. 9,控制步数增至m = 2,极限调压 能力指标Vsrf= (0.90, 0.89, 0.89, 0.93)，仍存在元素均小于阈值。控制步数增至m = 3， Vsrt= (0. 92, 0. 92, 0. 92, 0. 97)，指标向量中全部元素均大于阈值。对应m的取值3即为优 化所需的最小控制步数，对应控制时域1：。= 30。
[0084] 步骤3 :建立电压协调控制模型并求解，得到控制时域内各采样点处最优控制序 列，并将最优控制序列中的第一步控制施加于系统。
[0085] 步骤4 :在下一个控制时域初始时刻，滚动优化次数η = 2,采用隐式梯形法时 域仿真求取预测时域内的负荷节点电压的预测轨迹，并得到电压对于备选控制的轨迹 灵敏度，与步骤2-3类似，当m = 2时，极限调压能力指标向量中元素均大于阈值Vsri! = (0. 93, 0. 91，0. 92, 0. 99)，对应控制时域te= 30。与步骤4相同，建立当前优化次数下的电 压协调控制模型并求解，得到控制时域内各采样点处最优控制序列，并将最优控制序列中 的第一步控制施加于系统。
[0086] 步骤5 :与步骤4类似，第3次和第4次滚动优化中控制时域参数分别为20s、10s， 四次滚动优化后，系统电压轨迹满足安全要求，控制结束。
[0087] 滚动优化过程中的极限调压能力指表1，优化控制时间线见图4。
[0088] 表1极限调压能力指标Vsr在各次优化中的取值
[0090] 其他参数不变，若采用传统的模型预测控制方法，控制时域参数在优化过程保持 恒定不变，与本发明提出方法的性能对比如表2所示：
[0091] 表2控制性能对比
[0093] 表中电压偏移指标Δ 述施加控制后，系统中19个负荷节点在一定时间段 内的平均电压偏移量：
[0095] 式中Λ t选取为360s ;积分开始时刻为控制初始时刻t1= 30s。Δ V rffset的值越 小，则控制策略的全局优化效果越好；t为节点参考电压；^为实施控制后负荷节点i处的 电压轨迹。
[0096] 从对比结果可以看出，在初始控制时域相同的情况下，本发明提出方法能够在优 化过程中随着电压的恢复减少控制时域的长度，加快优化过程的收敛速度，减小了故障后 电压恢复阶段的电压偏移。
[0097] 上述虽然结合附图对本发明的【具体实施方式】进行了描述，但并非对本发明保护范 围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本发明的技术方案的基础上，本领域技术人员不 需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围以内。
【主权项】
1. 一种基于自适应模型预测控制的电压紧急控制方法，其特征在于，包括： 步骤1 :负荷预测模型根据故障后的控制初始时刻的故障电网实时数据，确定预测时 域参数和评估目标节点，进一步得到评估目标节点电压对于备选控制的轨迹灵敏度； 步骤2 :控制初始时刻与预测时域参数叠加，得到控制时域；初始化控制时域的采样频 率，划分控制时域的控制步数；根据评估目标节点电压对于备选控制的轨迹灵敏度和相应 控制步数下的极限调压能力指标，获取故障电网电压优化所需的最小控制步数； 步骤3 :建立故障电网的电压协调控制模型并求解，得到控制时域内采样点处最优控 制序列，并将最优控制序列中的第一步控制施加于故障电网； 步骤4 :控制时域的结束时刻确定为控制初始时刻，求取在控制初始时刻的预测时域 内的负荷节点电压的预测轨迹，并得到负荷节点电压对于备选控制的轨迹灵敏度； 步骤5 :重复步骤2-4,直到控制目标轨迹满足安全要求。2. 如权利要求1所述的一种基于自适应模型预测控制的电压紧急控制方法，其特征在 于，所述步骤1中，预测时域参数的确定方法为： 筛选首个负荷节点电压幅值跌落15%的仿真时间，并将该时间距离最近的采样周期整 数倍值作为预测时域参数。3. 