计及不确定性的电力系统P_Q分解潮流区间算法_赵歌
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system s are being buil up step by step. At t sam e tm e, vari of pow er plant t he i ous s appear and m ass of com put aided equipm ents are bei used to collect, tr , er ng ansm i, t
m ethods ar appli to pow er syst anal e ed em ysis. A s the pow er-m arket ref orm i s
car ng out deeply, pow er system s are enl ng constantl w hi m akes t ryi argi y, ch he cal ating ti e of uncert y anal cul m aint ysis catch m ore and m or at ion. T hi paper e tent s
A f ards,M onte C arl m et of P-Q decoupled load fl i proposed also,i terw o hod ow s n
order t com pare w i and veri P- decoupled l o th fy Q oad fow usi i val ari et l ng nter thm ic. Com par w ih int ed t erval m ethod, M ont C arlo si ulat has di e m ion sadvantages of huge
Thi m ethod i an eff entand effect w ay to take uncert ies int consi ion, s s ici ive aint o derat
which all w s a r o igorous est ati of the i luence of ei im on nf ther for of uncert nty and m ai onl needs one sim ulat y ion.
i nterval m ethod under uncert y w hich has advantages of fast cal aint culating speed and
shortcom putng ti e com pared w ith M ont Carl m ethod, ar t fi by 5 node and i m e o e esti ed IEE E 14 node t system s. est
果的影响, 是不确定性潮流计算的快捷 ! 有效的方法 " 然后, 提出和实现了基于 P- 分解潮流的蒙特卡罗仿真法, 以对所提出的 Q
P-Q 分解潮流的区间算法进行对比和验证 "蒙特卡罗仿真法相比于区间算法, 需
要很大的计算量, 计算速度慢 "但其计算结果精确, 可用来实现对区间算法结果
的验证 "
最后, 利用 5 节点以及 IEE E 14 节点标准测试系统的算例分析结果, 验证了
计及不确定性的电力系统 P - 分解潮流 Q
区间算法 P ow er System P-Q Decoupl Load Fl ed ow U si Int ng ervalM et hod under U ncert nt ai y
学科专业: 电力系统及其自动化 研 究 生: 赵 歌 指导教师: 王守相 副教授
f cuses on uncert nt anal s of load fl i l o ai y ysi ow n arge-scal pow er system s. T he m ai e n
work o ft paper i his nclude as below : F i t of al power sys rs l, tem i nterval m ethod of P-Q decoupl l ed oad fl i ow s
K EY W O RD S: uncerai P- de t nty, Q coupl l fl i er art etc,M ont ed oad ow, nt val ihm i e
Carl si ul on o m ati
目
录
第一章 绪论.. .... . ... ... .... ... . ... .. ..... . ... .. .. ................ ... ..1 .... ............. .. ...... .. .... ...... .. ... . ... ..... .. ......... 1. 引言.. .... . ... ... .... ... . ... .. ..... . ... .. .. ................ ... ..1 1 .... ............. .. ...... .. .... ...... .. ... . ... ..... .. ......... 1. 电力系统潮流计算的基本概念.... . ... .. .. ................ ... ..1 1.1 ...... .. ... . ... ..... .. ......... 1. 电力系统潮流计算的方法及其比较. ........ ................ ... ..1 1.2 .. .... . . ... ..... .. ......... 1. 电力系统分析中的不确定性问题.. ..... . ... .. .. ....................... 2 .... ...... .. ... . ... ..... .. ..... ..3 1. 问题的提出.. .... ... . ... .. ..... . ... .. .. ....................... 2.1 .... .. ...... .. .... ...... .. ... . ... ..... .. ..... ..3 1. 不确定分析方法的研究现状... ... . ... .. .. ....................... 2.2 .. ...... .. ... . ... ..... .. ..... ..4 1. 