考虑暂态安全性的低频低压减载量的全局优化

指出了低频和低压减载装置的整定不仅要满足静态和中长期动态对频率和电压的安全性要求，而且要满足暂态过程中的频率和电压安全约束。通过详细模型的时域仿真，在各种运行方式及故障集下寻找使系统暂态安全且总体控制代价最小的减载策略。给出了其减载量优化问题的数学描述，以减栽代价最小为目标函数，把低频和低压减载控制作为多级控制序列。根据暂态频率和电压安全裕度指标计算减载的性价比，把性价比最大的决策作为下一级的初始条件，通过逐级优化来实现全局优化。     

水火电力系统多目标环境经济调度模型及其求解算法研究

通过综合考虑发电费用最小及污染气体排放量最小这两个调度目标建立了水火电力系统多目标环境经济调度模型,并提出一种混合多目标差分进化算法对模型进行求解。该算法针对多目标优化问题的特点对差分进化算法的算子进行了修正,并基于混沌序列提出一种参数自适应调整策略以克服算法参数率定的难题。设计了一种二次变异算子来防止算法陷入局部最优。针对不同类型约束特性提出一种约束处理方法。实例计算结果及对比分析验证了所提方法的可行性和有效性,为实现水火电力系统实现经济与减排双目标均衡优化提供了一条崭新途径。     

基于负荷频率特性的低频减载方案优化

针对当前低频减载整定方案大都没有计及负荷重要性,及负荷切除对于系统频率恢复的灵敏性的问题,本文建立了同时考虑上述两种负荷特性的低频减载优化新模型。该模型基于对系统负荷的分类、设置与每类负荷对应的低频减载方案。在保证全局统筹切负荷的情况下,以系统切负荷量最小和频率偏移最小作为优化目标,基于机电暂态仿真与粒子群算法相结合的方法,对低频减载方案中各类负荷的各轮次切负荷比例参数进行优化,从而获得最优的低频减载方案。实际算例证明了本文方法的有效性与正确性。     

水火电力系统多目标环境经济调度模型及其求解算法研究

通过综合考虑发电费用最小及污染气体排放量最小这两个调度目标建立了水火电力系统多目标环境经济调度模型,并提出一种混合多目标差分进化算法对模型进行求解.该算法针对多目标优化问题的特点对差分进化算法的算子进行了修正,并基于混沌序列提出一种参数自适应调整策略以克服算法参数率定的难题.设计了一种二次变异算子来防止算法陷入局部最优.针对不同类型约束特性提出一种约束处理方法.实例计算结果及对比分析验证了所提方法的可行性和有效性,为实现水火电力系统实现经济与减排双目标均衡优化提供了一条崭新途径.     

交直流系统中低频减载与负荷恢复的静态优化算法

电网有功缺额时的频率控制,涉及快速低频减载和相对较慢的调速器动作。同时考虑两者的静态减载算法,初期减载量较小、频率恢复时间较长。文中基于控制效果的先后顺序,将频率调节过程分为2个静态阶段,即不考虑调速器效果的低频减载阶段,以及调速器投入及随后的负荷恢复阶段。计及潮流约束,采用非线性优化算法,求解交流和交直流系统的低频减载及负荷恢复问题。计算结果表明,文中算法减载量稍大,有利于频率的快速恢复;交直流混合系统中电压源变流器的瞬时调节特性,又使减载量比纯交流系统的减载量稍低。第2个阶段,结合调速器调节效果,将该算法应用于负荷恢复量的计算。算例分析验证了所提方法的有效性。     

计及电动汽车充放电负荷的分布式电压稳定监控方法

提出了一种计及电动汽车充放电负荷的分布式电压稳定监视和控制方法。在监视方面,利用带可变遗忘因子的递推最小二乘方法对时变戴维南等值电路参数进行辨识,更加准确地对本地电压稳定裕度进行评估。在控制方面,建立优化控制模型,在考虑电动汽车充放电约束的条件下,优先减载电动汽车充放电负荷,求解最大的电动汽车充放电负荷减载量。在发挥电动汽车负荷可充可放特性的基础上,减少传统负荷的减载量,减小控制代价,提高减载的可行性。利用IEEE39节点系统的算例验证了所提出的分布式电压稳定监视方法的准确性和计及电动汽车充放电负荷的电压控制方案的可行性。     

考虑负荷水平及有功备用的低频减载方案在线优化

频率是电力系统运行的重要指标,当电力系统发生功率缺额时,系统频率会下降。低频减载是保障电网安全稳定运行的第三道防线。实际系统中,基于启动频率和动作延时的低频减载方案应用广泛,但传统的整定方法模型高度简化,等效参数不随负荷水平及有功备用变化而变化。为减少负荷切除总量,提出一种基于改进频率响应模型的在线低频减载优化方法,利用粒子群优化算法在线计算复杂模型等效参数,同时将粒子群算法应用到低频减载方案中,最大限度减少切负荷总量。仿真表明,相对于传统低频减载算法能有效减少有功负荷的切除,控制系统的频率,满足在线计算时长要求,论证了模型和算法的可行性和有效性。     

