区域电力市场中电网公司与调峰电厂的最优合同设计

区域电力市场的建立，为实现资源的优化配置提供了条件，同时也对电网公司的安全运营提出了更高的要求。针对区域电网公司所拥有的调峰电厂在电网安全运营和平衡市场需求2个方面的重要作用，文中运用委托〖ＨＴ５，７〗—〖ＨＴ５〗代理模型对电网公司和调峰电厂间最优合同进行模型设计，证明在对称信息条件下，当委托人是风险中性而代理人是风险规避型时，该最优合同能够达到帕累托最优风险分担和帕累托最优努力水平。电网公司可以在保证整个电网运营的安全性和稳定性的同时实现电网公司的利润最大化。     

多区域并行协同的多目标分布式帕累托最优潮流算法

在开放电力市场的环境下,各区域电网合作与利益博弈共存,区域电网之间的信息保密问题显得愈发重要。现有的帕累托最优潮流求解方法均属于集中式算法,在优化时需要获知全网的信息,无法满足高私密性以及高可靠性的要求。在该背景下,寻求一种去中心化的分布式优化方法以保障系统内各区域电网的信息安全显得尤为重要。基于此,文中提出了一种多区域并行协同的多目标分布式帕累托最优潮流求解算法。该算法以法线边界交叉法为基础,将整个系统的多目标潮流优化问题分解为与多个子区域对应的子优化问题。每个子区域采用独立的优化器完成子问题的优化,区域之间仅交换联络线上的边界变量以及虚拟目标因子进行全局调整,不断逼近原问题的帕累托最优解集。IEEE 118节点算例仿真结果表明:所提算法可在有效实现多目标帕累托最优潮流分布式并行求解的同时,还可提高求解精度和减小计算内存,从而适用于在开放电力市场背景下各区域电网合作与利益博弈共存的运营模式。     

考虑需求价格弹性的销售电价帕累托优化折扣

针对中国目前用电市场的电力供应形式以及定价机制，研究考虑电力需求价格弹性的条件下，多买方和单一卖方组成的电力供应链中制定电价折扣的问题。由于用电需求具有一定的价格弹性，所以合理的价格折扣可以协调买卖双方的利益。提出采用帕累托（Pareto）优化理论，综合考虑买卖双方的帕累托改进的实现，建立电价折扣模型。由于用电市场中卖方是供应链上的领导者，卖方能够掌握电力用户的需求变化信息，因此电价折扣模型中，帕累托意义下的最优价格折扣问题可转化为求解卖方利润最大化问题，同时综合考虑价格折扣对买方效用（即满足程度）的影响。最后，采用实际算例分析了电价折扣模型中的帕累托优化改进的实现，验证了模型的应用效果。     

计及输电阻塞的帕累托最优多目标电网规划

在解除管制环境下,要求输电扩展规划有效缓解输电网络阻塞,文中分别以年阻塞盈余、线路投资费用和系统缺电成本为规划目标,基于帕累托(Pareto)多目标最优建立综合考虑阻塞问题、经济性和可靠性的多目标电网规划模型,并通过一种改进的强度帕累托进化算法(strength Pareto evolutionary algorithm,SPEA),实现对模型的求解。建立一种基于多维空间欧氏距离的排序方法,实现帕累托最优解集范围内的优化决策。18节点系统算例表明通过改进SPEA可以有效形成分布均匀的帕累托解集,并且所提多目标规划方法能够缓解和控制规划网络的输电阻塞。     

地区间电力市场互联互通相关问题（一）基本模型与社会福利分析

在中国积极推动区域电力市场建设的背景下,提出了互联互通电力市场的概念,分析了电力市场互联互通必须满足的基本条件,研究了可实现帕累托改进的各种互联互通市场模式,在此基础上建立了互联互通市场模型,提出了可实现帕累托最优的市场模式.运用福利经济学的基本定理,比较分析了互联互通市场和统一市场的社会福利,研究结果表明:在完全竞争的假设条件下,互联互通市场和统一市场具有相同的市场效益,且互联互通市场是一种帕累托改进,市场成员有积极性参与市场交易.最后提出了中国电力市场建设先实行互联互通后统一市场的可行改革途径.     

