基于主从递阶决策模型的TRM评估

市场化环境下的电能交易可能引起系统潮流的频繁变化,系统运行不确定性增大,支路过负荷、节点电压越限等故障发生的可能性更大,因此对评估电网功率传输能力提出了更高要求,特别是如何有效评估输电可靠性裕度（TRM）,对于电力市场的安全、可靠、经济运行具有重要意义。文中引入至少输电容量的概念,综合考虑了系统中的不确定因素,构建了基于主从递阶决策的TRM双层优化模型,并给出了求解该模型的一种简便、实用的方法。最后通过对IEEE 118节点系统进行数据仿真,说明了该模型的合理性和有效性。     

基于保险理论的输电可靠性裕度决策模型

针对传统输电可靠性裕度(TRM)评佑方法的不足,基于广义保险理论提出TRM虚拟保险的概念,将TRM最优决策问题转化为虚拟保险的最优购买问题进行建模分析.在应用保险理论实现对可靠性和经济性广义量度的基础上,引入效用函数间接刻画决策者的可靠性偏好,运用保险资产选择理论建立决策模型.并通过蒙特卡洛模拟对不确定条件下模型的决策参数进行评佑.IEEE30节点算例分析验证了该模型的有效性和自身特点.     

计及风光出力时变相关特性的输电可靠性裕度评估

风-光并网背景下,为准确评估风-光相关性出力及系统输电可靠性裕度(transmission reliability margin,TRM),提出了一种计及风-光出力时变相关特性的TRM评估方法。首先,计及风-光出力存在的时变相关特性和季节特性,提出了基于时变Copula函数的风-光24 h联合出力场景生成方法,所生成的场景为准确评估TRM提供基础。然后,在考虑TRM时间尺度特性的同时,引入GlueVaR度量系统存在的传输能力缺额风险,进而构建了区分决策者不同风险偏好的TRM期望净收益模型。最后,以风-光场景集为基础,利用序贯蒙特卡洛模拟方法生成系统时序运行场景集,结合IEEE-RTS系统利用优化算法求解模型。与以往方法相比,所提评估方法不仅提高了风-光出力场景生成的精度,而且保障了系统的可靠经济运行,实现了TRM的差异化评估。     

基于二叉树模型的输电投资决策分析

提出了输电投资决策的实物期权分析框架,并构建了输电投资决策的二叉树模型。该模型在考虑市场中的节点电价波动性的基础上,对投资方案的期权价值进行评估,进而选择最优方案。以IEEE-7节点系统为例验证了该模型的合理性和正确性。     

考虑元件关联性的节点综合脆弱评估模型

针对大停电事故中故障元件之间的连锁相关性,提出了考虑元件关联性的节点综合脆弱评估模型。首先从电网拓扑结构和潮流分布的不均匀性出发,根据节点线路功率关联性给出节点重要度评估模型;然后从区域负荷波动的差异性出发,根据故障关联性提出节点抗压度评估模型;最后综合考虑重要度与抗压度建立节点脆弱性评估模型。该模型综合考虑了网络拓扑结构、运行状态对节点脆弱性的影响,能有效识别负荷增长时承担主要输电任务的节点,克服了以往方法不能随系统运行方式变化动态调整节点脆弱值的缺陷。通过新英格兰10机39节点系统仿真计算,验证了模型的正确性和有效性。     

兼顾输电利润和社会成本的输电网二层规划方法

提出了兼顾输电利润和社会成本的多阶段输电网规划的二层规划模型.该模型上层对输电网进行投资决策,以输电网投资收益最大化为目标.下层为基于社会成本最小化的短期边际成本定价模型,利用了阻塞收益约束限制输电利益.输电利益计算了服务收益和阻塞收益,利用了潮流跟踪法确定发电节点对线路的使用,从发电公司收取输电服务费实现输电投资成本的回收.采用了改进小生境遗传算法和原始-对偶内点法相结合的混合算法对所提模型进行求解.18节点和77节点系统的结果表明所提模型和算法可行.     

考虑电压稳定的电网至少传输容量评估

考虑最恶劣情况下的网络最大传输能力,即至少输电容量,是电力市场环境下衡量输电系统电力传输能力的一个重要指标.在至少输电容量模型的基础上,考虑了电压稳定约束,提出了考虑电压稳定约束的至少输电容量双层优化决策模型,讨论了模型的性质,并给出了求解该模型的算法BiGA,该算法具有较好的鲁棒性.对IEEE 118节点系统进行了数据仿真,仿真结果表明了该模型及算法的合理性和有效性.     

