COM技术和遗传算法在无功优化软件开发中的应用

传统电力系统计算软件如PSASP等大多具有网损计算功能,而没有专门的无功优化计算功能,针对这一现实需求,基于Matlab2009a和Delphi7．0等开发平台,运用面相对象的编程思想,开发了满足电力系统无功运行优化和无功规划优化需求的可视化计算软件。单线图绘制平台利用Delphi7．0中的矢量图形绘制控件TCAD开发,核心计算程序采用Matlab2009a编制M文件实现,然后通过COM技术实现核心计算程序在Delphi中以控件形式嵌入：该软件具有潮流计算,无功规划优化和无功运行优化等计算功能,最后通过实例验证该软件具有操作简单,优化效果较好,实现了无功优化可视化计算的开发目标。     

基于遗传算法的输电网优化规划方法在福建电网中的应用

介绍了基于遗传算法的输电网优化规划的模型、算法和软件。利用已开发的遗传算法输电网优化规划软件,分别对2020年福建500 kV电网及福州220 kV电网进行优化规划,给出规划结果并对结果进行分析。该软件得出的优化结果对于实际的电网规划有着重要的参考价值。最后,从工程应用角度,提出了对输电网优化规划算法、模型和软件的改进建议。     

考虑环境保护的发电机组扩展规划

在环保呼声日益高涨的今天，为了在电源规划过程中充分考虑环境保护约束对电源规划工作的影响，建立了结合环境保护的电源规划模型。分析了环境保护对机组投产、运行及系统排污的影响，并给出了一种实用且快速的电源规划算法。以电源投资费用等年值最小为目标函数，结合相关技术约束（电力平衡、水火电平衡、电源投产／电厂开工时间）条件，克服了组合爆炸问题。最后，通过对某省2006-2010年的电源规划工作进行计算、分析，规划优化结果符合要求。     

山东电网电源结构及调峰

论述了山东电网电源结构和调峰现状 ,对火电机组、燃机、抽水蓄能机组调峰进行了技术经济分析 ,并对山东电力负荷进行了预测和综合平衡。在此基础上 ,以电网整体效益最高为目标 ,对山东电网电源结构进行了优化调整研究 ,并结合正在编制的“电力发展规划” ,提出了电网调峰电源发展意见。     

分布式平台的继电保护辅助分析软件的实现

目前国内外开发了许多电力系统继电保护辅助分析软件，纵观所有这些软件，普遍采用的都是单机方式。随着现代计算机软硬件技术和网络技术的迅速发展，这些继电保护辅助分析软件开始显露出一些局限性，如难以实现多用户的操作、数据维护困难、系统集成性差、功能单一等。基于Client／Server模型的分布式继电保护辅助分析软件，采用图形和数据分开的设计思想，实现了多用户操作、统一的数据管理、良好的人机界面、强大的图形工作平台、集成web的简捷有效的报表管理，提高了系统安全性、可靠性。该软件充分考虑各种数据标准，兼容多种系统参数格式，提高了系统开放性；参数维护、短路分析、整定计算、报表输出等可在多台工作站并行进行，提高了工作效率；统一的数据库管理系统保证了数据库完整性、一致性。     

厂内负荷优化分配系统在不同类型热力发电厂的应用

热力发电厂负荷优化分配系统以降低全厂的供热、供电能耗作为最终目标。主要应用范围包括普通的单元制火力发电厂、母管制热、电联供电厂、燃气轮机电厂以及掺烧高炉煤气的电厂等。文章介绍了电厂负荷优化分配的数学模型及开发研制的软件,软件由前后台程序和数据库构成,用户通过网络浏览器访问服务器实现数据及曲线的浏览、查询和报表等功能,该软件已在多家电厂得到成功的应用。     

基于DSP的正弦波逆变电源瞬时值反馈优化控制方法

正弦波逆变电源输出受到瞬时值反馈不及时的影响,导致电源输出均衡性较差。为了提高正弦波逆变电源的稳态控制能力,提出基于数字信号处理DSP（digital signal processing）的正弦波逆变电源瞬时值反馈优化控制方法,建立逆变电源系统基本结构,构建三相级联H桥控制电路,并完成控制电路的构建及电源电路的设计。在零序电压的反馈调节下,实现电源电压的平衡控制和电压自均衡耦合调节,利用电压自均衡耦合控制器对正弦波逆变电源的输出功率进行补偿抑制;利用DSP技术对电源输出信号进行反馈处理,得到瞬时值反馈的控制优化算法;对逆变电源控制系统的软件及硬件进行优化设计,完成基于DSP的正弦波逆变电源瞬时值反馈优化控制。测试结果表明,使用该方法进行正弦波逆变电源控制的输出增益较高、控制稳定性较好、对电源输出的电流纹波抑制能力较强,提高了电源的输出质量。     

