大停电后机组恢复在线智能决策优化研究
发布时间：2021-05-07 13:43
随着社会经济的发展,电力需求持续增长,风电等多种可再生能源大规模接入电网,电力系统迅速发展,国家、社会和人民对于电力的依赖性越来越高。大面积停电事故会威胁人民的生命财产乃至国家社会的安全,在发生大停电后快速实现电网自愈有利于减轻这种负面影响。电网自愈恢复的首要任务是完成发电机的启动并建立骨干网架,尤其在电力系统恢复前期,机组恢复更是重中之重。因此,全方位研究考虑骨干网架重构的机组恢复问题,对于安全、有序和快速的电网自愈具有十分重要的理论意义和实用价值。合理有效的机组恢复方案能够充分考虑恢复过程中的多种影响因素,大停电发生后有效指导调度人员,完成机组恢复的同时,构建骨干网架。充分利用快速发展的电力信息系统,在线智能逐步进行机组恢复决策,能有效应对恢复方案与实际恢复过程不相符的情况。对于停电风险更大的高比例风电系统,在线指导大规模风电场与传统机组的恢复,能够利用风速条件较好的风电场促进恢复进程。本文在已有研究成果的基础上,对考虑骨干网架重构的机组恢复在线智能决策优化进行了深入的分析研究,利用偏好多目标优化、进化计算、深度学习、强化学习以及蒙特卡洛树搜索等人工智能技术,构建了从恢复方案制定到...
【文章来源】：山东大学山东省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：131 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
1.1 背景和意义
1.2 电力系统恢复问题概述
1.2.1 电力系统恢复阶段划分
1.2.2 电力系统恢复问题的国内外研究现状
1.2.3 人工智能在电力系统恢复中的应用
1.3 机组恢复问题研究现状分析
1.4 论文的主要研究工作
第2章 基于预设数据的机组恢复方案优化制定
2.1 引言
2.2 偏好多目标优化模型
2.2.1 优化目标
2.2.2 约束条件
2.3 PD-NSGA-Ⅱ算法
2.3.1 PD-NSGA-Ⅱ算法简介
2.3.2 基于偏好的支配关系
2.3.3 松弛的Pareto支配关系
2.3.4 PD-NSGA-Ⅱ主循环
2.4 基于PD-NSGA-Ⅱ的机组恢复优化
2.4.1 基因编码
2.4.2 连通性检测
2.4.3 参考点选取
2.4.4 算法流程和方案决策
2.5 算例分析
2.5.1 新英格兰10机39节点测试系统
2.5.2 山东西部电网
2.6 小结
第3章 基于实时数据的机组在线恢复动态决策
3.1 引言
3.2 机组在线恢复框架和评价指标
3.2.1 机组在线恢复
3.2.2 机组在线恢复框架
3.2.3 评价指标
3.2.4 约束条件
3.3 基于SAE的估值网络
3.3.1 训练集生成
3.3.2 基于PSO的样本标签计算
3.3.3 估值网络训练
3.4 基于MCTS的机组恢复在线决策
3.4.1 MCTS
3.4.2 改进的UCT算法
3.4.3 剪枝技术
3.4.4 基于估值网络的模拟
3.4.5 MCTS并行实现
3.5 算例分析
3.5.1 新英格兰10机39节点测试系统
3.5.2 山东西部电网
3.6 小结
第4章 考虑风电场参与的机组恢复在线决策
4.1 引言
4.2 考虑风电场的机组恢复框架和评价
4.2.1 考虑风电场的机组恢复
4.2.2 考虑风电场的机组恢复框架
4.2.3 评价指标和约束条件
4.3 离线自学习
4.3.1 自学习方法
4.3.2 风功率场景聚类
4.3.3 估值网络和策略网络
4.3.4 样本生成
4.4 机组恢复在线决策
4.5 恢复期间风功率控制
4.5.1 模型预测控制
4.5.2 风电场控制模式
4.5.3 风功率模型预测控制
4.6 算例分析
4.6.1 调整后的新英格兰10机39节点系统
4.6.2 山东东北部电网
4.7 小结
第5章 结论与展望
参考文献
致谢
攻读博士学位期间的研究成果
学位论文评阅及答辩情况表
【参考文献】：
期刊论文
[1]计及系统可观测性的网络化简与黑启动分区方案制定[J]. 顾雪平,周光奇,李少岩. 电力系统自动化. 2019(20)
[2]泛在电力物联网释义与研究展望[J]. 杨挺,翟峰,赵英杰,盆海波. 电力系统自动化. 2019(13)
[3]计及风电预测误差不确定性的风电参与网架重构优化[J]. 梁海平,程子玮,孙海新,刘英培,顾雪平. 电力系统自动化. 2019(07)
[4]多直流馈入异步受端电网恢复的分区方法[J]. 杨超,梁海平,顾雪平,唐晓骏,谢岩,刘雨濛. 电力系统自动化. 2019(10)
[5]基于可信性理论的含直流落点系统风电与负荷协调恢复优化[J]. 蔺呈倩,王洪涛,赵瑾,杨冬,陈彬. 电网技术. 2019(02)
[6]巴西“3·21”大停电事故分析及对中国电网的启示[J]. 易俊,卜广全,郭强,习工伟,张剑云,屠竞哲. 电力系统自动化. 2019(02)
[7]人工智能在电力系统及综合能源系统中的应用综述[J]. 杨挺,赵黎媛,王成山. 电力系统自动化. 2019(01)
