基于粗糙集理论与CLSDE算法的环境经济调度优化模型

针对环境经济发电调度优化问题,提出了一种应用粗糙集理论构建评价函数的多目标优化方法,并提出了基于混沌局部搜索策略的差分进化算法(chaotic local search strategy differential evolution algorithm,CLSDE)的求解算法。应用粗糙集理论确定经济调度和环境调度函数的约束度,以确定各目标函数在优化模型中的权值。采用CLSDE算法求解环境经济调度(environmental economic dispatch,EED)多目标优化模型,该算法只对目标函数中的变量进行编码,约束条件函数中的变量随机产生,每代进化完毕后,对最优个体进行混沌局部搜索,克服了差分进化算法局部搜索能力较弱和惩罚函数方法中惩罚参数选择较难的问题。对IEEE30节点的标准测试系统进行了仿真计算,结果表明CLSDE算法在解决环境经济调度问题时具有可行性和有效性,在不增加污染气体排放量的同时降低燃料费用,使环境经济调度更能兼顾发电调度的经济利益与环境利益。     

电力系统节能环保调度的多目标决策方法

在传统经济调度模型的基础上,结合节能环保的宗旨,构建了耗量最小、污染气体排放量最小以及网损最小的多目标优化调度模型,并提出了一种基于评价函数的交互式多目标决策方法来求解该模型。总体协调度评价函数可以较好地协调节能、降耗、减排3个优化目标,具有实用性。该方法克服了多目标向单目标转化过程中权重系数选择的困难,且能够充分体现决策者的主观意愿,增强决策方案选择的互动性。IEEE 30节点标准测试系统的仿真结果验证了所建模型的合理性和求解方法的有效性。     

计及效率的综合能源系统多目标优化调度方法

综合考虑综合能源系统(IES)在能效、经济、环境等多目标上的优化调度需求,提出一种IES的多目标优化调度模型及求解方法,以实现多能互补IES的节能减排、经济运行与环境友好调度运行。首先建立了满足IES在能效、经济、环境等方面的优化调度需求的多目标函数模型,并在能效目标函数中引入■效率,实现多能耦合系统的高效、高质量用能;其次建立了适用于多目标优化调度的IES数学模型,并通过模型凸松弛等方法保证模型的凸性,提高问题求解效率;再次建立了多目标优化调度问题帕累托前端的求解及运用方法,利用多目标凸优化问题的标量化方法进行模型转换,从而求解多目标凸优化问题,并提出筛选方法,用于从帕累托前端中筛选得到综合性能较好的调度方案;最后结合贵州省某IES算例仿真,验证了所建立多目标优化调度模型与求解方法在满足区域IES由于多能耦合而带来的多目标调度需求上的可行性。     

多目标环境经济发电调度的标准化法向约束方法

将标准化法向约束(normalized normal constraint,NNC)方法用于求解电力系统环境经济发电调度问题,同时考虑发电调度的发电成本和污染气体排放量最小两个优化目标。通过NNC方法将发电调度的多目标优化问题转化为一系列的单目标优化问题,求解这些单目标问题得到完整、均匀分布的Pareto解集,然后采用伪权向量法从中选择出满意的折中解。结合NNC方法粗粒度空间上可并行的计算优势,将其采用多核并行计算技术加以实现,以提高其计算效率。对IEEE-30和IEEE-118系统测试,验证该方法的有效性和可行性,采用多核并行计算实现后,可以快速、完整地得到环境经济发电调度多目标优化问题均匀分布的Pareto解集,具有广阔的应用前景。     

基于场景概率的含风电系统多目标低碳经济调度

提出了基于场景概率的含风电系统的低碳经济调度多目标优化模型。考虑负荷需求、风电出力以及碳交易价格等输入变量预测值的不确定性,提出一种应对不确定问题的场景概率模拟方法,建立更符合实际的多目标优化模型。多目标模型中包含了考虑风电成本的经济调度目标和考虑碳交易的低碳调度目标。为方便分析碳交易对调度结果的影响,定义了平均购电费用、风电价格补贴、机组平均出力份额等评价指标。采用改进的多目标粒子群算法进行优化求解,基于该模型,仿真比较了采用确定方法、随机方法和场景概率方法的优化调度结果,分析了不同目标函数的3种调度方案,最后计算了是否考虑碳交易的评价指标。结果表明,上述优化模型有效可行,算法合理。     