考虑碳交易的电源结构多目标优化模型研究

为优化配置区域电网电源结构,在满足电力电量平衡等约束条件的前提下,研究以经济成本最小、综合能效最大为目标构建碳交易下电源规划多目标优化模型。随后将该优化模型应用于中国某区域电网,对该地区电源结构优化配置进行研究分析。结果显示,碳交易的引入能够促进新能源消纳,降低碳排放,达到低碳高效的目的,实现电源结构的优化配置。     

冷热电联供型微电网优化运行及敏感性分析

冷热电联供型(CCHP)微电网是一种以联供设备为核心,包含多种分布式单元存在冷热电三种能量平衡的微电网形态,具有能源利用率高、供电可靠性高、环境污染小、调度灵活等特点。文中建立由多种微电源数学模型和约束条件组成的混合整数规划模型,使建立的系统更实际情况。从微电网经济调度运行出发,在满足微电网冷热电负荷需求下,以系统的整体费用最小为优化目标,采用CPLEX优化软件求解,仿真了各月典型日的优化运行,从仿真结果可以了解不同电源在不同时段的出力情况,使电源经济运行。同时对天然气价格进行敏感性分析,分析该价格对各电源出力情况的影响。     

考虑资源和环境约束的广东电网电源优化发展建议

结合广东能源结构特点及现状,分析广东电网电源发展的资源和环境制约因素,提出采用电力系统综合电力环保规划模型GESP-Ⅲ软件对广东电网电源结构进行优化规划和广东电网电源优化发展的建议和措施,实现清洁、可靠、安全、高效的能源保障体系.     

基于相关场景聚类的发输电联合扩展规划

电源规划和输电网规划是相互影响的,为应对电源和输电网联合规划,建立了多场景发输电联合扩展规划模型。该模型把支路分为已有支路和待选支路,并分别建立直流潮流方程以使得发输电联合扩展规划成为混合整数线性规划问题,其求解可使用成熟的混合整数线性规划软件。发输电联合扩展规划中负荷和风电的场景确定需要考虑相关性和空间分布特征,提出了保持相关性的负荷风电场景聚类方法。最后,通过在MATLAB平台上编写计算程序,使用标准Garver-6节点和IEEE RTS-24节点系统算例验证了所提方法的有效性,并通过对比说明了负荷空间分布对发输电联合扩展规划的影响。     

考虑通道因素的含分布式电源配电网双层协调规划

大量分布式电源出力随机波动性会威胁配电网经济安全运行,因此本文提出一种考虑通道因素的变压器增容和分布式电源配电网协调规划方法。首先,根据分布式电源的运行特点采用模糊变量表示分布式电源出力并建立其隶属函数以反映输出功率的不确定性;其次,引入分布式发电渗透率和供电半径等约束条件,以期望网损、设备固定费用及其运行成本等为目标,建立包含多种控制手段的含分布式电源配电网上下层协调规划模型;最后,对上下层控制变量进行染色体混合编码,构建双层优化遗传求解算法。由仿真结果验证所提方法在提升配电网经济性与可靠性的有效性。     

考虑经济性与安全性的发输电联合优化规划

独立的发输电规划已无法适应新形势下电力系统发展需求。从联合建模的角度,考虑风电出力的随机性与间歇性给系统带来的安全隐患,建立了计及系统N-1安全网络约束的发输电联合优化规划模型。为平衡系统安全性与经济性之间的矛盾,以系统切负荷费用表征安全成本,在此基础上,以年投资费用、燃料费用、安全成本及弃风惩罚成本之和最小作为目标函数。考虑到不同负荷水平持续时间的差异性及风电出力的不确定性,采用高斯混合模型方法对运行场景进行削减,其能够在得到聚类中心的同时从概率角度给出数据分别属于不同聚类中心的可能性。以修改的Garver-6和IEEE-RTS 24节点系统为算例,对所提模型和方法进行了验证和分析。     