蒙特卡罗仿真法..... . ... .. ..... . ... .. .. ................ ... ..6 2.3 . ...... .. .... ...... .. ... . ... ..... .. ......... 1. 本文的主要研究工作 ... ... . ... .. ..... . ... .. .. ................ ... ..8 3 .. ...... .. .... ...... .. ... . ... ..... .. ......... 1. 本文主要工作与成果...... .. ..... . ........ ................ ... ..8 3.1 . . .. .... ...... .... . . ... ..... .. ......... 1. 本文主要结构.. ..... . ... .. ..... . ... .. .. ................ ... ..8 3.2 .... ...... .. .... ...... .. ... . ... ..... .. ......... 第二章 区间数学与区间分析 ... ... . ... .. ..... . ... .. .. ................ ... .10 .. ...... .. .... ...... .. ... . ... ..... .. ........ 2. 区间分析产生背景. .... ... . ... .. ..... . ... .. .. ...................... 1 ... .. ...... .. .... ...... .. ... . ... ..... .. ..... .10 2. 区间数及区间运算. .... ... . ... .. ..... . ... .. .. ...................... 2 ... .. ...... .. .... ...... .. ... . ... ..... .. ..... .11 2. 区间数及其相关定义...... .. ..... . ........ ................ ... .11 2.1 . . .. .... ...... .... . . ... ..... .. ........ 2. 区间数与模糊数 ! 区间型灰数 ! 未确知有理数等的关系比较.. .13 2.2 .... 2. 区间运算及其相关性质... .. ..... . ... .. .. ................ ... .14 2.3 .. .... ...... .. ... . ... ..... .. ........ 2. 区间数的大小比较. .... ... . ... .. ..... . ... .. .. ...................... 3 ... .. ...... .. .... ...... .. ... . ... ..... .. ..... .15 2. 区间向量与区间矩阵 ... ... . ... .. ..... . ... .. .. ................ ... .18 4 .. ...... .. .... ...... .. ... . ... ..... .. ........ 2. 实函数的区间扩展. .... ... . ... .. ..... . ... .. .. ...................... 5 ... .. ...... .. .... ...... .. ... . ... ..... .. ..... .19 2. 区间线性方程组的解法.... . ... .. ..... . ........ ................ ... .21 6 ...... .. .... ...... .... . . ... ..... .. ........ 2. 直接法... ... .... ... . ... .. ..... . ... .. .. ................ ... .21 6.1 ......... .. ..... .. .... ...... .. ... . ... ..... .. ........ 2. 迭代法... ... .... ... . ... .. ..... . ... .. .. ................ ... .22 6.2 ......... .. ..... .. .... ...... .. ... . ... ..... .. ........ 2. 区间数学的应用 ... .... ... . ... .. ..... . ... .. .. ...................... 7 ..... .. ...... .. .... ...... .. ... . ... ..... .. ..... .24 2. 本章小结... ... ... .... ... . ... .. ..... . ........ ................ ... .24 8 . ........... .. ..... .. .... ...... .... . . ... ..... .. ........ 第三章 P-Q 分解潮流的区间算法....... .. ..... . ........ ................ ... .25 . . . .. .... ...... .... . . ... ..... .. ........ 3. P - 分解潮流的产生背景........ .. ..... . ........ ................ ... .25 1 Q .. . . .. .... ...... .... . . ... ..... .. ........ 3. P - 分解潮流算法的基本原理... .. ..... . ... .. .. ................ ... .25 2 Q .. .... ...... .. ... . ... ..... .. ........ 3. P - 分解潮流的区间模型........ .. ..... . ........ ................ ... .28 3 Q .. . . .. .... ...... .... . . ... ..... .. ........
