一类大系统的稳态递阶优化控制算法

充分利用线性稳态大系统这一特点,采用一种新方法在不破坏可分性的前提下对求解问题进行凸化。这种两级算法是：上级（协调器）固定协调变量;下级各局部决策单元并行求解Ｎ个子问题,再把结果送回协调器,这样,通过上、下级不断的信息交换就可得到原问题的最优解。由于该方法消去了子系统等式约束相应的Ｌａｇｒａｎｇｅ乘子,故没有扩大求解空间,提高了优化效率,仿真结果表明算法是有效的。     

受扰动双线性离散系统的多目标最优控制

研究了双线性离散系统的多目标最优控制问题,给出了一种基于受扰动系统的两级最优控制算法。两级算法的下级用动态规划求解具有双线性二次型结构的辅助Lagrangian问题,上级通过迭代调整辅助Lagrangian问题中的参数向量,不断重复这个过程,直至从非劣解集中挑出最优解。最后,仿真实例证明了该算法的有效性。     

步长优化技术在交直流系统潮流计算中的应用研究

统一迭代法是求解交直流电力系统潮流计算问题的主要方法之一,通过引入步长优化乘子调整迭代过程中的修正量步长,可以获得更好的潮流计算收敛特性。首先给出了在交流潮流计算中得到广泛应用的最优乘子、准最优乘子在交直流潮流计算中的实现方法,之后在准最优乘子基础上提出了混合乘子。为验证应用步长优化乘子后潮流计算算法的有效性,采用修改的中国电力科学研究院22节点、IEEE 118节点和IEEE300节点交直流系统进行了计算分析。数值计算结果表明,分别引入最优乘子、准最优乘子和混合乘子的3种改进算法在潮流可解时的收敛特性均优于常规算法,且在潮流无解时收敛过程均不发散;带混合乘子的改进算法比其它两种在收敛速度、收敛精度和鲁棒性方面更具优势。     

互联电力系统潮流计算的电压叠加方法

本文提出一种基于分解一协调原理的互联电力系统潮流计算的电压叠加方法,它是按地理位置或运行区域自然分块的,可以实现按计划的子系统过剩功率、子系统间交换功率以及联络线功率控制的运行方式。本方法具有内存省、计算速度快和收敛性好的特点,是一种有效的实用方法。文中附有实际互联系统的143节点算例。     

基于改进增广拉格朗日乘子法的鲁棒性主成分分析

针对增广的拉格朗日乘子法在求解鲁棒性主成分分析,特别是当数据同时受到稀疏噪声和高斯噪声的干扰时,计算精度会降低,数据降维去噪任务不能很好完成的情况,提出改进的增广拉格朗日乘子法来解决上述问题.一是用基于最优乘子初始化的改进增广拉格朗日乘子法来提高算法的计算精度,二是针对鲁棒性主成分分析,提出一个带高斯噪声的凸优化模型.实验结果表明,本文提出的最优乘子初始化改进算法赋予增广的拉格朗日乘子法一个最优的拉格朗日乘子,从而提高算法的计算精度,而凸优化模型能够清晰地将高斯噪声和稀疏噪声从数据矩阵中分离出去,进而提高数据对高斯噪声的鲁棒性.     

基于功率成本的中继系统最优功率分配

为了降低移动通信网络的功率成本,依据不同的供电方式所确定的不同功率价格,提出了以功率成本为约束条件,以最小中断概率为优化目标的中继系统最优功率分配方法. 主要采用拉格朗日乘子法求解功率分配结果. 仿真结果表明,当各节点功率价格不同时,基于功率成本的最优功率分配与不考虑功率价格的最优功率分配相比,在中断概率相同的条件下,功率成本较小;当各节点的功率价格相差较大时,对比效果更加明显.     

