考虑柔性直流落点约束的最优主动解列断面搜索算法

当电力系统遭受严重扰动后,主动解列策略是防止灾害性大停电事故积极而有效的手段,其核心内容是搜索最优解列断面,通常理解为是一种含约束的组合优化问题。提出了一种基于谱聚类的考虑柔性直流落点约束的最优主动解列断面搜索算法,该方法通过谱聚类算法将电力系统的最优解列断面搜索问题映射为图的分割问题进行求解,直接求取最优解且计算速度较快;以最小有功潮流冲击为目标函数,最小化解列后系统潮流的改变提高了孤岛系统的暂态稳定性;考虑了基于电压源换流器的高压直流输电(VSC-HVDC)的终端落点作为约束条件,将VSC-HVDC的终端置于不同孤岛内可实现孤岛间功率的交换,降低了系统整体恢复稳定的成本。最后通过IEEE 10机39节点系统以及厦门系统实际算例的仿真验证,证明了该方法的有效性和快速性。     

改进布谷鸟搜索算法在电力系统优化潮流中的应用

针对优化潮流的特点以及布谷鸟搜索算法收敛速度慢和缺乏活力等问题,从动态参数和步长方程两个方面进行改进,提出了改进的布谷鸟搜索算法来解决优化潮流问题。该算法把原来是常数的两个参数改进为动态变化的参数,随着迭代次数的增加,发现概率和步长因子两个参数按一定的规律递减,使算法在初期能增加种群的多样性,后期能更好地微调以找到最优解;同时,提出了一个具有最优解导向的搜索步长方程以提高算法的局部搜索能力和收敛速度。用改进的布谷鸟算法计算IEEE30系统的优化潮流,仿真结果表明该算法能够有效地提高收敛速度和计算精度。     

基于分层分枝定界算法的机组组合

针对常规机组组合算法计算量大、计算精度不高的问题,提出了一种分层分枝定界算法.该算法采用分层求解策略,对传统机组组合模型进行线性化处理,进而基于线性规划算法求解松弛整数变量的线性化机组组合模型,通过取整策略形成初始分枝,作为分枝定界算法的上层;采用经典广度优先搜索算法的节点搜索策略,以及考虑负荷备用和机组启停时间约束并结合最大、最小边界的分枝策略,不断进行分枝、定界和剪枝获得下层问题的最优解.不同测试算例分析表明,所提出的分层分枝定界算法快速、稳定,能够考虑机组爬坡约束,可以在保证合理计算时间内有效提高求解精度.     

系统恢复路径搜索新算法及其适用性研究

系统恢复过程中,恢复路径承担着为非自启动机组传输启动功率、响应临近子系统的功率需求和提供用户负荷功率等任务。恢复路径搜索模块作为整体系统恢复优化模型重要且必要的模块之一,现有基于图论的经典路径搜索算法计算复杂度高,影响了系统恢复优化模型的整体计算速度。该文分别基于线路参数、系统潮流和复杂网络理论建立系统恢复路径权值模型,利用系统地理位置信息构建A*算法中的估值函数,进而建立系统恢复路径搜索新算法。采用路径搜索过程中展开的节点数和搜索耗时综合衡量路径搜索算法的计算复杂度,华东某实际区域电网算例和美国某州电网算例验证了新算法对不同系统恢复路径权值模型的适用性。     

考虑变换器功率约束和直流电压约束的交直流混合配电网最优潮流计算

电力电子变换器是现代交直流混合配电网关键的电能变换设备,应通过可靠的设计、控制,尤其是优化运行,保证其长期运行的可靠性。基于变换器的灵活可控性,提出了考虑变换器功率约束和直流电压约束的交直流混合配电网最优潮流计算。首先,建立电力电子变换器及交直流混合配电网潮流计算模型。其次,提出分级功率均分的优化策略,并建立考虑可靠性约束的最优潮流目标函数。最后,基于JAYA算法计算得出决策变量的最优解。其中,提出一种雅可比矩阵的处理方法,以提升潮流计算速度、提高算法效率。算例结果表明:该方法能很好地解决含两端、多端、多馈入的交直流混合配电网考虑长期运行可靠性的最优潮流问题。     

