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考虑动态安全约束的电力系统机组组合研究

作　者: 张铭泽
导　师: 江全元
学　校: 浙江大学
专　业: 电力系统及其自动化
关键词: 机组组合动态安全约束拉格朗日松弛法暂态稳定约束最优潮流内点法并行计算
分类号: TM73
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
下　载: 242次
引　用: 1次
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内容摘要

安全性和经济性是电力系统运行的根本要求。如何在确保安全性的前提下提高电力系统运行的经济性,是电力系统优化经济调度的核心。机组组合问题从属于电力系统优化经济调度问题,是电力系统优化运行的一个难点。从数学规划的角度来看,机组组合问题属于高维数、非凸的、非线性混合整数规划问题,很难找出理论上的最优解。本文在总结已有研究成果的基础上,针对传统机组组合模型的不足,提出了一种考虑动态安全约束的机组组合模型,该模型包括了完整的电力网络模型、暂态稳定约束等一些非常重要的非线性约束条件,具有重要的实际应用价值。同时,本文对该模型的求解进行了深入研究,给出了一种基于拉格朗日松弛理论的并行分解协调算法框架。该方法借助变量复制技术和扩展拉格朗日松弛,将原问题转换为其对偶问题,并利用附加问题原理将对偶问题分解为单台机组的机组组合子问题和单一时间段含暂态稳定约束的最优潮流(TSOPF)子问题。对于单台机组的机组组合问题,采用动态规划法求解;对于TSOPF子问题,采用鲁棒性好、收敛速度快的预测-校正降阶内点法求解。在求解过程中,本文利用拉格朗日松弛法的解耦特性,引入并行计算技术,详细给出了该解法的并行化实现方式,实现了粗粒度的并行计算。对不同算例的计算分析结果表明:本文方法能够考虑电力网络潮流、暂态稳定等动态安全约束,解法收敛性较好,求解质量较高,且非常适合并行处理,具有了求解大规模机组组合问题的潜力。

全文目录

摘要  3-4
ABSTRACT  4-7
第一章绪论  7-15
  1.1 课题的研究背景与意义  7-8
  1.2 当前研究进展  8-13
    1.2.1 求解方法  8-12
    1.2.2 发展趋势  12-13
  1.3 本文所做的主要工作  13-15
第二章本文涉及的最优化理论  15-29
  2.1 动态规划法  15-17
    2.1.1 基本原理  15
    2.1.2 用动态规划法求解机组组合问题  15-17
  2.2 拉格朗日松弛理论  17-21
    2.2.1 基本原理  17-19
    2.2.2 用拉格朗日松弛法求解机组组合问题  19
    2.2.3 难点与局限性  19-21
  2.3 内点法  21-28
    2.3.1 内点法发展简介  21-22
    2.3.2 原-对偶内点法  22-26
    2.3.3 预测-校正内点法  26-28
  2.4 本章小结  28-29
第三章考虑动态安全约束的机组组合模型及算法  29-44
  3.1 考虑动态安全约束的机组组合模型  29-33
    3.1.1 目标函数  30-31
    3.1.2 约束条件  31-33
  3.2 模型的分解协调算法  33-40
    3.2.1 变量复制技术  33-36
    3.2.2 扩展拉格朗日法  36
    3.2.3 辅助问题原理  36-37
    3.2.4 模型的对偶分解  37-40
  3.3 含暂态稳定约束的最优潮流  40-43
    3.3.1 暂态稳定约束最优潮流模型  40-41
    3.3.2 暂态稳定约束最优潮流求解  41-43
  3.4 本章小结  43-44
第四章机组组合算法的并行化  44-63
  4.1 并行计算原理  44-46
    4.1.1 概述  44-45
    4.1.2 并行算法性能评价  45-46
  4.2 并行计算平台  46-49
    4.2.1 机架式并行计算平台  46-47
    4.2.2 MATLAB并行计算工具箱  47-49
  4.3 算法并行化  49-50
  4.4 算例分析  50-62
    4.4.1 串行实现  51-60
    4.4.2 并行实现  60-62
  4.5 本章小结  62-63
第五章总结与展望  63-65
  5.1 总结  63-64
  5.2 对未来工作的展望  64-65
参考文献  65-72
致谢  72-73
攻读硕士学位期间发表的论文  73-74
附录1  74-75
附录2  75-91

考虑动态安全约束的电力系统机组组合研究

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