一类大规模系统的三层递阶最优控制算法

对大系统的最优控制问题，应用空间和时间分解，提出一个新的三层递阶控制并行算法．用平行变量尺度法（ＰＶＭ）求解第三层的算法；在第二层子问题中，其约束要求某一个小子系统的初始状态等于前一个子系统的终止状态，协调变量用修正的牛顿方法校正；而低层更小子问题用推广微分动态规划（ＤＤＰ）并行求解．数值结果显示，与ＤＤＰ方法比较，ＰＶＭ／ＤＤＰ算法具有明显的加快速度．     

多主体TCTP及其协商协调求解

考虑任务主体的自治性,引入多主体TCTP(MaTCTP).MaTCTP是理性个体协作问题,通过利益补偿机制解决MaTCTP中不同主体间的利益协调转移问题.借鉴资源交换协调思路,将MaTCTP看作不同利益主体任务之间关于时间资源的交换协调;基于补偿机制建立MaTCTP的协商协调求解,求解过程满足主体的信息私有性、利益独立性和决策自主性要求,能够得到一个帕累托改善的结果.以多主体动态再调度为例,阐述了MaTCTP的应用.     

电压稳定的事故筛选及二分法求PV曲线的研究

为实现在线电压稳定性分析,提出一种新的简单而实用的快速算法,以筛选严重事故和确定其PV曲线.采用扩展潮流模型,应用最优乘子法求解潮流方程.对每一个预想事故,在系统要求的最小负荷裕度所对应的负荷水平时,求解潮流方程和筛选出不满足负荷裕度要求的严重事故;在基本负荷水平下,以严重事故后系统潮流方程是否存在平衡点为依据,确定严重事故后系统PV曲线"鼻尖"点所在的区间;用逐次二分"鼻尖"点所在区间的方法,求出严重事故后系统的PV曲线.New-England39节点系统和IEEE118节点系统算例表明:此算法简单有效,易于实现.     

几何规划在多目标结构模糊优化中的应用

为使工程结构中多目标模糊优化设计问题得到合理而有效的解决,本文通过构造满足模糊约束条件的各模糊目标子集的隶属函数,用最优模糊判决协调求解的最大最小法,将多目标模糊优化设计化成普通单目标数学规划问题,并用几何规划的切割平面法来求解之。文末给出两个数值实例。     

机组组合问题的两层优化研究

根据两层规划理论,提出网络约束机组组合的二层优化模型和算法。上层是以各子系统总成本最小为目标,考虑网络约束的有功优化潮流;下层由若干无网络约束的发电子系统构成,子系统由上层决定其发电任务,以此为依据决策机组的启、停状态。两层问题依据下层各子系统提供的边际信息交替求解,当边际信息无变化时便完成了机组组合。算例分析表明该方法对解决网络制约的机组启、停决策问题是有效的。     

一种分裂最优潮流算法

本文提出了一种采用节点分裂技术的互联电力系统的最优潮流算法。形成分裂点的修正方程简捷、没有任何近似。分裂潮流的收敛特性与常规潮流一致。采用制约寻优方向法进行各子系统的优化。本文提出的分裂最优潮流有两种模式,在多计算机环境并行处理的情况下,模式1能获得较大的时间效益1模式2可兼顾各区域系统的不同利益。分裂最优潮流为研究和分析互联电力系统的调度、运行和规化问题提供了有效的工具。     

电力系统无功优化潮流的分层计算

本文根据电力系统自身的特点,针对经济调度中的无功优化潮流问题,提出分层控制及计算的数学模型。应用大系统分解协调理论,采用按地区分块的空间分块法,将大系统的无功优化潮流问题分解为各子系统单独优化及主系统协调的问题。各子系统之间的联系采用互联节点。使用计算机网络进行分层计算,节省了计算机内存,提高了整体的运算速度。     

基于牛顿法的电力系统最优潮流计算

为研究电力系统最优潮流问题的可行算法,对牛顿法进行探讨并基于该算法进行最优潮流计算.由于最优潮流问题属于典型有约束条件的非线性规划问题,故引入二次罚函数处理约束条件,将牛顿法和二次罚函数结合并用MATLAB仿真平台进行算法编程,求出IEEE14节点标准系统的最优潮流计算结果,同时得出收敛时间和系统发电成本.实验结果表明:该方法的收敛性较好,计算速度较快;运用牛顿算法求解最优潮流,可使发电成本最小或功率损耗最小,从而达到优化资源配置,降低发电及输电成本的目的,具有很好的经济效益和社会效益.     

