sd i s c u s s e da m p l y a f t e rg e t t i n gt h ec o n g e s t i o np r o b l e mo ft h es y s t e mw i t h n 1m a l f u n c t i o nt h r o u g hs t a t i cs e c u r i t yc h e c k i n g c o n g e s t i o nm a n a g e m e n te l i m i n a t e st h ep r o b l e m sb y a d j u s t i n gt h eo u t p u to fg e n e r a t i o n sa n do p e n i n g s h u t t i n gg e n e r a t i o n s f i n a l l yt h r o u g hs e v e r a le x a m p l e s i l l u s t r a t eb o t ht h ef e a s i b i l i t ya n de f f e c t i v e n e s so ft h ea l g o r i t h ma n dv e r i f ys h u t d o w no ft h eu n i tt oo p e ni n t h ef e a s i b i l i t yo fc o n g e s t i o nm a n a g e m e n t t h i r d l y , t h ed y n a m i cs e c u r i t yc h e c k i n ga n dc o n g e s t i o nm a n a g e m e n ti nt h ep l a n n i n ga n ds c h e d u l i n g a p p l i c a t i o ni sa n a l y z e d 、m t ht h ed e v e l o p m e n to ft h ep o w e rm a r k e t , d y n a m i cs e c u r i t yc h e c k i n gw i l la l s ob e a l li n c r e a s e de m p h a s i s t h r o u g hd y n a m i cs e c u r i t yc h e c k i n gt h ei n s t a b i l i t yo ft h es y s t e mi n d u c e db yt h e e v e n to f n 一1 伍u l tc a nb ee l i m i n a t e da ss o o na sq u i c k l y w h e na n a l y z i n gt h ev o l t a g es t a b i l i t ya n dt r a n s i e n t s t a b i l i t yi nt h i sp a p e r , i tp r i n c i p a l l yc o n s i d e r st h ea p p l i c a t i o no ft i m e - d o m a i ns i m u l a t i o nm e t h o da n de n e r g y f u n c t i o nm e t h o di nt h ed y n a m i cs e c u r i t yc h e c k i n g a n dt w od i f f e r e n tf l o w so ft h er e a l i z a t i o no fd y n a m i c s e c u r i t yc h e c k i n ga n dc o n g e s t i o nm a n a g e m e n ta r ep r e s e n t e di na l l u s i o nt od i f f e r e n tc h a r a c t e r i s t i c sa n d r e q u e s t s l a s t l y , t h ep a p e rd i s c u s s e st h ed i f f e r e n th a r m o n ym e t h o d so fu n i tc o m m i t m e n t , s e c u r i t yc h e c k i n ga n d c o n g e s t i o nm a n a g e m e n t b e s i d e sa d j u s t i n gt h ep r i m a r yg e n e r a t i o nd i s p a t c h i n gs c h e d u l ed i r e c t l y , t h i sp a p e r p r e s e n t sa n o t h e rh a r m o n ym e t h o do faw h o l ec l o s e dl o o po fu n ，s e c u r i t yc h e c k i n ga n dc o n g e s t i o n m a n a g e m e n t , w h i c hn e e d st om a k eu n i tc o m m i t m e n ta g a i na r e rs e c u r i t yc h e c k i n g a n da tl a s t , t h e s e h a r m o n yt w om e t h o d s a r ec o m p a r e da m p l y k e yw o r d s ：p o w e rm a r k e t ；g e n e r a t i o nd i s p a t c h i n g ；s t a t i cs e c u r i t yc h e c k i n g ；d y n a m i cs e c u r i t y c h e c k i n g ；c o n g e s t i o nm a n a g e m e n t ；v o l t a g es t a b i l i t y ；t r a n s i e n ts t a b i l i t y 日录 目录 摘要i a b s i ra ( ：r i i 目录i i l 第一章绪论1 1 1 研究背景与意义1 1 2 国内外研究现状一2 1 3 本文的主要：j 二作一2 第二章国内外安全校核算法应用研究4 2 1 国内外安全校核的应| j 概况。4 2 1 1 安全校核在实时调度中的应用4 2 1 2 安全校核在离线发电计划生成中的应h j 5 2 1 3 国外电力市场中安全校核的应用7 2 2 安全校核算法的研究l o 2 2 1 安全校核的各种算法指标及其优缺点1l 2 2 2 安全校核算法综述和原理分析1 2 2 2 3n 1 故障安全分析15 2 3 本章小结16 第三章电力系统的阻塞管理1 7 3 1 阻塞管理的基本概念1 7 3 1 1 阻塞管理的影响1 7 3 1 2 阻塞管理的分类1 7 3 2 阻塞管理方法以及算法1 8 3 2 1 基于网络运行参数优化的阻塞管理1 8 3 2 2 阻塞管理的最优调度。1 9 3 2 3 阻塞管理的算法一2 2 3 3 考虑暂态稳定约束的阻塞管理2 3 3 4 本章小结2 5 第四章静态安全校核与阻塞管理之间的算法研究2 6 4 1 弓l 言2 6 4 2 机组出力对支路潮流的灵敏度2 6 4 2 1 基于改进直流潮流法的灵敏度计算2 6 4 2 2 基于交流潮流的灵敏度计算一2 7 4 3 机组发电出力调整算法2 8 4 3 1 基于灵敏度的反向等量配对算法2 8 4 3 2 最优化算法3 0 4 4 机组的开停机3 2 4 5 静态安全校核与阻塞管理协调算法流程3 3 4 6 算例分析3 5 4 6 1