一种基于有序二元决策图的低频减载新方案

为控制电力系统大容量机组跳闸时频率下降的问题,需要设计可靠的低频减载方案。针对传统方案存在的不足,设计了一种考虑负荷模型和系统有功备用的低频减载方案。该方案通过故障后系统频率变化率来估算系统功率缺额,充分考虑负荷模型、系统备用的影响,确定切负荷量;根据负荷的频率调节特性确定切除的优先级;利用有序二元决策图(ordered binary decision diagram,OBDD)搜索切除方案可行解,针对可行解,考虑负荷的控制代价,确定最优的控制策略。该方案经在IEEE9节点系统上测试验证,能准确估算故障大小,并能快速得到最优切负荷方案,相比于传统的低频减载方案,具有自适应性强、控制代价小等优势。     

电力系统低频减载优化整定研究

现有单机单负荷整定、实际系统校核的整定模式中,如果出现校核时不满足技术规定要求,就需要手工调整整定值。手工调整难以得到满足要求的整定值,导致在某些系统功率缺额时低频减载过切或欠切。基于将技术规定作为约束的低频减载优化模型,提出了一种新的计及实际电网动态频率特性的低频减载优化整定差分算法,使得整定的方案在系统校核功率缺额集下满足技术规定的要求。利用PSS/E仿真软件,进行了对某实际电网的低频减载方案整定,证明了该方法的正确有效,避免了过切或欠切,有效防止了频率崩溃,同时还减小了系统切负荷总量。     

可控负荷参与低频减载的动态集群优化控制策略

智能电网环境下,可控负荷参与低频减载(under frequency load shedding,UFLS)协助电力系统辅助调频,成为了新型低频减载研究的重点。新型低频减载策略对于负荷调节的时效性以及准确性要求较高,但负荷的通信状态和用户被控意愿等问题会对调频减载结果造成影响。该文综合考虑上述问题,对负荷通信延迟、丢包进行建模,同时考虑用户被控次数,提出了一种新型集群控制策略。该文首先分析了简化的发电机–负荷模型下的通信状态对调频减载结果的影响,而后基于此提出了考虑通信状态与控制均衡的负荷群参与低频减载的优化控制方案。最后以IEEE3机9节点系统模型为例,对优化控制策略的效果进行验证。仿真结果说明了控制策略对负荷群的控制具有低延时、高准确性的特点,能够保证控制动作的及时性,从而抑制系统频率下降深度,减少频率调节误差,大大降低了系统失稳的风险。     

基于潮流追踪算法的自适应低频减载策略研究

低频减载（under frequency load shedding,UFLS）是防止电力系统频率崩溃的有效手段之一,它通过在系统的某些地点切除过负荷量,达到维护系统稳定的目的。为此,计及负荷的电压调节效应,提出一种改进的功率不平衡量计算方法,针对不同的扰动在线计算系统的减载总量;并利用邻接矩阵的稀疏性,结合邻接矩阵和比例分配原则提出了一种潮流追踪新算法,提高了潮流追踪算法的计算效率,将其应用于在线确定减载地点与分配减载量。仿真结果表明,新的自适应减载策略可靠性更高,能够有效防止欠切或过切,改善受扰系统减载后的频率恢复效果,并提高系统的电压稳定水平,对实际电力系统紧急控制研究具有重要意义。     

基于灰色关联分析的自适应低频减载

针对当前低频减载方案常按频率跌落延时切除离线整定的负荷量、缺少对负荷特性的综合考虑而引起的欠切、过切等问题,提出以负荷频率效应系数、单位电能损失和负载率为决策指标对不同重要性级别下的负荷节点进行灰色关联分析排序,按关联度由大到小确定切负荷顺序。基于广域测量的系统初始频率变化率自适应估计系统功率缺额,在计及发电机和负荷的调节作用的同时计算切负荷总量,并按减载顺序主动分配。四种典型故障场景下的仿真结果表明所提方案能有效决策减载策略,以最小的减载量和减载代价获得了最优的频率动态恢复曲线,验证了可行性。     

Scheme design considering network topology and multi-attribute decision-making for under frequency load shedding

Power system emergency control is one key defense strategy in contingencies for protecting the system from cascading blackout. Under Frequency Load Shedding (UFLS) is one such strategy to ensure system stability by shedding load to retrieve balance between power supply and demand. Novel UFLS scheme design and a scheme optimization approach are proposed in this paper to find the optimal load-shedding schemes for different network partition resulted from contingencies. To obtain all possible UFLS schemes for a certain area, a candidate scheme set design algorithm based on value assigning of scheme parameters is proposed and then a relatively complete candidate scheme set is constructed. Considering network splitting caused by protection, several subsystems may exist from the reconstruction of independent network areas. The concept of homological area is defined and a graph-based method is used to analyse system topology change. Then, a multi-attribute decision-making (MADM) algorithm is introduced for order preference by similarity to an ideal solution (TOPSIS) for global optimizing candidate schemes. Optimal schemes for an area in both isolated area and homological area cases can be derived from all feasible UFLS schemes by MADM method. Simulation results demonstrate that the UFLS schemes can effectively restore system frequency in different network topologies.     

