发输电设备检修计划及其安全校核的优化研究

论文摘要

发输电设备检修计划及其安全校核是与电力系统规划设计和运行调度密切相关的重要问题。随着电网的不断扩大和电力市场的发展,对发输电设备检修计划及其安全校核进行优化,加强电网运行的安全性,具有重要的理论价值和实际意义。而在实际系统中,为了保证系统的可靠运行,在制定检修计划并进行安全校核的同时,通常需要制定相应的负荷转移方案,在执行检修计划的同时完成倒闸操作进行负荷转移。基于此,本文对考虑负荷转移的发输电设备检修计划及其安全校核的优化模型和算法进行了研究。具体研究内容如下:首先,建立了考虑负荷转移的发输电设备检修计划优化模型,并采用改进的免疫遗传算法进行该问题的求解。根据关联变电站之间的负荷转移方式建立负荷转移等效模型,分析和提炼当前制定发输电设备检修计划的基本原则和各方面因素,建立发输电设备检修计划的多目标多约束优化模型。针对多目标之间的相互矛盾性,提出了一种目标相对占优法来确定最优个体。另外,根据发输电设备检修计划优化模型的特点,采用免疫遗传算法进行求解,并确定了抗体编码、亲和力计算、抗体生成的抑制和促进、交叉变异算子四个方面的实施细节,保证了优化模型的有效求解。其次,建立了考虑负荷转移的检修计划安全校核优化模型,并采用半光滑牛顿法和免疫遗传算法相结合的混合算法来求解该模型。针对检修计划无法确定机组出力,且在特殊情况下需要进行切负荷的特点,建立了以交流潮流模型为基础,考虑机组出力、切负荷量上下限等连续性约束,并以负荷转移量和切负荷量的加权平方和最小为目标的检修计划安全校核优化模型。另外,考虑到无功补偿设备、有载调压变压器档位以及负荷转移量的离散性,需要在模型中增加无功补偿、有载调压变压器变比、负荷转移等离散性约束。针对上述模型中既有连续变量又有离散变量的特点,利用半光滑牛顿法先对连续优化子问题进行求解,基于所得的优化结果,分别保持连续变量和离散变量不变,采用免疫遗传算法分别对离散优化子问题和连续优化子问题进行交替求解。通过IEEE 30节点和IEEE 14节点的标准系统分别对发输电设备检修计划和安全校核优化方法进行仿真计算,验证了本文模型和算法的正确性和有效性。

论文目录

• 中文摘要
• 英文摘要
• 1 绪论
• 1.1 选题的背景和意义
• 1.2 检修计划的研究现状
• 1.2.1 检修计划模型的研究现状
• 1.2.2 检修计划算法的研究现状
• 1.3 本文的主要工作
• 2 考虑负荷转移的发输电设备检修计划优化模型
• 2.1 引言
• 2.2 负荷转移等效模型
• 2.2.1 关联变电站间的负荷转移方式
• 2.2.2 关联节点间的负荷转移等效模型
• 2.3 发输电设备检修计划优化模型
• 2.3.1 优化模型的多目标函数
• 2.3.2 优化模型的约束条件
• 2.4 小结
• 3 求解发输电设备检修计划的免疫遗传算法
• 3.1 引言
• 3.2 免疫遗传算法简介
• 3.2.1 免疫遗传算法基本原理
• 3.2.2 免疫遗传算法主要步骤及流程图
• 3.3 目标相对占优法
• 3.3.1 多目标优化问题的Pareto 最优解
• 3.3.2 目标相对占优法求解思路
• 3.4 免疫遗传算法实施细节
• 3.4.1 抗体编码
• 3.4.2 亲和力计算
• 3.4.3 抗体生成的抑制与促进
• 3.4.4 交叉算子和变异算子
• 3.5 算例分析
• 3.5.1 算例基础数据
• 3.5.2 算例结果分析
• 3.6 小结
• 4 检修计划安全校核的优化模型和算法
• 4.1 引言
• 4.2 检修计划安全校核的优化模型
• 4.2.1 节点间的连续负荷转移等效模型
• 4.2.2 考虑负荷转移的检修计划安全校核优化模型
• 4.3 检修计划安全校核的混合算法
• 4.3.1 求解初始连续子优化问题的半光滑牛顿法
• 4.3.2 求解两个不同优化子问题的免疫遗传算法
• 4.4 算例分析
• 4.4.1 算例基础数据
• 4.4.2 算例结果分析
• 4.5 小结
• 5 总结与展望
• 致谢
• 参考文献
• 附录
• A. 作者在攻读硕士学位期间发表的论文目录
• B. 作者在攻读硕士学位期间参与的科研项目及个人奖励情况
• C. 检修计划编制的算例数据