基于数据驱动的显式小干扰稳定约束生成及应用方法技术

本发明专利技术公开基于数据驱动的显式小干扰稳定约束生成及应用方法，步骤为：1)建立最优潮流模型，并计算得到初始经济调度计算结果；2)利用基于灵敏度分析对抽样空间进行压缩，并利用拉丁超立方体采样方法生成抽样样本；3)利用SVM方法对抽样样本进行训练，区分出稳定样本和不稳定样本，并建立包含显示小干扰稳定约束的最优潮流模型；4)将样本输入到小干扰稳定约束的最优潮流模型中，解算得到满足小干扰稳定需求的再调度结果。本发明专利技术提出了一种基于数据驱动的显式小干扰稳定约束生成方法，并以电压为控制变量，研究了其在最优潮流计算中的应用，大幅提高考虑小干扰稳定性约束最优潮流的求解效率。求解效率。求解效率。

【技术实现步骤摘要】
基于数据驱动的显式小干扰稳定约束生成及应用方法


[0001]本专利技术涉及电力系统及其自动化领域，具体是基于数据驱动的显式小干扰稳定约束生成及应用方法。

技术介绍

[0002]在电力系统运行计算中，通常先考虑潮流约束和设备运行约束等，通过最优潮流计算获得经济调度结果。然后，基于经济调度结果对系统进行安全校核，调整调度结果以保证系统安全运行。在大型互联电力系统中，超高压交流输电的快速发展和可再生能源的日益普及使得电力系统小干扰稳定性面临新的挑战性，系统小干扰不稳定可能导致大规模停电。进行安全校核时，如果经济调度结果难以保证系统小干扰稳定性，则需要对调度结果进行调整。
[0003]然而，电力系统小干扰稳定性指标和控制变量之间的关系是由一组高度非线性的微分代数方程建立的。因此，系统小干扰稳定性需求很难直接表示为显式约束。
[0004]在现有考虑小干扰稳定性的优化计算中，需在迭代过程中反复计算微分代数方程的特征值。而特征值计算非常耗时，使得现有方法难以满足应用要求。在实践中，若调度结果小干扰不稳，通常是操作人员根据经验通过反复多次调整发本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.基于数据驱动的显式小干扰稳定约束生成及应用方法，其特征在于，包括以下步骤：1)计算不考虑小干扰稳定约束的最优潮流，获得所述初始经济调度计算结果；若初始调度结果不能满足系统小干扰稳定性需求，则进入步骤2)。2)基于灵敏度分析对对电压值的抽样空间进行压缩，基于压缩后的抽样空间，通过拉丁超立方体采样方法生成样本；3)通过SVM对样本进行训练，生成显示小干扰稳定约束，对不稳定样本加惩罚，并通过误分类补偿策略降低不稳定样本误判概率；4)建立包含显示小干扰稳定约束的最优潮流模型，求解再调度结果。若再调度结果仍不满足小干扰稳定需求，则收紧小干扰稳定约束，重复最优潮流计算过程直到再调度结果满足小干扰稳定需求为止。2.根据权利要求1所述的基于数据驱动的显式小干扰稳定约束生成及应用方法，其特征在于：所述最优潮流模型的优化目标如下所示：式中，P
g
是第g台发电机的有功出力；Ξ是发电机集合；是第g台发电机的有功出力；Ξ是发电机集合；和是发电机成本函数的系数。3.根据权利要求1所述的基于数据驱动的显式小干扰稳定约束生成及应用方法，其特征在于：所述不考虑小干扰稳定约束的最优潮流模型的约束条件包括节点功率平衡约束、支路潮流约束、系统运行约束；节点功率平衡约束如下所示：节点功率平衡约束如下所示：式中，Q
g
是第g台发电机的无功出力；P
i,d
和Q
i,d
分别是节点i的有功负荷和无功负荷；v
i
、v
j
是节点i、j的电压幅值；相角差δ
ij
＝δ
i
‑
δ
j
，δ
i
是节点i的电压相角；G
ij
和B
ij
分别是节点导纳方程元素Y
ij
的实部和虚部；i∈N；N是节点集合；支路潮流约束如下所示：支路潮流约束如下所示：支路潮流约束如下所示：支路潮流约束如下所示：式中，S
ij,max
是支路(i,j)的视在功率最大值约束；(i,j)∈K；K是支路集合；P
ij
、Q
ij
是支路(i,j)的有功功率和无功功率；系统运行约束如下所示：
v
i,min
≤v
i
≤v
i,max i∈N
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(10)式中，和分别是第g台发电机的有功出力的上下限约束；和分别是第g台发电机的无功出力的上下限约束；v
i,min
和v
i,max
是节点i的电压幅值上下限约束。4.根据权利要求1所述的基于数据驱动的显式小干扰稳定约束生成及应用方法，其特征在于：生成抽样样本的步骤包括：1)建立电力系统小干扰稳定性分析模型，即：0＝g(x,u)
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(12)式中，x是系统状态变量集合；u是为系统电压和相角集合；f是系统动态方程；g是系统潮流平衡方程；系统状态方程A
s
＝(A
‑
BD
‑1C)；参数参数参数参数电力系统小干扰稳定性分析模型的系统特征根为λ
i
＝σ
i
±
jω
i
；σ
i
、ω
i
为特征根的实部和虚部；为输出；为的修正量；Δx是x的修正量；2)计算系统的阻尼比ζ
i
，即：其中，系统最小阻尼比ζ
m
如下所示：ζ
m
＝min(ζ
i
)＝h(v)
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(15)式中，h()为系统最小阻尼比与电压的函数关系；3)计算阻尼比ζ
m
对电压幅值v
g0,j
的灵敏度s
0,j
，即：式中，λ
m
＝σ
m
±
jω
m
是对应ζ
m
的特征值；A
v
是被调整发电机电压的集合；其中，特征值λ
m
对电压幅值v
g0,j
的灵敏度如下所示：式中，v
m
和u
m
分别为特征值λ
m
的左右特征向量；
被调整发电机电压对电压幅值v
g0,j
的灵敏度如下所示：4)基于灵敏度分析提出变量选择策略，即：式中，s
l
是选择变量的灵敏度阈值；满足式(19)的变量选择为调整变量；5)阻尼比ζ
m
在电压幅值v
g0,j
处进行一阶泰勒展开，得到：式中，ζ
m0
是当电压取v
g0
时对应的系统最小阻尼比；R(v
g
)是一阶泰勒展开式的余项；6)确定电压调整方向，即：6)确定电压调整方向，即：式中，v
...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨知方，刘珏麟，余娟，
申请(专利权)人：重庆大学，
类型：发明
国别省市：