[8]机器学习在能源与电力系统领域的应用和展望[J]. 程乐峰,余涛,张孝顺,殷林飞. 电力系统自动化. 2019(01)
[9]柴油发电机辅助的风电场黑启动过程及频率控制[J]. 李新军,杨超,顾雪平,吴琛,张丹,刘旭斐. 电网技术. 2018(06)
[10]未来中国特高压电网结构形态与电源组成相互关系分析[J]. 杨海涛,吉平,苗淼,张桂红,姜宁,宋云亭. 电力系统自动化. 2018(06)
博士论文
[1]大停电后的机组恢复顺序优化研究[D]. 朱海南.山东大学 2015
本文编号：3173495
【文章来源】：山东大学山东省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：131 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
1.1 背景和意义
1.2 电力系统恢复问题概述
1.2.1 电力系统恢复阶段划分
1.2.2 电力系统恢复问题的国内外研究现状
1.2.3 人工智能在电力系统恢复中的应用
1.3 机组恢复问题研究现状分析
1.4 论文的主要研究工作
第2章 基于预设数据的机组恢复方案优化制定
2.1 引言
2.2 偏好多目标优化模型
2.2.1 优化目标
2.2.2 约束条件
2.3 PD-NSGA-Ⅱ算法
2.3.1 PD-NSGA-Ⅱ算法简介
2.3.2 基于偏好的支配关系
2.3.3 松弛的Pareto支配关系
2.3.4 PD-NSGA-Ⅱ主循环
2.4 基于PD-NSGA-Ⅱ的机组恢复优化
2.4.1 基因编码
2.4.2 连通性检测
2.4.3 参考点选取
2.4.4 算法流程和方案决策
2.5 算例分析
2.5.1 新英格兰10机39节点测试系统
2.5.2 山东西部电网
2.6 小结
第3章 基于实时数据的机组在线恢复动态决策
3.1 引言
3.2 机组在线恢复框架和评价指标
3.2.1 机组在线恢复
3.2.2 机组在线恢复框架
3.2.3 评价指标
3.2.4 约束条件
3.3 基于SAE的估值网络
3.3.1 训练集生成
3.3.2 基于PSO的样本标签计算
3.3.3 估值网络训练
3.4 基于MCTS的机组恢复在线决策
3.4.1 MCTS
3.4.2 改进的UCT算法
3.4.3 剪枝技术
3.4.4 基于估值网络的模拟
3.4.5 MCTS并行实现
3.5 算例分析
3.5.1 新英格兰10机39节点测试系统
3.5.2 山东西部电网
3.6 小结
第4章 考虑风电场参与的机组恢复在线决策
4.1 引言
4.2 考虑风电场的机组恢复框架和评价
4.2.1 考虑风电场的机组恢复
4.2.2 考虑风电场的机组恢复框架
4.2.3 评价指标和约束条件
4.3 离线自学习
4.3.1 自学习方法
4.3.2 风功率场景聚类
4.3.3 估值网络和策略网络
4.3.4 样本生成
4.4 机组恢复在线决策
4.5 恢复期间风功率控制
4.5.1 模型预测控制
4.5.2 风电场控制模式
4.5.3 风功率模型预测控制
4.6 算例分析
4.6.1 调整后的新英格兰10机39节点系统
4.6.2 山东东北部电网
4.7 小结
第5章 结论与展望
参考文献
致谢
攻读博士学位期间的研究成果
学位论文评阅及答辩情况表
【参考文献】：
期刊论文
[1]计及系统可观测性的网络化简与黑启动分区方案制定[J]. 顾雪平,周光奇,李少岩. 电力系统自动化. 2019(20)
[2]泛在电力物联网释义与研究展望[J]. 杨挺,翟峰,赵英杰,盆海波. 电力系统自动化. 2019(13)
[3]计及风电预测误差不确定性的风电参与网架重构优化[J]. 梁海平,程子玮,孙海新,刘英培,顾雪平. 电力系统自动化. 2019(07)
[4]多直流馈入异步受端电网恢复的分区方法[J]. 杨超,梁海平,顾雪平,唐晓骏,谢岩,刘雨濛. 电力系统自动化. 2019(10)
[5]基于可信性理论的含直流落点系统风电与负荷协调恢复优化[J]. 蔺呈倩,王洪涛,赵瑾,杨冬,陈彬. 电网技术. 2019(02)
[6]巴西“3·21”大停电事故分析及对中国电网的启示[J]. 易俊,卜广全,郭强,习工伟,张剑云,屠竞哲. 电力系统自动化. 2019(02)
[7]人工智能在电力系统及综合能源系统中的应用综述[J]. 杨挺,赵黎媛,王成山. 电力系统自动化. 2019(01)
[8]机器学习在能源与电力系统领域的应用和展望[J]. 程乐峰,余涛,张孝顺,殷林飞. 电力系统自动化. 2019(01)
[9]柴油发电机辅助的风电场黑启动过程及频率控制[J]. 李新军,杨超,顾雪平,吴琛,张丹,刘旭斐. 电网技术. 2018(06)
[10]未来中国特高压电网结构形态与电源组成相互关系分析[J]. 杨海涛,吉平,苗淼,张桂红,姜宁,宋云亭. 电力系统自动化. 2018(06)
博士论文
[1]大停电后的机组恢复顺序优化研究[D]. 朱海南.山东大学 2015
本文编号：3173495
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