cal ating quanti and l com puti ti e. H ow ever i cal ates preci y, f cul ty ong ng m , t cul sel or
whatit.s used to vali int date erval m ethod. A t las t valdiy and appli on val of t P- decoupled load fl usi t, he i t cati ue he Q ow ng
向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘 " ( 保密的学位论文在解密后适用本授权说明 )
学位论文作者签名:
导师签名:
签字日期:
年
月
日
签 字日期 :
年
月
日
摘要
随着电力的市场化改革, 大规模联合电力系统的逐步形成, 发电厂类型的多 样化, 以及在系统参数的采集 ! 传输 ! 处理和转换等过程中大量计算机辅助设备 的应用, 都使得电力系统规划和运行的不确定性因素大大增加 "为了克服传统确 定性逐点分析方法的局限性, 不确定性分析方法被引入到电力系统分析中 "而随 着电力市场化改革的不断深入, 电力系统规模的不断扩大, 不确定性分析方法的 计算速度问题, 越来越受到重视 "本文主要针对大规模电力系统潮流计算中的不
作了明确的说明并表示了谢意 "
学位论文作者签名:
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年
月
日
学位论文版权使用授权书
本学位论文作者完全了解 天津大学 有关保留! 使用学位论文的规定" 特授权 天津 大学 可以将学位论 文的全部或部分内容编入有关数据库进行检
索, 并采用影印 !缩印或扫描等复制手段保存 !汇编以供查阅和借阅" 同意学校
确定性问题展开研究, 论文主要工作如下:
首先, 在 P - 分解潮流算法的基础上提出和实现了计及不确定性的电力系统 Q
P-Q 分解潮流的区间算法 " 利用区间算法来处理电力系统潮流计算的不确定性问
题, 采用区间数来描述模型参数的不确定性, 方程变量取为区间变量 "该方法只 需一次潮流计算, 就几乎可以严格分析单个或多个模型参数的不确定性对潮流结
proposed t anal uncert nti in pow er fl . I o yze ai es ow nterval arihm et is appli t deal t ic ed o
w it uncert nti i pow er f h ai es n low, in w hich uncer nty of m odel par et i tai am ers s descri by i valand each vari e i equat bed nter abl n ions is repl aced w i i th ntervalvari e. abl
process and tr orm w or ng param eters A l of t ansf ki . l hese f actor i s ncrease t uncertai he n
features i the pl n anning and operation of pow er system s. In or t overcom e t der o he weakness of the conventi onal w ay of node-by-node anal s, uncertai analysi ysi nty s
天津大学电气与自动化工程学院 二零零七年六月
独创性声明
本人声明 所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研 究工作和取得的 研究成果, 除了文中特别加以标注和致谢之处外, 论文中不包含其他人已经发表
或撰写过的研究成果, 也不包含为获得 天津大学 或 其他教 育机构 的学位 或证
书而使用过的材料 " 与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中
计及不确定性的电力系统 P-Q 分解潮流区间算法的有效性和应用价值, 并表明了 该算法相比于蒙特卡罗仿真法具有计算速度快 ! 时间短等优点 "
关键词:
Байду номын сангаас
不确定性 P-Q 分解潮 区间 流 分析 蒙特卡 罗仿真
A BSTR A C T
W it the est shm ent of pow er m ar , lar h abli ket ge-scal i connect pow er e, nter ing
m ethods ar appli to pow er syst anal e ed em ysis. A s the pow er-m arket ref orm i s
car ng out deeply, pow er system s are enl ng constantl w hi m akes t ryi argi y, ch he cal ating ti e of uncert y anal cul m aint ysis catch m ore and m or at ion. T hi paper e tent s
A f ards,M onte C arl m et of P-Q decoupled load fl i proposed also,i terw o hod ow s n
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Thi m ethod i an eff entand effect w ay to take uncert ies int consi ion, s s ici ive aint o derat
which all w s a r o igorous est ati of the i luence of ei im on nf ther for of uncert nty and m ai onl needs one sim ulat y ion.