基于内点法的含风电场电力系统随机最优潮流

基于机会约束规划的随机最优潮流模型的求解一般采用智能优化算法,提出了一种内点法结合随机调节因子更新的方法,以求解基于机会约束规划的含风电场电力系统的随机最优调度模型。模型考虑了节点电压和线路功率的机会约束,并采用半不变量和Cornish-Fisher级数结合的方法来计算机会约束的概率分布。引入调节因子,对机会约束概率进行变形,将随机最优潮流问题转化为可采用内点法求解的最优潮流模型。提出了调节因子的更新方法,通过原始对偶内点法的参数结果更新调节因子来调节机会约束满足的概率,迭代求解机会约束随机最优潮流模型。最后,以IEEE14和IEEE118节点系统为例,验证了方法的正确性和有效性。     

含风电场最优潮流及其关键技术研究综述

大型风电场并网发电给电网带来清洁能源的同时也使电力系统安全可靠运行面临诸多挑战,研究含风电场最优潮流对于提高电力系统稳定运行与能源利用率具有重要意义. 含风电场最优潮流是一个新型的高维、非线性的复杂优化问题,且由于风电的随机性、间歇性和不可控性使其复杂程度和计算难度进一步加大. 针对这一问题,本文通过数学模型和求解方法这一主线,阐述了含风电场最优潮流的发展现状以及因风电的随机性对电力系统造成的影响;总结了对风电场处理的现有研究技术,分析了求解含风电场最优潮流的各种算法的优点与不足;在此基础上对未来含风电场最优潮流的研究方向进行展望.     

大规模电力系统无功优化的一种分解协调算法

随着电力系统规模的不断增大以及电气设备和负荷种类的不断增多,无功优化问题变得越来越复杂,对大规模电力系统进行在线无功优化和实时控制就更加困难.无功优化和控制的本地性使得分解协调算法很适于解决这一问题.在此背景下,针对电力系统调度具有的按电压等级分层管辖的特点,首先按照电压等级对大规模电力系统进行分区,建立多区域系统的无...     

基于改进人工鱼群算法的含风电场电力系统最优潮流计算

将风电场看作PQ节点并考虑风电场输出功率随机性和负荷随机性,提出含风电场的电力系统最优潮流计算方法。分析基本人工鱼群算法原理及其缺陷,提出改进人工鱼群算法(IAFSA);提出人工鱼群的视野和步长的取值方法,对初始种群的生成、行动方式和终止判据进行改进;并基于动态调整罚函数将带约束的有功最优潮流问题转化为无约束优化问题,实现含风电场的电力系统最优潮流计算.实例分析结果表明:基于改进人工鱼群算法比基于基本人工鱼群算法和遗传算法进行含风电场电力系统最优潮流计算具有更优全局收敛性和更快计算速度.     

Decomposed input-output stability analysis and enhancement of integrated power systems

The integrated power system (IPS) is a foundation of all-electrical ships and vessels. The stability of IPS becomes a prerequisite of complicated cruise tasks. Thus, advanced stability analysis and regulation methods for IPS are of great importance. In this paper, a novel method is proposed for analyzing and enhancing transient stability of IPS, which is regarded as a cyber-physical system comprising of subsystems and connections. Criterions for determining input-output stability of such a system are firstly derived. Then, the stability analysis of IPS can be performed in the following two steps: 1) evaluating local input-output stability features of each subsystem independently through simulations. 2) Checking stability criterions with system topology and subsystem stability features. Moreover, synthetic approaches are proposed for stabilization and stability enhancement of IPS. To avoid system in-stability after major failures or topology changes, the optimal emergency control is performed to reconfigure subsystems. The other optimal regulation is used to strengthen system stability by adjusting subsystems’ control parameters during normal operation conditions. Case studies on a typical IPS validate the proposed stability analysis and enhancement approach.     

用协调惩罚技术改善牛顿法最优潮流收敛性

提出用协调惩罚技术改善牛顿法最优潮流收敛性，根据Ｌａｇｒａｎｇｉａｎ函数的梯度，自动计算乘子罚数的因子，可以避免优化过程的振荡，提高最优潮流算法的可靠性，缩短最优潮流的优化时间，本文对ＩＥＥＥ５，１１，１４，３０节点系统和我国安徽４０节点系统的算例表明协调惩罚技术用于牛顿法最优潮流取得了明显效果。