基于多目标粒子群算法的电力系统环境经济调度研究

提出了一种新的多目标粒子群优化(Multi-Objective Particle Swarm Optimization, MOPSO )算法,用于求解电力系统的环境/经济调度问题。通过设计特定的约束修正因子,将不可行解修正成可行解,并在此基础上用惩罚函数法构建了新的适用于多目标粒子群的适应度函数模型。根据帕累托占优条件形成历史帕累托最优解集和全局帕累托最优解集,引入稀疏度排序法选择全局最优解,基于帕累托最优前沿的斜率特性,提出用斜率法筛选非劣解,采用基于模糊数学的满意度评价模型选择POF的折衷最优解。最后,用IEEE-30节点标准测试系统对所提算法进行了仿真测试,并与其他算法进行了对比。仿真结果表明所提算法可行、有效。     

采用多目标随机黑洞粒子群优化算法的环境经济发电调度

将多目标随机黑洞粒子群优化(multiobjective random black-hole particle-swarm optimization,MORBHPSO)算法用于解决环境经济发电调度问题,对燃料发电机组相互冲突的燃料费用函数和污染气体排放量函数同时进行优化。提出带等式约束的帕累托占优条件,使生成的帕累托(Pareto)最优解集在解的可行区域,并采用新的"聚类技术"减少解集中解的个数以加快寻优速度。通过变异操作改善解的多样性,并根据"距离评价指标"从帕累托最优前沿(Pareto optimal front,POF)中选择折衷最优解。对IEEE 30节点的标准测试系统进行仿真计算,结果表明该算法在解决环境经济调度问题方面的可行性和有效性,减少了迭代次数,而且在不增加污染气体排放量的同时降低了燃料费用。     

考虑夏普比率的虚拟电厂日前投标策略

由于风电、光伏机组出力不确定性及负荷等预测误差的存在，虚拟电厂日前投标行为面临风险，而目前应用于日前投标的风险–收益多目标优化方法仍需主观决策风险厌恶系数。夏普比率能够同时衡量收益与风险，可在无需决策风险厌恶系数的同时实现风险和收益的帕累托最优，目前已被广泛地用于评价投资组合的业绩、评判资本市场的运行效率等方面。该文将虚拟电厂日前投标行为类比于投资组合，以最大夏普比率为目标，采用场景生成法刻画风电光伏出力、负荷及电价的不确定性，并引入场景评价指标，提出考虑夏普比率的虚拟电厂日前–实时随机优化投标策略。结果表明，以最大夏普比率为目标的投标策略能够降低决策的主观性，在设备参数改变时自主修正风险厌恶系数，与传统风险管理方法的计算结果对比验证了模型有效性。     

求解交直流互联电网多目标无功优化问题的INNC法

以交直流互联系统有功损耗和所有关键节点电压偏差平方和最小化为目标,建立交直流互联系统的多目标无功优化模型,并提出一种求其帕累托最优解的改进规格化法平面约束法。该算法针对帕累托前沿上各点的切线与乌托邦线夹角不同,对规格化法平面约束法进行改进,即将帕累托前沿按照一定规则分割成4段,每段对应1个子乌托邦线,从而将原多目标优化问题分解为4组多目标优化问题。再对每个子乌托邦线进行等距离分割处理,每组多目标优化问题可转化为求解一系列单目标优化问题。对南方电网交直流765节点等值系统的计算表明,所提出的算法能够有效求解实际交直流大电网多目标优化问题,且所求得的最优解集在帕累托前沿上分布更均匀。     

