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《华南理工大学》 2017年
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含风电接入交直流互联电力系统最优潮流的分散式优化方法

冯汉中  
【摘要】:随着规模化风电并网和区域电网之间通过交直流联络线互联进程的加快,含随机风电接入交直流互联电力系统最优潮流问题已经受到广泛关注,并已成为研究的热点,目前广泛采用集中式优化方法进行求解。但将集中式优化方法应用于求解含规模化随机风电接入的多区域互联电力系统的最优潮流问题时,需要在调度中心收集互联系统各区域的数据并建立统一模型,数据维护难度大,此外互联系统各区域要求独立运行及对数据保密性要求高,集中式优化将面临巨大的挑战。因此,研究求解含规模化随机风电接入的多区域互联电力系统最优潮流问题的分散式优化方法是非常必要的。针对上述问题,本文针对分散式最优潮流建模和分散式优化求解两个方面展开研究。在分散式最优潮流建模方面,结合我国交直流互联电力系统分级调度的实际架构,将集中式最优潮流问题分解为由省级控制中心负责的各省网最优潮流问题和由网级控制中心负责的交直流联络线潮流问题,从而建立分层分区的电网模型。省级控制中心所负责的各区域以火电机组煤耗最小作为目标,应用极限场景法来考虑随机风电接入并增加各极限误差场景和预测场景火电机组有功出力之间的转移约束来保证最优潮流在满足安全调节范围内进行优化,从而构造基于极限场景法的含随机风电的最优潮流模型;网级控制中心所负责的区域间交直流联络线则以协调区域间所有场景联络线功率平衡为目标,需要满足预测场景和两个极限误差场景的区域间交流联络线和直流联络线的功率平衡等约束。通过对最大正误差场景和最大负误差场景两个场景下模拟电网在大规模风电并网的情况下可能出现的极端情况,可以简化应用多场景考虑风电机组接入电网时导致优化规模过大而造成计算负担过重的问题。所建立的分散式最优潮流模型和集中式最优潮流模型在数学上是完全等价的。在分散式优化求解方面,在基于异步迭代的原始交替方向乘子法的基础上,提出了一种同步型交替方向乘子法,此外还引入松弛因子对其收敛性进行改善。应用该同步型交替方向乘子法来求解上述含随机风电接入的交直流互联电力系统分散式最优潮流模型,并对一个标准系统和一个6056节点的实际系统进行仿真计算。通过对计算仿真结果分析可发现,本文所提算法适合于求解含随机风电接入的交直流互联电力系统分散式最优潮流模型,并且具有较好的收敛性,其正确性借助与集中式优化结果的对比得到了检验。
【学位授予单位】:华南理工大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2017
【分类号】:TM744

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