專利名稱：電力系統(tǒng)動態(tài)優(yōu)化控制方法及系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電力系統(tǒng)規(guī)劃與控制技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種電力系統(tǒng)動態(tài)優(yōu)化控制方法及系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
在電力系統(tǒng)運(yùn)行調(diào)度時，一般需要進(jìn)行動態(tài)優(yōu)化分析，在分析過程中，為了對負(fù)荷狀態(tài)進(jìn)行近似簡化處理，常常需要將負(fù)荷曲線合理分割為若干時間段。比如，在動態(tài)無功優(yōu)化分析中，確定了每一個時間段的長度或起始點后，該時間段的負(fù)荷近似認(rèn)為不變，據(jù)此可以優(yōu)化計算出相應(yīng)的無功控制方案。目前，常用的優(yōu)化分段方法是以各分段的方差和最小為目標(biāo)函數(shù)，控制變量為分段點或各個分段的長度。設(shè)某一段時間的負(fù)荷曲線可以用向量X表示，如下式X= IxijjI其中，Xi,」為負(fù)荷曲線上第i個時段上的第j個負(fù)荷值，i = 1,2,…，S，j = 1， 2，…，Li, S為該負(fù)荷曲線的分段個數(shù)，即該負(fù)荷曲線被劃分為S個時段；Li為負(fù)荷曲線上第i個時間段所包含的負(fù)荷樣本點個數(shù)。向量X可以進(jìn)一步采用下式進(jìn)行歸一化處理Y = X/xfflax其中，Y為經(jīng)歸一化處理后的向量，^liax為向量X中的最大負(fù)荷值?，F(xiàn)在常用的負(fù)荷曲線優(yōu)化分段方法的目標(biāo)函數(shù)F1如下式
f S Li ^_F1 =min YY4——(yh]-兄)2
_ i=l J=I A. _ 1_其中，L^L2+-+Ls = L，i為向量集Y中第i個時段的負(fù)荷平均值；yi,j為向量Y中第i個時段上的第j個負(fù)荷值；L為整個負(fù)荷曲線包含的負(fù)荷樣本點個數(shù)。使用上述負(fù)荷曲線優(yōu)化分段方法獲得的分段結(jié)果不盡合理，也不利于控制電壓的波動。分析與計算驗證表明使用該方法獲得的結(jié)果會導(dǎo)致兩種傾向一、某些分段長度為 1 ；二、有些分段長度大，其負(fù)荷偏差(指該分段上各負(fù)荷值偏離平均值最大的距離)也大。這兩種傾向都是由于采用各分段負(fù)荷曲線的方差之和作為目標(biāo)函數(shù)而引起的。當(dāng)某分段的長度為1時，該段的方差為0。而當(dāng)某分段的負(fù)荷偏差不變時，該分段的長度越大其方差越小。分段后，所有時段中最大的負(fù)荷偏差MLD，如下式MLD = max yUj - yt負(fù)荷偏差是導(dǎo)致電壓偏移的直接原因而不是方差，現(xiàn)有優(yōu)化分段方法僅使各分段方差和最小而無法約束個別分段方差過大的問題。

發(fā)明內(nèi)容
(一)要解決的技術(shù)問題本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是如何解決現(xiàn)有技術(shù)中的負(fù)荷曲線分段結(jié)果不合理， 而導(dǎo)致電壓波動與電能損耗較大的問題。(二)技術(shù)方案為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種電力系統(tǒng)動態(tài)優(yōu)化控制方法，包括以下步驟Sl 對負(fù)荷曲線進(jìn)行分段，使得所有時段內(nèi)負(fù)荷的方差和最小且所有相鄰時間段的負(fù)荷平均值之間的差值最大；S2 根據(jù)步驟Sl的分段結(jié)果為負(fù)載進(jìn)行供電。其中，步驟Sl中，對負(fù)荷曲線進(jìn)行分段，具體包括步驟Sll 通過下式計算所有相鄰時間段的負(fù)荷平均值之間的差值和!V
5-1_Fd =γ\γΜ-γι