碳排放及燃煤约束下的电源规划及其效益评价

优化电源规划是应对电力系统"碳锁定"效应,促进电力系统减少碳排放的重要举措。考虑到国内以煤炭为主的能源结构,有必要分析碳排放及燃煤约束对电源规划的影响。在分析碳捕集电厂运行特性的基础上,建立了考虑碳排放及燃煤约束的低碳电源规划模型,并在模型中采用典型日的运行校验系统是否具备足够的调峰能力。基于国内典型地区电力系统,对不同碳排放总量约束、不同可再生能源发展场景及不同煤炭资源供应约束下的常规火电及碳捕集电厂的扩展规划进行了优化分析,分析结论表明碳捕集电厂可以充分适应电力系统的碳减排目标,满足新能源大规模发展的调峰需求。     

可再生能源接入下考虑短路电流限制的发输电鲁棒规划方法

随着用电负荷密度增大、电网结构紧密程度提高及可再生能源接入带来的不确定性,短路电流越限问题突出.文中提出了一种可再生能源接入下满足短路电流限制的发输电系统鲁棒规划方法.首先,改进了计及网络拓扑结构和电源接入的短路电流计算方法,并内嵌网络结构优化和机组开停机操作优化短路电流水平.其次,采用自适应多面体不确定集合,考虑可再生能源出力不确定性和N-1随机故障,建立发输电系统三层鲁棒规划模型.上层为短路电流限制下的规划决策问题,以输电网扩展、电源建设年投资成本以及最差场景下的年运行成本之和最小为目标;中层寻找包含可再生能源出力与N-1随机故障的最差组合场景;下层为满足不确定场景运行约束的最优潮流问题.然后,利用对偶变换将三层问题转化为经典双层模型,采用列与约束生成算法进行有效求解.最后,IEEE 24节点系统的结果表明,规划方案在可再生能源出力不确定性下均能满足短路电流要求.     

Flexible generation mix under multi objectives and uncertainties

Criteria for evaluating flexibility of a generation mix are presented, and an efficient computational algorithm for determining a flexible generation mix considering uncertainties in the power system expansion planning is developed. The flexible generation mix problem is formulated as a multiobjective optimization problem and solved by the dynamic programming technique in which type of generation plant is selected as a stage and generation capacity is selected as a state. The proposed method can treat easily not only the uncertainties but also many constraints of generation planning such as integer solutions of generation capacities, reliability constraints, and so on. The effectiveness and feasibility of the proposed method are demonstrated on a typical power system model     

Generation expansion planning of the utility with refined immune algorithm

This paper proposes a decision tool for utilities to perform the optimal generation expansion planning in a deregulated electricity market. Combining the immune algorithm (IA) and Tabu search (TS) an refined immune algorithm (RIA) is developed to solve this problem. By considering the various load types (peak load, middle load, basic load) and independent power producers (IPPs) competition, the generation expansion planning model is established under the operational constraints, reliability constraints and CO₂ constraints. RIA is conducted by an improved crossover and mutation mechanism with a competition and auto-adjust scheme to avoid prematurity. Tabu lists with heuristic rules are also employed in the searching process to enhance the performance. Testing results show that RIA can offer a better tool for generation expansion planning of utilities and promoted the competition ability of company.     

Transmission Congestion and Competition on Power Generation Expansion

Generation expansion planning involves decisions on location and capacity of new generation, which may lead to adding or relieving congestion in transmission lines and to increasing or reducing competition in deregulated markets. Generation expansion may encounter congestion in the transmission network by constrained single-line flows as well as flowgate transfer capabilities. In this paper, a model to study the interaction between competition and transmission congestion on power generation expansion is proposed. The generation expansion problem is modeled as a Cournot competition game. Network transmission constraints are included in the optimal generation expansion problem to comply with power flow limits. Results from a five-bus power network and the IEEE 24-bus system are presented and discussed     

燃气发电的发展及其对电网调峰和经济性影响研究

中国燃气电站大规模发展面临气源、气价和系统调峰等多种约束,需要深入研究气电发展及其对电网调峰和经济性的影响。提出了燃气电站规划研究的原则和方法,以系统电力供应总成本最小为目标,以电力电量平衡、燃气等能源供需平衡、系统建设和运行等各种要求为约束条件,研究总体电源规模和结构,包括燃气电站建设规模。在此基础上,综合考虑燃气电站前期工作进展情况、气源落实情况以及系统调峰平衡状况,提出地区电网燃气电站推荐装机容量并进行经济性分析,为地区电网制定燃气电站发展规划提供参考。