基于原对偶内点法的发输电系统可靠性评估交流潮流分析法

电力系统可靠性评估对于精度的要求随着新能源接入电网不断提高。传统的发输电系统可靠性评估在状态校正过程中采用基于直流潮流的最小切负荷模型,该模型存在不能考虑系统电压和无功功率的局限。利用原对偶内点法在可靠性评估中实现了基于交流潮流的有功无功综合优化状态校正模型。该模型通过非线性规划综合考虑系统有功无功关联、网损、节点电压及潮流约束等因素。为了解决非线性规划中计算量大和收敛性的问题,还提出了一种改进的基于交流潮流有功无功解耦的状态校正模型。对IEEE-RTS79系统与2012年海南电网进行可靠性评估,结果证明了所提出算法的精确性和有效性。该方法有望应用于更精确地对含新能源发输电系统进行可靠性评估。     

基于输电线路实时评估模型的电力系统静态安全在线风险评估

提出了一种电力系统静态安全在线风险评估方法。该方法建立了计及气象因素的输电线路实时评估模型,并利用该模型求解输电线路的实时故障概率,在此基础上利用随机潮流计算所建立的风险指标。为了减小求解规模,提出了一种实时故障筛选与排序方法。按照是否考虑输电线路随机故障分为2种情况进行对比分析,New England 10机39节点系统的计算表明,所提方法能够真实评估系统当前所处的风险水平。     

含风力发电的发输配电系统可靠性综合评估

风力发电对电力系统可靠性具有一定的影响,考虑风速随机性和间歇性的特点,建立了服从正态分布的风速概率模型,并在此基础上提出了基于蒙特卡罗模拟法的风电场可靠性模型.为考虑风电机组对配电系统可靠性的影响,引入发输电组合系统的多状态节点等值模型,实现了含风力发电的发输配电系统可靠性综合评估.应用风速概率模型对国内某风电场进行了出力模拟,并将该风电场与RBTS(Roy Billinton Test System)系统相连,实现了含风力发电的RBTS系统可靠性综合评估.     

Determination of Transmission Reliability Margin Using Parametric Bootstrap Technique

The determination of available transfer capability (ATC) must accommodate a reasonable range of transmission reliability margin (TRM) so that the transmission network is secure from uncertainty of transfer capability that may occur during a power transfer. This paper presents a computationally accurate method in determining the TRM with large amount of transfer capability uncertainty using the parametric bootstrap technique. The parametric bootstrap technique is used to randomly generate a bootstrap sample of ATCs with large uncertainty selected at a certain percentage of bootstrap confidence interval. The bootstrap sample of ATCs in a day is used to determine the TRM at every time interval. The TRM value at a particular time interval is selected based on a certain percentage of normal cumulative distribution function (CDF). Then, a new value of ATC at the current time interval is calculated by considering the TRM at the same time interval. The effectiveness of the proposed TRM method in providing new ATC value is validated on the Malaysian power system. The results show that the proposed method provides accurate estimation of TRM in which it is relatively similar to the TRM result obtained by the standard deviation of uncertainty which is incorporated in the Monte Carlo simulation technique. Further comparisons in terms of accuracy and total computational time in estimating the TRM is made between the parametric and nonparametric bootstrap techniques.      

A novel approach to determine transmission reliability margin using parametric bootstrap technique

The determination of available transfer capability (ATC) must accommodate a reasonable range of transmission reliability margin (TRM) so that the transmission network is secure from uncertainty that may occur during a power transfer. This paper presents a computationally accurate method in determining the TRM with large amount of uncertainty using the parametric bootstrap technique. The parametric bootstrap technique is used to randomly generate a bootstrap sample of system operating condition with large uncertainty selected at a certain percentage of bootstrap confidence interval. The bootstrap sample is used in the determination of TRM at every time interval. Then, a new value of ATC at the current time interval is calculated by considering the TRM at the same time interval. The effectiveness of the proposed TRM method in providing new ATC value is validated on the Malaysian power system. The results have shown that the proposed method provides accurate estimation of TRM in which it is relatively similar to the TRM result obtained by the standard deviation of uncertainty which is incorporated in the Monte Carlo simulation technique. Further comparisons have been made in terms of accuracy and total time computation in order to verify the robustness of parametric bootstrap in determining the TRM as compared to the non-parametric bootstrap technique.     

应用粒子群优化算法求解可用输电能力

在电力市场环境下,诸多问题(例如实时电价、网络阻塞等)都需要最优潮流作为理想的工具.本文以最优潮流为基础,应用一种简单有效、且收敛性很好的演化计算算法--粒子群优化算法(PSO)进行可用输电能力(ATC)问题的求解.根据约束条件的越限量大小,动态地调整罚函数,在保证全局搜索能力的基础上改进了收敛速度.应用此算法对IEEE-30节点系统进行了可用输电能力计算,并与传统的最优潮流算法进行了比较,结果表明该算法的有效性,具有实用意义.     