i=l其中，S為該負(fù)荷曲線的分段個數(shù)，即該負(fù)荷曲線被劃分為S個時段；Li為負(fù)荷曲線上第i個時間段所包含的負(fù)荷樣本點個數(shù)，i = 1，2，…，S ；^.為向量Y中第i個時段的負(fù)荷平均值；為向量Y中第i個時段上的第j個負(fù)荷值，j = 1,2,…，Li ；Y為對所述負(fù)荷曲線的向量經(jīng)歸一化處理后獲得的向量；S12 通過下式計算所有時段內(nèi)負(fù)荷的方差和F1,
s Li 1_F1 =-ytf
i=l ；=1 Li - 1其中，L^L2+-+Ls = L，為向量Y中第i個時段的負(fù)荷平均值…，」為向量Y中第 i個時段上的第j個負(fù)荷值；L為整個負(fù)荷曲線包含的負(fù)荷樣本點個數(shù)；S13 根據(jù)下式對負(fù)荷曲線進(jìn)行分段，F(xiàn)2 = Hiin(F1A711)其中，F(xiàn)2為負(fù)荷曲線分段的目標(biāo)函數(shù)。其中，步驟S2進(jìn)一步包括S21 以步驟Sl的分段結(jié)果為依據(jù)確定系統(tǒng)最優(yōu)控制量；S22 根據(jù)所述系統(tǒng)最優(yōu)控制量為負(fù)載進(jìn)行供電其中，所述最優(yōu)控制量為無功補(bǔ)償量或變壓器變比。本發(fā)明還公開了一種電力系統(tǒng)動態(tài)優(yōu)化控制系統(tǒng)，包括分段模塊，用于對負(fù)荷曲線進(jìn)行分段，使得所有時段內(nèi)負(fù)荷的方差和最小且所有相鄰時間段的負(fù)荷平均值之間的差值最大；優(yōu)化控制模塊，用于根據(jù)分段模塊的分段結(jié)果為負(fù)載進(jìn)行供電。(三)有益效果本發(fā)明通過對負(fù)荷曲線進(jìn)行分段時，使得所有時段內(nèi)負(fù)荷的方差和最小，并且所有相鄰時間段的負(fù)荷平均值之間的差值最大，解決了現(xiàn)有技術(shù)中的優(yōu)化結(jié)果不合理，而導(dǎo)致電壓波動與電能損耗較大的問題。采用本發(fā)明方法分段后，原來的負(fù)荷曲線被合理近似為臺階狀折線，據(jù)此可計算出各時段的優(yōu)化控制方案。相對于現(xiàn)有負(fù)荷曲線分段方法而言， 本方法的電壓波動、越限和電能損耗較小。


圖1是按照本發(fā)明一種實施方式的電力系統(tǒng)動態(tài)優(yōu)化控制方法的流程圖；圖2是一變電站的負(fù)荷曲線；圖3是采用現(xiàn)有技術(shù)對圖2所示的負(fù)荷曲線進(jìn)行處理的5分段結(jié)果圖；圖4是采用圖1所示的動態(tài)優(yōu)化控制方法對圖2所示的負(fù)荷曲線進(jìn)行處理的5分段結(jié)果圖。
具體實施例方式下面結(jié)合附圖和實施例，對本發(fā)明的具體實施方式
作進(jìn)一步詳細(xì)描述。以下實施例用于說明本發(fā)明，但不用來限制本發(fā)明的范圍。在電力系統(tǒng)中，由于負(fù)荷每時每刻都在變，但控制設(shè)備不能操作太頻繁，本發(fā)明點的方法主要用于對預(yù)測的負(fù)荷曲線的分段，對預(yù)測的負(fù)荷曲線的分段用于確定下一段時間的優(yōu)化控制方案。如圖1所示為按照本發(fā)明一種實施方式的電力系統(tǒng)動態(tài)優(yōu)化控制方法的流程圖，包括以下步驟Sl 對負(fù)荷曲線進(jìn)行分段，確定下一時段的優(yōu)化控制方案，即使得所有時段內(nèi)負(fù)荷的方差和最小且所有相鄰時間段的負(fù)荷平均值之間的差值最大。在分段時，各時段內(nèi)負(fù)荷近似恒定，可以各分段負(fù)荷平均值為準(zhǔn)計算最優(yōu)控制方案，這樣就大大降低了動態(tài)優(yōu)化問題求解的復(fù)雜度。在合理的分段個數(shù)下，電壓波動能滿足要求，控制設(shè)備操作次數(shù)減少，電能損耗有所降低。S2 以分段的結(jié)果為依據(jù)確定系統(tǒng)最優(yōu)控制量(如無功補(bǔ)償量或變壓器變比等)， 根據(jù)所述系統(tǒng)最優(yōu)控制量為負(fù)載進(jìn)行供電。其中，步驟Sl中，對負(fù)荷曲線進(jìn)行分段，具體包括步驟Sll 通過下式計算所有相鄰時間段的負(fù)荷平均值之間的差值和!V
5-1_FD^Yj\yi+l-yi
