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近年来,在网架规模随负荷增长而逐步扩大的同时,城市电网的运行复杂性也日趋增加。随着500kV网架的发展,作为我国多数城市主干网架的220kV电网的角色正在由承担输电功能逐渐向承担配电及供电功能的方向转化。把握220kV电网供电能力,对于揭示电网安全运行边界、分析供电裕度、提高电网规划前瞻性等均有重要意义。但目前无论是在网架规划还是运行方式安排时,仍主要采用潮流计算的方法对电网静态安全进行校核,尚未形成有效的方法对220kV电网供电能力进行计算。本文首先阐述了220kV电网供电能力(TSC)的概念,对城市220kV电网的拓扑结构和接线形式进行了详细的分析。结合各种典型接线形式的共同特点,考虑220kV电网分片区运行的实际情况,提出了将220kV电网从完整多级电网模型中解耦出来进行计算的思路。在对上级500kV电网和下级110kV电网进行一定简化处理后,建立了基于交流潮流、并精确计及N-1静态安全约束的220kV片区电网最大供电能力计算的非线性优化模型。面对大量N-1安全约束所带来的“维数灾”难题,本文根据220kV片区电网最大供电能力计算模型的特点,采用分解的思想对模型进行求解,并应用Benders分解法的基本框架研究了高效的TSC解耦计算方法。首先根据Benders分解法的解耦思想构建了N状态主问题和若干N-1状态子问题,将单个问题的规模大幅缩减;然后针对Benders分解法的传统串/并行策略的缺陷提出了改进的方法,并设计了一套包含核心预想事故快速筛选的高效执行策略。本文还通过一系列仿真实验分析了供电能力与负荷均衡的关系,展示了单目标的TSC计算中可能出现的负荷失衡现象。据此提出了一种考虑负荷均衡的220kV片区电网供电能力多目标优化模型,其中采用一种基于负载率推荐值的方法来衡量负荷分布的均衡度。采用快速非支配排序遗传算法(NSGA-II)搜索多目标优化模型的Pareto前沿,并基于熵权理想度排序法对最优解集进行筛选和决策,以此求取负荷均衡分布下的最大供电能力,为在安全可靠运行前提下最大限度发挥电网供电潜力提供了实用的参考依据。