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山东大学学报 (工学版) ›› 2019, Vol. 49 ›› Issue (1): 120-128.doi: 10.6040/j.issn.1672-3961.0.2018.442

• 电气工程 • 上一篇    

基于粒子群算法的受端电网紧急切负荷优化

刘萌1(),徐陶阳2,李常刚2,*(),吴越2,王智3,史方芳1,苏建军1,张国辉1,李宽1   

  1. 1. 国网山东省电力公司电力科学研究院, 山东 济南 250002
    2. 电网智能化调度与控制教育部重点实验室(山东大学), 山东 济南 250061
    3. 国网山东省电力公司检修公司, 山东 济南 250118
  • 收稿日期:2018-10-18 出版日期:2019-02-01 发布日期:2019-03-01
  • 通讯作者: 李常刚 E-mail:liumeng603@163.com;lichgang@sdu.edu.cn
  • 作者简介:刘萌(1986—)，男，山东日照人,高级工程师，博士，研究方向为电力系统运行与控制. E-mail: liumeng603@163.com
  • 基金资助:
    国网山东省电力公司科技项目(2017A-58);山东大学青年学者未来计划(2018WLJH31)

Optimization of emergency load shedding of receiving-end power grid based on Particle Swarm Optimization

Meng LIU1(),Taoyang XU2,Changgang LI2,*(),Yue WU2,Zhi WANG3,Fangfang SHI1,Jianjun SU1,Guohui ZHANG1,Kuan LI1   

  1. 1. State Grid Shandong Electric Power Research Institute, Jinan 250002, Shandong, China
    2. Key Laboratory of Power System Intelligent Dispatch and Control of Ministry of Education (Shandong University), Jinan 250061, Shandong, China
    3. State Grid Shandong Electric Power Maintenance Company, Jinan 250118, Shandong, China
  • Received:2018-10-18 Online:2019-02-01 Published:2019-03-01
  • Contact: Changgang LI E-mail:liumeng603@163.com;lichgang@sdu.edu.cn
  • Supported by:
    国网山东省电力公司科技项目(2017A-58);山东大学青年学者未来计划(2018WLJH31)

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摘要：

针对多直流馈入受端电网的直流闭锁故障提出一种紧急切负荷优化模型和求解方法。模型兼顾安全性与经济性,以切负荷总量最小为优化目标,计及暂态频率、电压偏移、线路过载、节点切负荷量限制等约束条件,优化各节点切负荷量。针对模型非线性强导致难以直接求解的问题,基于粒子群优化算法和并行计算技术,提出粒子演化的自适应参数调整方法,提高优化算法的全局寻优能力和优化速度。以山东电网模型为例,验证算法在严重直流闭锁故障下的紧急切负荷控制有效性。

关键词: 电力系统, 高压直流输电, 紧急切负荷, 粒子群优化, 并行计算

Abstract:

An optimization model and solving method of emergency load shedding were proposed to solve the high voltage direct current (HVDC) blocking of multi-infeed HVDC receiving-end power grid. The model was established to minimize the total amount of shed loads and was constrained by transient frequency variations, voltage variations, line overloading and load capacity of each node to maintain power system stability. The optimal variable of the model was the amount of load shedding of each node. Considering that the model was nonlinear, an adaptive parameter adjustment method based on particle swarm optimization (PSO) algorithm and parallel computing was established. The method improved the global optimization and the speed of the algorithm. Shandong Power Grid model was taken as an example to verify the validity of the algorithm for emergency load shedding following HVDC blocking.

Key words: power systems, high voltage direct current (HVDC), emergency load shedding, particle swarm optimization (PSO), parallel algorithm

中图分类号: 

  • TM712

图1

紧急切负荷算法流程"

图2

自适应参数调整流程"

图3

并行算法流程"

图4

山东电网模型"

表1

随机抽样与LHS的最优适应值比较"

Np F10/MW F20/MW
随机抽样 LHS 随机抽样 LHS
5 3 126.63 3 771.51 3 675.76 3 484.13
10 2 819.89 2 713.35 2 699.65 2 621.46
20 2 716.91 2 620.41 2 650.89 2 649.35
30 2 637.76 2 540.07 2 565.49 2 489.14
40 2 487.61 2 484.10 2 488.92 2 472.19

图5

适应值与库容量的关系"

表2

不同粒子数的优化结果"

Np F/MW PΣ/MW fmin/Hz
5 2 745.11 2 404.41 49.249
10 2 499.62 2 450.34 49.255
20 2 491.24 2 446.70 49.255
30 2 472.74 2 444.66 49.255
40 2 470.00 2 441.73 49.255

图6

最优适应值和粒子数的关系"

图7

最优适应值和迭代次数的关系"

表3

并行程序的仿真时间"

Np 算法时长/s 并行部分时长/s
5 497.00 372.75
10 638.00 478.50
20 849.25 636.90
40 1 052.00 789.45
60 1 915.45 1 437.63

表4

算法的优化结果"

方案 F/MW PΣ/MW fmin/Hz f∞/Hz
0 3 599.52 2 449.24 49.256 49.679
1 2 460.01 2 440.41 49.250 49.678
2 2 459.01 2 439.62 49.250 49.678
3 2 459.67 2 440.07 49.250 49.678

图8

各节点切负荷量优化结果"

图9

不同优化方法的切负荷量优化结果比较"

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