考虑风电协议外送的调峰型电采暖虚拟电厂优化配置方法

针对风电外送型区域电网调峰需求,提出考虑风电协议外送的调峰型虚拟电厂电采暖优化配置方法。首先,分析风电协议外送型电网系统结构及互动消纳机理。针对蓄热式电采暖用能特性,量化推导蓄热式电采暖可调节特性,建立蓄热式电采暖需求响应模型。然后,联合火电机组与VPP协同调峰策略,建立以区域电网协议风电外送经济性最优为目标的虚拟电厂电采暖容量优化配置模型。选取黑龙江某区域电网进行了算例分析,结果表明所提方法正确有效。     

电力系统补充电站多目标规划模型研究与应用

针对电力系统缺电情况下的电力电量平衡,考虑补充水电站或火电站两种形式,以运行期内总费用现值最小与补充电站装机容量最小为目标,建立补充电站多目标规划模型。采用约束法将目标2转换为在上下限区间内取值的约束条件,使原多目标问题转化为电力系统经济规划单目标优化问题,并利用改进的逐步优化算法对模型进行求解,有效缓解了模型维数灾问题,并得到了高质量的Pareto近似最优解集,最后基于理想点法从中挑选出最佳方案作为最终决策。云南地区电网实例研究表明：所建模型能够同时考虑补充电站类型、装机容量以及电力系统经济规划,采用的算法能够确定符合实际情况的合理补充电站方案,对电力系统补充电站有一定参考价值。     

考虑换流站损耗特性的交直流系统多目标无功优化控制

交直流互联系统中各个直流输电通道在输送大量电能的同时,也会产生很大的电能损耗。通过协调优化多回超/特高压直流输电系统的电压无功控制措施,能够有效地降低整个交直流系统运行的损耗电量。提出一种考虑换流站详细损耗特性的交直流系统多目标无功优化控制方法,以包括换流站内部各主要设备损耗的整个交直流输电系统总网损和所有关键节点电压偏差平方和的最小化为目标,建立交直流互联系统的多目标无功优化控制模型。提出一种自适应加权和算法,结合GAMS/CONOPT解法器求解得到多目标优化问题的均匀分布的帕累托最优解集。并根据各个最优解的模糊隶属度和熵权信息从帕累托前沿曲线中确定出折中最优解,作为多目标无功优化控制方案。通过对某个6056节点交直流互联系统的计算表明,所提出的算法求得的帕累托最优解集分布均匀,且所获得的多目标无功优化控制方案能够有效降低换流站运行损耗,提高关键节点的电压质量。     

计及无功裕度的配电网两阶段无功优化调度策略

为了解决高比例可再生分布式电源(renewable distributed generation,RDG)接入配电网后各类可调资源的协同调度和时空耦合问题,提出了计及动态无功裕度的两阶段配电网无功优化调度策略。利用Copula理论建立考虑风光不确定性和相关性的预测模型,第一阶段综合考虑电压偏差、运行成本和动态无功裕度3个指标建立日前多目标优化模型,第二阶段在短时间尺度上进一步利用连续调节装置应对风光波动性,在充分协调配电网中可调资源的同时实现快慢时间常数各异的无功调节装置差异化管理。最后在改进的IEEE 33节点系统上进行仿真,结果表明所提协同优化策略能够提高系统的安全经济效益,验证了风光相关性对系统的影响。     

大规模光伏电站集中并网对电网的影响分析及对策

随着国家鼓励光伏发展政策的出台,新一轮光伏电站大规模建设已铺开。光伏电站类型复杂,其带来的控制、送出和消纳问题,对电网运行和稳定特性影响深刻,对电网安全带来了巨大挑战。针对大规模光伏电站并网发电后对电网运行的影响和分布式光伏发电对配网的影响,从大规模光伏电力的消纳与送出、运行与控制、电网调峰、安全稳定、电能质量和配电网电压控制、抗扰动能力等方面的因素进行了综合分析,提出了建立新能源技术支持系统平台和提高光伏集中接入地区电力外送及消纳能力等应对的措施。     