ATC enhancement using TCSC via artificial intelligent techniques

Procurement of optimum available transfer capability (ATC) in the restructured electricity industry is a crucial challenge with regards to open access to transmission network. This paper presents an approach to determine the optimum location and optimum capacity of TCSC in order to improve ATC as well as voltage profile. Real genetic algorithm (RGA) associated with analytical hierarchy process (AHP) and fuzzy sets are implemented as a hybrid heuristic technique in this paper to optimize such a complicated problem. The effectiveness of the proposed methodology is examined through different case studies.     

基于SSSC装置的系统可用输电能力研究

可用输电能力(ATC)是衡量互联电网安全性与稳定性的重要指标,而灵活交流输电技术(FACTS)是提高系统可用输电能力的有效途径。以提高可用输电能力为目的,将静止同步串联补偿器(SSSC)引入互联电力系统。首先利用功率注入法,建立SSSC的稳态数学模型,然后基于最优潮流法,将SSSC的功率注入模型加入潮流方程,建立了计及SSSC的可用输电能力计算模型,并采用原对偶内点法对其进行求解。为了确定装置的安装位置,利用特征结构分析法,根据最小模特征值对控制变量的灵敏度系数来选择最有利于提高输电能力的SSSC安装位置。利用IEEE-30节点系统进行仿真计算,结果显示安装SSSC后互联系统间的传输容量得到提高,稳定裕度也得到提升,合理地配置SSSC可以有效提高系统的可用输电能力。     

计及风电相关性的区域间可用输电能力概率评估

大规模风电并网给电力系统区域间可用输电能力(available transfer capability, ATC)评估带来了新的挑战,为更加准确地评估高风电渗透率不确定性条件下的区域间ATC,文章提出了一种计及风电空间相关性的ATC概率评估方法。首先,利用条件概率原理对历史数据进行处理,并应用Copula函数对风电相关性进行建模;其次,区域间ATC的评估过程涉及到最大输电能力和现有输电协议的计算,因此提出一种ATC双层优化模型,在此基础上,利用Karush-Kuhn-Tucker(KKT)最优条件,双层模型即转化为均衡约束的数学规划(mathematica program with equilibrium constraint, MPEC)模型;再次,再将MPEC模型转化为混合整数二阶锥规划问题;最后,采用蒙特卡罗仿真对计及风电相关性的区域间ATC进行概率评估,并以IEEE 30节点系统为例,分析风电相关性对区域间ATC的影响,验证所提模型的正确性和有效性。     

基于关口金融输电权的双边拍卖模型

介绍了金融输电权的拍卖机制,包括输电权拍卖容量的确定、拍卖的市场机制及拍卖原则等,提出了一种基于关口金融输电权的双边叫价拍卖模型。针对以往金融输电权拍卖模型的约束条件过于简单的特点,考虑了某条线路输电权的拍卖对其他线路潮流的影响,并通过计算基于直流潮流的功率传输分布因子来反映上述影响。在此基础上考虑了输电线路的可用容量约束,并建立了数学模型对其进行描述。最后通过算例分析验证了该模型的合理性。     

基于半光滑牛顿法的可用输电能力新算法

提出了计算电网可用输电能力(ATC)的一种新方法。将ATC计算问题描述为特定发电节点与负荷节点的交易量最大的优化问题,考虑了多种系统运行约束和交易规则约束。针对这一优化问题,通过引入非线性互补问题函数,将原优化问题转化为非线性方程组,并采用半光滑牛顿法进行求解。算法的显著优点是避免了不等式约束的识别问题,从而极大地提高了计算效率。IEEE系统的多个算例表明该方法非常有效,具有很好的应用前景。     

牛顿法和内点罚函数法相结合的概率可用功率交换能力计算

区域间可用功率交换能力(ATC)是所有电力市场的参与者进行交易活动所必需的重要信息。文中运用改进牛顿法和内点罚函数法相结合进行最优潮流计算，取得相应的单点．ATC值；在负荷预测和故障选择的基础上，作概率上的统计分析，得到未来时刻的可能的ATC概率分布情况。根据概率上的要求，将可得到未来时刻所要安全概率对应的ATC值。在模型中，考虑了发电机发电极限，电压水平，线路和设备过负荷等安全性约束条件。IEEE-30节点系统的计算结果表明了用该方法计算ATC的有效性和实用性。