i nterval m ethod under uncert y w hich has advantages of fast cal aint culating speed and
shortcom putng ti e com pared w ith M ont Carl m ethod, ar t fi by 5 node and i m e o e esti ed IEE E 14 node t system s. est
果的影响, 是不确定性潮流计算的快捷 ! 有效的方法 " 然后, 提出和实现了基于 P- 分解潮流的蒙特卡罗仿真法, 以对所提出的 Q
P-Q 分解潮流的区间算法进行对比和验证 "蒙特卡罗仿真法相比于区间算法, 需
要很大的计算量, 计算速度慢 "但其计算结果精确, 可用来实现对区间算法结果
的验证 "
最后, 利用 5 节点以及 IEE E 14 节点标准测试系统的算例分析结果, 验证了
计及不确定性的电力系统 P - 分解潮流 Q
区间算法 P ow er System P-Q Decoupl Load Fl ed ow U si Int ng ervalM et hod under U ncert nt ai y
学科专业: 电力系统及其自动化 研 究 生: 赵 歌 指导教师: 王守相 副教授
f cuses on uncert nt anal s of load fl i l o ai y ysi ow n arge-scal pow er system s. T he m ai e n
work o ft paper i his nclude as below : F i t of al power sys rs l, tem i nterval m ethod of P-Q decoupl l ed oad fl i ow s
K EY W O RD S: uncerai P- de t nty, Q coupl l fl i er art etc,M ont ed oad ow, nt val ihm i e
Carl si ul on o m ati
目
录
第一章 绪论.. .... . ... ... .... ... . ... .. ..... . ... .. .. ................ ... ..1 .... ............. .. ...... .. .... ...... .. ... . ... ..... .. ......... 1. 引言.. .... . ... ... .... ... . ... .. ..... . ... .. .. ................ ... ..1 1 .... ............. .. ...... .. .... ...... .. ... . ... ..... .. ......... 1. 电力系统潮流计算的基本概念.... . ... .. .. ................ ... ..1 1.1 ...... .. ... . ... ..... .. ......... 1. 电力系统潮流计算的方法及其比较. ........ ................ ... ..1 1.2 .. .... . . ... ..... .. ......... 1. 电力系统分析中的不确定性问题.. ..... . ... .. .. ....................... 2 .... ...... .. ... . ... ..... .. ..... ..3 1. 问题的提出.. .... ... . ... .. ..... . ... .. .. ....................... 2.1 .... .. ...... .. .... ...... .. ... . ... ..... .. ..... ..3 1. 不确定分析方法的研究现状... ... . ... .. .. ....................... 2.2 .. ...... .. ... . ... ..... .. ..... ..4 1. 蒙特卡罗仿真法..... . ... .. ..... . ... .. .. ................ ... ..6 2.3 . ...... .. .... ...... .. ... . ... ..... .. ......... 1. 本文的主要研究工作 ... ... . ... .. ..... . ... .. .. ................ ... ..8 3 .. ...... .. .... ...... .. ... . ... ..... .. ......... 1. 本文主要工作与成果...... .. ..... . ........ ................ ... ..8 3.1 . . .. .... ...... .... . . ... ..... .. ......... 1. 本文主要结构.. ..... . ... .. ..... . ... .. .. ................ ... ..8 3.2 .... ...... .. .... ...... .. ... . ... ..... .. ......... 第二章 区间数学与区间分析 ... ... . ... .. ..... . ... .. .. ................ ... .10 .. ...... .. .... ...... .. ... . ... ..... .. ........ 2. 区间分析产生背景. .... ... . ... .. ..... . ... .. .. ...................... 1 ... .. ...... .. .... ...... .. ... . ... ..... .. ..... .10 2. 区间数及区间运算. .... ... . ... .. ..... . ... .. .. ...................... 2 ... .. ...... .. .... ...... .. ... . ... ..... .. ..... .11 2. 区间数及其相关定义...... .. ..... . ........ ................ ... .11 2.1 . . .. .... ...... .... . . ... ..... .. ........ 2. 区间数与模糊数 ! 区间型灰数 ! 未确知有理数等的关系比较.. .13 2.2 .... 2. 区间运算及其相关性质... .. ..... . ... .. .. ................ ... .14 2.3 .. .... ...... .. ... . ... ..... .. ........ 2. 区间数的大小比较. .... ... . ... .. ..... . ... .. .. ...................... 3 ... .. ...... .. .... ...... .. ... . ... ..... .. ..... .15 2. 区间向量与区间矩阵 ... ... . ... .. ..... . ... .. .. ................ ... .18 4 .. ...... .. .... ...... .. ... . ... ..... .. ........ 2. 实函数的区间扩展. .... ... . ... .. ..... . ... .. .. ...................... 5 ... .. ...... .. .... ...... .. ... . ... ..... .. ..... .19 2. 区间线性方程组的解法.... . ... .. ..... . ........ ................ ... .21 6 ...... .. .... ...... .... . . ... ..... .. ........ 2. 直接法... ... .... ... . ... .. ..... . ... .. .. ................ ... .21 6.1 ......... .. ..... .. .... ...... .. ... . ... ..... .. ........ 2. 迭代法... ... .... ... . ... .. ..... . ... .. .. ................ ... .22 6.2 ......... .. ..... .. .... ...... .. ... . ... ..... .. ........ 2. 区间数学的应用 ... .... ... . ... .. ..... . ... .. .. ...................... 7 ..... .. ...... .. .... ...... .. ... . ... ..... .. ..... .24 2. 本章小结... ... ... .... ... . ... .. ..... . ........ ................ ... .24 8 . ........... .. ..... .. .... ...... .... . . ... ..... .. ........ 第三章 P-Q 分解潮流的区间算法....... .. ..... . ........ ................ ... .25 . . . .. .... ...... .... . . ... ..... .. ........ 3. P - 分解潮流的产生背景........ .. ..... . ........ ................ ... .25 1 Q .. . . .. .... ...... .... . . ... ..... .. ........ 3. P - 分解潮流算法的基本原理... .. ..... . ... .. .. ................ ... .25 2 Q .. .... ...... .. ... . ... ..... .. ........ 3. P - 分解潮流的区间模型........ .. ..... . ........ ................ ... .28 3 Q .. . . .. .... ...... .... . . ... ..... .. ........