Determination of load shedding to provide voltage stability

A computationally simple algorithm is developed for studying the load shedding problem in emergencies where an ac power flow solution cannot be found for the stressed system. The proposed algorithm is divided into two sub-problems: restoring solvability sub-problem and improving voltage stability margin (VSM) sub-problem. Linear optimization (LP)-based optimal power flow (OPF) is applied to solve each sub-problem. In restoring solvability sub-problem, rather than taking restoring power flow solvability as direct objective function, the objective function of maximization of voltage magnitudes of weak buses is employed. In VSM sub-problem, the traditional load shedding objective is extended to incorporate both technical and economic effects of load shedding and the linearized VSM constraint was added into the LP-based OPF. Case studies with a real 682 bus system are presented. The simulation results show that the proposed load shedding algorithm is effective, fast in finding the load shedding scheme to solve the problem of restoring solvability and improving VSM.     

电力系统低频减载研究与应用发展

低频减载控制作为维持电力系统稳定运行的最后一道防线,其研究对于当前复杂性不断提高的电力系统具有特别重要的意义。针对电力系统低频减载技术的特点、方案分类、应用现状、优化研究及各种先进算法在UFLS中的应用情况进行综合阐述。并特别关注了近年来发展出来的各种新理论、新技术及其在低频减载控制中的应用。简要地分析探讨了各种方案的特点和不足及其改进发展情况,研究了元件参数模型的变化、动态变量间的相互作用对UFLS方案设计与实施所产生的影响以及协调控制技术在UFLS中的应用。     

一种求解电力经济负荷分配问题的改进微分进化算法

针对电力系统经济负荷分配(economic dispatch,ED)这一典型的非凸、非线性、组合优化问题,提出一种改进的微分进化(improved differential evolution,IDE)算法。微分进化(differential evolution,DE)算法虽有简单、搜索效率高的优点,但是仍然有局部最优的问题。该文在对DE算法搜索机理进行分析的基础上,针对DE算法参数难于动态调整的问题,提出不依赖于优化问题的控制参数自适应调整机制,并根据动态监视群体适应度方差的变化,增加个体迁移策略,进一步提高DE算法的全局寻优能力和鲁棒性。运用该算法对IEEE3机、40机及69机300节点标准测试用例进行计算,并考虑机组的爬坡约束、出力限制区约束、非光滑费用函数曲线等非线性特性,将其计算结果与遗传算法(genetic algorithm,GA)及粒子群算法(particle swarm optimization,PSO)进行比较,分析表明该方法是可行的、有效的。     

基于在线负荷检测的变电站低频减载方案

对电力系统低频减载进行了深入研究,为了避免现有减载方法通过预先设定减载对象和减载顺序而不管该对象减载时刻的实际负载水平从而导致的减载量不足,提出了基于在线负荷检测的低频减载思路.负载线路的实际负荷量可由自动化系统得到.通过对电力系统频率动态特性的分析,得出了频率变化率与系统功率缺额之间的关系及保证首轮减载量对系统频率恢...     

基于粒子群算法的24小时综合无功协调优化

对于电力系统24小时无功协调优化来说,优化方法是使用粒子群优化算法及罚函数法,将所有的不等式约束方程式引入原目标函数作为惩罚项;优化目标是以全天经济费用最小作为目标函数;优化过程为静态优化和综合优化两个阶段。并根据在线负荷预测来确定24个时刻的并联电容器组的投切状态和变压器分接头的位置。将粒子群算法用于求解多目标无功优化问题中能够有效降低有功网损,减少无功补偿成本,而且其收敛性能好、收敛速度快、稳定性好。     

极端灾害下的电力系统预防-紧急协调调度

针对极端灾害提出了考虑线路故障概率的电力系统预防-紧急协调调度方法。以预防阶段和紧急阶段综合失负荷成本最小化为目标,建立考虑线路故障率的电力系统防御-攻击-防御3层优化调度模型。其中,预防阶段的发电机出力调整、网络拓扑切换和负荷减载以及紧急阶段的发电机再调度、紧急负荷切除被建立为防御资源,线路故障率被纳入攻击资源的建模中。采用列与约束生成算法对该模型进行求解,将3层模型转化为双层混合整数线性规划问题,通过IEEE-RTS-24节点系统进行算例仿真验证了所提方法的有效性,结果表明：在预防阶段采取调度措施作为主要防御手段能够有效降低负荷损失;在预防-紧急协调决策优化过程中考虑线路故障率能够有效降低预防成本,提升预防效果。