采用改进隶属度函数的梯级水电站多目标优化调度模型

梯级水电站的多目标优化调度要求在保证发电量最大同时减少用水量和弃水量,提高水能利用率,为此提出了采用改进隶属度函数的梯级水电站模糊多目标优化调度模型,以梯级水电站总发电量最大、总弃水量最小及调度期末蓄水量最大为目标建立了多目标优化调度模型。传统求解多目标问题的模糊算法普遍采用半升或半降直线型隶属度函数,文中以定义域上连续可微的Sigmoid函数及反Sigmoid函数作为新的隶属度函数,确定了Sigmoid隶属度函数各参数的计算方法。改进隶属度函数的应用要求目标函数可导的非线性规划法更加适于求解该多目标模型。算例结果验证了该模型的可行性。     

基于Pareto最优的电力系统环境经济调度

针对纯粹依据成本指标或是污染指标进行发电调度的不合理性,以系统总发电成本和污染气体排放量作为目标函数,通过使用λ乘子,用于环境/经济调度模型中的多目标优化问题,并且通过Pareto最优前沿集求解最优λ乘子,同时还提出了含污染气体排放量约束情况下的λ乘子求解方法,可以协调系统进行经济调度和环境调度之间的矛盾,在考虑电力系统经济性的同时可以定量减少污染气体排放量。最后,用IEEE 5机14节点系统以及IEEE 6机30节点系统进行仿真验证,表明了所提模型和求解方法的正确性和有效性。     

电力市场下考虑煤质影响的火电机组多目标优化调度

为了解决火电厂发电的经济效益与环境保护之间的矛盾,研究了电厂入炉煤质对煤耗和排放的影响,建立了电力市场下火电机组短期多目标协调优化调度模型,并采用重构归一化欧氏距离评价函数的方法处理多目标问题。采用5个火电机组的系统算例进行仿真计算,结果表明:多目标优化调度能够协调经济与环境之间的矛盾;入炉煤质影响电厂效益和污染排放;重构归一化欧氏距离评价函数能够获得较满意的多目标优化结果;电力市场下的优化调度能获得更高的经济效益。     

含风电场电力系统环境经济动态调度建模与算法

为应对风电功率的不确定性,提出考虑风电渗透功率的增、减出力旋转备用量化模型。在旋转备用量化模型基础上,考虑常规发电机阀点效应及爬坡速率约束,采用价格罚因子法嵌入废气排放目标到发电机燃料费用目标函数中,将环境经济动态调度多目标优化问题转化为单目标优化问题。将约束条件的处理与目标函数完全分离,建立了含风电场电力系统环境经济动态调度模型。针对量子粒子群算法存在早熟的问题,引入早熟判断机制,对早熟粒子进行混沌搜索,从而提出改进量子粒子群优化算法求解所建立的调度模型。在10机系统上采用所提出的方法,仿真结果表明,与量子粒子群和粒子群算法比较,所提出的方法能较好地处理风电功率不确定性条件下的环境经济动态调度问题。     

多目标环境经济调度模型与算法研究综述

科学合理的有功优化调度是电力系统安全经济运行的基本保障。环境经济调度是实现节能减排、提高新能源利用率的重要措施。介绍了近年来多目标环境经济调度的研究成果,涉及多目标优化问题的一般数学描述、环境经济调度的基本概念、目标函数、约束条件、多目标优化问题的直接解法和间接解法等;并介绍了线性加权求和法、约束法、最大最小法、NSGA-Ⅱ几种典型多目标优化算法的基本原理和优缺点;同时指出新能源大规模并网对环境经济调度的影响及因此带来的需要进一步研究的问题。