基于节点电流关系的多端柔性直流输电系统潮流计算

多端柔性直流输电系统是近年来的研究热点,而关于其潮流计算的研究是系统稳定控制和故障分析的基础,迄今为止,已有很多文献对此做了研究,但从其使用的求解潮流的数学模型方面看,都是基于节点功率关系的。提出了一种基于节点电流关系的多端柔性直流网络潮流算法,且考虑了下垂控制方式,以6节点直流网络和11节点交直流混联网络为例,在Matlab中编制了相应的程序,并与现有文献中的基于节点功率关系的潮流算法做了对比。对比结果显示,在不同的网络运行方式下达到相同的预定计算精度时,均比基于节点功率关系的潮流算法迭代次数少,所用时间短且当节点电压初值发生一系列变化时,所提算法依然可以快速求解出收敛解,而基于节点功率关系的算法,对于电压初值变化很敏感,迭代次数随初值的变化而变化。算例结果表明,所提算法对含有多端柔性直流系统的网络潮流计算具有较好的快速性和计算精度。     

考虑输电约束古诺模型的均衡分析

电力市场是一个不完全竞争的市场，模拟这类市场成员策略使用较多的模型有古诺模型、供应函数均衡模型等。该文利用古诺模型模拟电力市场中发电商的策略行为，模型中考虑了输电网络约束的影响。首先建立了考虑网络约束的Cournot模型，接着利用一简单两节点网络详细分析了输电网络约束对发电商纯策略均衡解的影响，然后利用一个三节点环网分析了发电商纯策略均衡解存在的条件，最后通过算例具体计算了输电网络约束对发电商纯策略均衡解的影响。结果表明考虑输电容量约束后，有可能存在不同的纯策略均衡；并且为得到与不考虑输电容量约束相同的均衡解，该线路容量约束将远大于均衡时的线路潮流，所提出的均衡分析方法是有效的。     

计及新能源接入的柔性牵引供电系统区间最优潮流研究

传统电气化铁路存在以负序为主的电能质量问题及电分相问题,严重影响铁路运行安全和效率,一种基于三相-单相全交直交变流器的新型柔性牵引供电系统能够有效解决该问题.以接入储能装置及光伏的柔性牵引供电系统为研究对象,以功率平衡、系统运行边界为约束,以牵引变电所日运行成本最低为目标,考虑光伏的不确定性和牵 引负荷的波动性,建立区间最优潮流模型,最后利用 YALMIP工具包和 GUROBI求解器进行求解.算例分析结果表明,储能装置和光伏接入柔性牵引供电系统后,系统日运行成本最高可降低30.49％.     

基于Levenberg-Marquardt算法的鞍结分岔点快速计算

为了快速准确地计算静态电压稳定裕度,该文提出了2种鞍结分岔点快速求取算法,分别采用二分搜索和抛物线近似来进行计算。基于Levenberg-Marquardt算法在潮流方程的不可行域也能求得最小二乘解的特性,二分搜索算法利用解得的最小二乘值判断此算点是否处于潮流不可行域,通过二分搜索来快速逼近鞍结分岔点。抛物线近似算法对不可行域的最小二乘值-负荷裕度曲线进行抛物线近似,曲线的零点即为所求的鞍结分岔点。多个经典算例测试结果表明,相较于传统的连续潮流算法,二分搜索算法在保证计算准确地同时可以大幅度提升计算效率。而抛物线近似算法牺牲了一定的计算精度,在二分搜索算法的基础上进一步提升了效率。并且得益于Levenberg-Marquardt算法的强鲁棒性,2种算法即使在面对大型病态算例时也可以收敛,保证了计算的稳定性。     

基于模块化多电平换流器和组合式变压器的高速铁路同相牵引供电系统

为解决高速铁路大容量负荷补偿需要、降低有源补偿装置容量,提出了基于模块化多电平换流器(MMC)与组合式接线变压器相结合的有源补偿同相牵引供电系统。设计了基于MMC的直挂型潮流控制器(PFC)拓扑结构,并推导了MMC参数计算方法。提出了负序灵活补偿策略,在负序满足国标的前提下节省了有源补偿装置容量。与传统同相牵引供电系统相比,该方法在满足更高的电压等级和功率要求的同时,节省了匹配变压器成本,降低了有源补偿容量。最后给出了系统控制策略,并通过仿真分析验证了所提方案的有效性与正确性。