如权利要求1所述的一种基于自适应模型预测控制的电压紧急控制方法，其特征在 于，所述步骤1中，评估目标节点的确定依据为： 在控制初始时刻与预测时域参数叠加后的时刻，若负荷节点的预测电压幅值低于预设 的评估目标节点电压阈值，则将负荷节点确定为评估目标节点。4. 如权利要求1所述的一种基于自适应模型预测控制的电压紧急控制方法，其特征在 于，所述步骤2中，获取故障电网电压优化所需的最小控制步数的过程为： 控制时域内的每一个控制步数，对应一个极限调压能力指标向量；若极限调压能力指 标向量内的元素均大于预设的评估目标节点电压阈值，则此时对应的控制步数为故障电网 电压优化所需的最小控制步数。5. 如权利要求4所述的一种基于自适应模型预测控制的电压紧急控制方法，其特征在 于，所述步骤2中，获得极限调压能力指标的过程为： 首先，将当前控制步数下的各个评估目标节点电压对于备选控制的轨迹灵敏度按照评 估目标节点为行且备选控制为列的形式，构建当前控制步数下的轨迹灵敏度矩阵； 根据当前控制步数k下的轨迹灵敏度矩阵中元素的符号，确定预测电压幅值的增量； 根据线性系统的叠加性质，计算全部备选控制对于评估目标节点电压的最大调节能 力； 最后，将目标节点电压在控制时域的结束时刻的预测值向量与当前控制步数k之前的 所有电压最大调节能力向量线性叠加，得到控制序列（△+，Au2，···，Auk)的极限调压能力 指标，其中，Διι;为第i控制步数下的控制输入调节量，i= 1，2···，k。6. 如权利要求1所述的一种基于自适应模型预测控制的电压紧急控制方法，其特征在 于，所述步骤3中，故障电网的电压协调控制模型为：式中：K代表预测时域tp内的采样点数量，tp= (K-l)ts，ts为采样周期；m代表单次优 化控制决策的步数，1：。=!]!!^，t。为控制时域；Q、R分别为节点电压偏移和控制代价的对角 惩罚权重矩阵；t为节点参考电压组成的向量，f为施加控制措施后的预测电压幅值组成 的向量；Au为控制输入变化值组成的向量，Au_为控制输入最大变化值组成的向量，u为 控制输入值组成的向量，u_为控制输入最大值组成的向量，u_为控制输入最小值组成的 向量；向量_、Au和u的下标k代表其在预测时域内第（k+Ι)个采样点处（tn+kts)时刻 的取值；Vsni代表当前优化控制步数为m时的极限调压能力指标，Vth为评估目标节点电压阈 值组成的向量。7. 如权利要求6所述的一种基于自适应模型预测控制的电压紧急控制方法，其特征在 于，所述电网系统控制输入包括自动电压调节器设定值、有载调压变压器分接头位置和切 负荷系数。8. 如权利要求2所述的一种基于自适应模型预测控制的电压紧急控制方法，其特征在 于，所述步骤1中，采集故障后的控制初始时刻的故障电网实时数据，输入至负荷预测模型 后，采用隐式梯形法进行时域仿真，得到负荷节点电压幅值。
【专利摘要】本发明公开了一种基于自适应模型预测控制的电压紧急控制方法，包括步骤1：确定预测时域参数和评估目标节点，进一步得到评估目标节点电压对于备选控制的轨迹灵敏度；步骤2：控制初始时刻与预测时域参数叠加，得到控制时域；初始化控制时域的采样频率，划分控制时域的控制步数；获取故障电网电压优化所需的最小控制步数；步骤3：建立故障电网的电压协调控制模型并求解，得到控制时域内各采样点处最优控制序列，并将最优控制序列中的第一步控制施加于故障电网；步骤4：控制时域的结束时刻确定为控制初始时刻，求取在控制初始时刻的电压对于备选控制的轨迹灵敏度；步骤5：重复步骤2-4，直到控制目标轨迹满足安全要求。
【IPC分类】H02J3/00, H02J3/12
【公开号】CN105262084
【申请号】CN201510706250
【发明人】张岩, 王鑫, 张高峰, 王庆玉, 张青青, 李玉敦
【申请人】国网山东省电力公司电力科学研究院, 国家电网公司
【公开日】2016年1月20日
【申请日】2015年10月27日