cal ating quanti and l com puti ti e. H ow ever i cal ates preci y, f cul ty ong ng m , t cul sel or
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向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘 " ( 保密的学位论文在解密后适用本授权说明 )
学位论文作者签名:
导师签名:
签字日期:
年
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签 字日期 :
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摘要
随着电力的市场化改革, 大规模联合电力系统的逐步形成, 发电厂类型的多 样化, 以及在系统参数的采集 ! 传输 ! 处理和转换等过程中大量计算机辅助设备 的应用, 都使得电力系统规划和运行的不确定性因素大大增加 "为了克服传统确 定性逐点分析方法的局限性, 不确定性分析方法被引入到电力系统分析中 "而随 着电力市场化改革的不断深入, 电力系统规模的不断扩大, 不确定性分析方法的 计算速度问题, 越来越受到重视 "本文主要针对大规模电力系统潮流计算中的不
作了明确的说明并表示了谢意 "
学位论文作者签名:
签字日期:
年
月
日
学位论文版权使用授权书
本学位论文作者完全了解 天津大学 有关保留! 使用学位论文的规定" 特授权 天津 大学 可以将学位论 文的全部或部分内容编入有关数据库进行检
索, 并采用影印 !缩印或扫描等复制手段保存 !汇编以供查阅和借阅" 同意学校
确定性问题展开研究, 论文主要工作如下:
首先, 在 P - 分解潮流算法的基础上提出和实现了计及不确定性的电力系统 Q
P-Q 分解潮流的区间算法 " 利用区间算法来处理电力系统潮流计算的不确定性问
题, 采用区间数来描述模型参数的不确定性, 方程变量取为区间变量 "该方法只 需一次潮流计算, 就几乎可以严格分析单个或多个模型参数的不确定性对潮流结
proposed t anal uncert nti in pow er fl . I o yze ai es ow nterval arihm et is appli t deal t ic ed o
w it uncert nti i pow er f h ai es n low, in w hich uncer nty of m odel par et i tai am ers s descri by i valand each vari e i equat bed nter abl n ions is repl aced w i i th ntervalvari e. abl
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features i the pl n anning and operation of pow er system s. In or t overcom e t der o he weakness of the conventi onal w ay of node-by-node anal s, uncertai analysi ysi nty s
天津大学电气与自动化工程学院 二零零七年六月
独创性声明
本人声明 所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研 究工作和取得的 研究成果, 除了文中特别加以标注和致谢之处外, 论文中不包含其他人已经发表
或撰写过的研究成果, 也不包含为获得 天津大学 或 其他教 育机构 的学位 或证
书而使用过的材料 " 与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中
计及不确定性的电力系统 P-Q 分解潮流区间算法的有效性和应用价值, 并表明了 该算法相比于蒙特卡罗仿真法具有计算速度快 ! 时间短等优点 "
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Байду номын сангаас
不确定性 P-Q 分解潮 区间 流 分析 蒙特卡 罗仿真
A BSTR A C T
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