i=\其中，S為該負(fù)荷曲線的分段個數(shù)，即該負(fù)荷曲線被劃分為S個時段；Li為負(fù)荷曲線上第i個時間段所包含的負(fù)荷樣本點個數(shù)，i = 1，2，…，S ；^.為向量Y中第i個時段的負(fù)荷平均值；為向量Y中第i個時段上的第j個負(fù)荷值，j = 1,2,…，Li ；Y為對所述負(fù)荷曲線的向量經(jīng)歸一化處理后獲得的向量；S12 通過下式計算所有時段內(nèi)負(fù)荷的方差和F1,
S “ι_F1 = ΣΣΤΤΤ(>^ -兄)2
i=i J=I Li -1其中，L^L2+-+Ls = L，為向量Y中第i個時段的負(fù)荷平均值…，」為向量Y中第 i個時段上的第j個負(fù)荷值；L為整個負(fù)荷曲線包含的負(fù)荷樣本點個數(shù)；S13 根據(jù)下式對負(fù)荷曲線進(jìn)行分段，F(xiàn)2 = min (F1A7d)其中，F(xiàn)2為負(fù)荷曲線分段的目標(biāo)函數(shù)，該公式的控制變量為各時段的長度，即L1, L2,…Ls，公式的求解可采用窮舉法或其它啟發(fā)式優(yōu)化方法。
當(dāng)采用現(xiàn)有技術(shù)和本實施方式的優(yōu)化控制方法分別對圖2所示負(fù)荷曲線進(jìn)行優(yōu)化分割時，如圖3 4，此處僅以分割為5段和6段(分割為6段的結(jié)果圖未示出)為例，對現(xiàn)有技術(shù)和本實施方式的優(yōu)化控制方法的處理結(jié)果與相關(guān)指標(biāo)進(jìn)行比較，如表1所示，表中MSD為各時段中最大的標(biāo)準(zhǔn)方差。
權(quán)利要求
1.一種電力系統(tǒng)動態(tài)優(yōu)化控制方法，其特征在于，包括以下步驟51對負(fù)荷曲線進(jìn)行分段，使得所有時段內(nèi)負(fù)荷的方差和最小且所有相鄰時間段的負(fù)荷平均值之間的差值最大；52根據(jù)步驟Sl的分段結(jié)果為負(fù)載進(jìn)行供電。
2.如權(quán)利要求1所述的動態(tài)優(yōu)化控制方法，其特征在于，步驟Sl中，對負(fù)荷曲線進(jìn)行分段，具體包括步驟511通過下式計算所有相鄰時間段的負(fù)荷平均值之間的差值和!V
3.如權(quán)利要求1所述的電力系統(tǒng)動態(tài)優(yōu)化控制方法，其特征在于，步驟S2進(jìn)一步包括521以步驟Sl的分段結(jié)果為依據(jù)確定系統(tǒng)最優(yōu)控制量；522根據(jù)所述系統(tǒng)最優(yōu)控制量為負(fù)載進(jìn)行供電
4.如權(quán)利要求3所述的電力系統(tǒng)動態(tài)優(yōu)化控制方法，其特征在于，所述最優(yōu)控制量為無功補(bǔ)償量或變壓器變比。
5.一種電力系統(tǒng)動態(tài)優(yōu)化控制系統(tǒng)，其特征在于，包括分段模塊，用于對負(fù)荷曲線進(jìn)行分段，使得所有時段內(nèi)負(fù)荷的方差和最小且所有相鄰時間段的負(fù)荷平均值之間的差值最大；優(yōu)化控制模塊，用于根據(jù)分段模塊的分段結(jié)果為負(fù)載進(jìn)行供電。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種電力系統(tǒng)動態(tài)優(yōu)化控制方法及系統(tǒng)，涉及電力系統(tǒng)規(guī)劃與控制技術(shù)領(lǐng)域。該方法包括以下步驟S1對負(fù)荷曲線進(jìn)行分段，使得所有時段內(nèi)負(fù)荷的方差和最小且所有相鄰時間段的負(fù)荷平均值之間的差值最大；S2根據(jù)步驟S1的分段結(jié)果為負(fù)載進(jìn)行供電。本發(fā)明通過對負(fù)荷曲線進(jìn)行分段時，使得所有時段內(nèi)負(fù)荷的方差和最小，并且所有相鄰時間段的負(fù)荷平均值之間的差值最大，解決了現(xiàn)有技術(shù)中的優(yōu)化結(jié)果不合理，而導(dǎo)致電壓波動與電能損耗較大的問題。
文檔編號H02J3/12GK102170128SQ20111009970
公開日2011年8月31日 申請日期2011年4月20日 優(yōu)先權(quán)日2011年4月20日
發(fā)明者耿光飛 申請人:中國農(nóng)業(yè)大學(xué)