基于0-1整数规划的PMU优化配置研究

随着电力系统规模的不断扩大,大电网事故将对整个社会的各个方面产生极大的影响。因此,就需要对电力系统进行在线实时监测。同步相量测量单元(PMU)技术的成熟发展满足了电力系统实施监测的需要。然而,PMU的价格过于昂贵,在全网所有节点配置PMU虽然能够实时监测电力系统,却大大增加了电网的一次性投资。所以需要考虑PMU装置的优化布点配置。PMU的最优配置要求在全局可观的前提下所配置的PMU最少。0-1线性整数规划在分析求解多目标PMU最优配置有极大的优势。但是实际电力系统中存在一定数量的零注入节点。它的优点在于能够减少PMU配置数量,但同时在引入到整数规划进行计算时,将使模型非线性化而难以求解。传统的方法在解决该非线性约束时都存在不同程度的问题。本文针对包含零注入功率节点的约束进行了修正,给出了一个新的条件函数不等式方程组,能够很好解决出现的非线性问题。同时,新条件函数约束只需要在原邻接矩阵基础上进行处理,具有较强的可操作性。当考虑N-1情况下的PMU最优布点时,文章的方法具有很强的继承能力,有效的解决了传统方法无法解决的N-1优化配置问题。接着,在全局可观的分阶段配置时,文章以降低不可观测深度为应用目标进行配置,提出增加虚拟连接的方案来修改拓扑和条件函数,有效的应用到了0-1线性整数规划中。在N-1可观的分阶段配置过程中,文章以关键线路可观为应用目标进行优化配置。与传统文献利用线路N-1情况下关键线路可观进行配置对比,文章则是实现节点N-1情况下关键线路可观测。最后,文章在IEEE14节点系统以及IEEE39节点系统中分别进行了优化配置计算,所得到的方案对比于传统的算法具有很大的优势,在保证优化方案结果正确的前提之下,配置结果数量大大降低。