约束紧凑与调节灵活的核电调峰安全出力模型

核电和间歇性电源比重不断增加,核电面临较大的调峰压力。当前,核电参与调峰的数学模型不够完善,因此提出一种将核电特定安全要求与灵活的调节方式有效统一的核电调峰安全出力模型,通过对约束的紧凑化和调峰深度的连续化,解决了已有模型在普遍适用性、经济性和灵活性方面的不足。引入解耦的升/降功率辅助变量,并充分考虑功率变化之间的耦合特性和互斥关系,核电出力可行域约束得更为紧凑,保证在各种工况下得出准确的核电安全出力。此外,进一步将调峰深度连续化,以期得出最优调峰深度和调节时间,增加核电调峰运行方式的灵活性;再运用数学等效变换技巧,将模型非线性项等效转换为线性模型,易于求解。仿真计算表明,所提模型能准确、灵活、经济地安排核电调峰安全出力,可降低约5%额定功率的调峰深度以及约18%的调峰成本,模型的有效性得以验证。     

基于N-1预想模型的断面监视及辅助调控研究

电网断面是影响电网运行安全性、可靠性和稳定性的重要因素.本研究主要从断面识别技术出发,构建基于N-1预想模型的断面监视及辅助调控系统,利用SCADA平台和D5000系统,实现断面数据的遥测采集、实时监测、自动发现和辅助调控,达到电网潮流的有效控制,从根本上提升电网运行的安全效益和经济效益.     

计及循环寿命和运营策略的风电汇集区域储能电站优化配置

风电汇集区域建设储能电站可在保证整个区域一次调频能力的同时提高经济性。针对风电汇集区域建设储能电站提出一种基于运营策略的储能容量配置方法。储能电站采用独立运营机制,在保证区域一次调频容量的前提下参与电力市场交易,实现储能利用率、效益最大化。提出储能电站运营配置协同优化双层模型,外层以全生命周期投资回报率最大为目标进行储能配置,内层计及储能循环寿命以日运行期望利润最大为目标优化运营策略,内外层联合优化达到综合最优,从而得出储能配置结果。提出一种改进麻雀搜索算法提高收敛速度,对双层配置模型进行求解。通过算例验证了所提方法能够在确保区域具备一次调频能力的同时提高储能的经济性。     

多端电压源型直流输电系统的控制策略

以提高多端电压源型直流输电系统的运行可靠性为目的,提出了基于直流电压 — 有功功率调节特性的多端直流输电系统控制策略。在系统负荷发生突变或任一换流站故障退出后,所有具备功率调节能力的换流站根据给定的调制方式在一定程度上分担系统功率的缺额,这样既维持了系统内的功率平衡,又避免了单个换流站承担功率过大的情况。最后通过数字仿真验证了所提出的控制策略设计的正确性和可行性。     

分时电价下多年调节水库年末消落水位研究

本文提出了多年调节水库在考虑丰枯分时上网电价条件下 ,如何确定年末消落水位的方法。通过四川省南桠河梯级水电站的优化调度研究表明 ,分时上网电价政策下年末消落水位对多年调节水库的运用调度产生很大影响。考虑丰枯分时电价的多年调节水库水电站长期优化调度模型可以确定出一个较优的年末消落水位 ,使水电站可靠出力提高 ,发电收益最大。该方法对分时上网电价政策下多年调节水库的调度运用具有推广应用价值。     

电力通信网电源风险评估系统的设计与实现

在电力通信网的构成要素中,电源系统是保障其正常运行的必要条件,其安全事件直接影响到电力通信网的系统安全,开展电力通信电源系统的风险评估工作具有重大意义。文章通过对青海省电力通信电源设备进行调查,建立起完备的指标体系,采用层次分析法规划指标重要度,提出并设计了电力通信电源风险评估系统。通过对资产重要度及面临的威胁进行分析,估计威胁可能造成的不良影响,并根据最后得出的评估结果给出维护和检修建议,可作为确定安全防范措施的依据。