基于电压稳定裕度的无功优化规划

根据稳定裕度的目标值直接求得在合理电压水平下的最佳无功补偿配置方案,选择无功补偿设备投资和系统有功网损的综合费用作为目标函数,同时考虑满足电压水平和电压稳定性2个约束条件来探讨无功优化规划的问题.电压稳定性约束采用电压稳定裕度灵敏度分析,从而避免了优化计算过程中变量和等式、不等式约束的大幅增加;优化过程中应用连续潮流法求得电压临界点和稳定裕度灵敏度,确定无功补偿地点;应用内点法求解无功优化模型,确定无功补偿容量.系统数值仿真表明:该方法简洁、实用、有效.     

考虑风电相关性的电力系统随机无功备用优化

针对目前无功备用评估方式的缺陷和以风电为代表的新能源大量接入之后节点注入功率的不确定性,提出一种新的无功备用评估方法,并在此基础上建立考虑风电相关性的随机无功备用优化模型。首先使用均匀抽样法获得服从均匀分布的样本,然后使用基于奇异值分解的Nataf变换获得含相关性的风速样本,采用蒙特卡洛法将机会约束转化为确定型约束并采用混合蛙跳算法求解。数值计算的结果验证了所提无功备用评估方法的有效性,进一步分析表明风电会恶化系统的运行环境,增加状态变量越限的概率,而所提方法可以有效提高系统的电压水平和电压稳定裕度,降低系统的运行风险,并对N-1严重故障也有一定的改善效果。     

考虑电压稳定约束的无功规划研究综述

随着电力市场进程的加快,系统运行不断逼近极限,电压稳定已成为影响系统安全的焦点问题,而合理的无功规划对保持系统电压稳定具有重要意义。首先解释了考虑电压稳定约束的无功规划基本概念,接着对目前基于静态和动态电压稳定约束的无功规划模型和求解方法进行总结与评述,提出了该领域需要深入研究的五个关键问题,强调了考虑安全性和经济性的无功规划是当前该领域的发展趋势,最后指出了建立基于动态电压稳定裕度的无功规划模型是避免系统电压崩溃的关键。     

基于XGBOOST-PSO提高受端电网电压暂态稳定的发电机无功优化方法

考虑发电机稳态输出无功对其支撑暂态电压恢复稳定能力的影响,基于机器学习研究优化发电机稳态输出无功提高电压对故障扰动保持暂态稳定能力的预防控制方法。该方法采用加权多二元表暂态稳定裕度指标量化母线暂态电压对不同预想故障扰动的综合稳定裕度,并基于指标排序确定稳定裕度薄弱母线。同时基于发电机无功调节对预想故障下各薄弱母线电压暂态稳定裕度综合作用灵敏度排序,选择作用灵敏发电机。在利用XGBoost建立根据系统稳态特征向量预测薄弱母线暂态电压稳定的分类模型基础上,以系统对预想故障扰动保持暂态电压稳定为约束、以减小发电机稳态无功调节对网损产生影响为目标,基于潮流计算寻优灵敏发电机稳态输出无功,以提高薄弱母线的暂态电压稳定性。最后采用雅湖直流接入江西电网的PSASP计算模型验证了所提方法的有效性。     

考虑电压稳定约束的无功规划研究综述

随着电力市场进程的加快,系统运行不断逼近极限,电压稳定已成为影响系统安全的焦点问题,而合理的无功规划对保持系统电压稳定具有重要意义.首先解释了考虑电压稳定约束的无功规划基本概念,接着对目前基于静态和动态电压稳定约束的无功规划模型和求解方法进行总结与评述,提出了该领域需要深入研究的五个关键问题,强调了考虑安全性和经济性的无功规划是当前该领域的发展趋势,最后指出了建立基于动态电压稳定裕度的无功规划模型是避免系统电压崩溃的关键.     

考虑最优负荷削减方向的电网多目标分层随机机会约束规划

提出了一种含机会约束的电网多目标分层随机规划模型。以最优负荷削减量和电压稳定裕度乐观值为上层优化目标、网络损耗期望值为下层优化目标。用最危险负荷增长模式计算静态最小电压稳定裕度,并提出了计算最优负荷削减方向的方法。将最优负荷削减方向作为约束条件之一,采用基于拉丁超立方抽样的蒙特卡洛模拟嵌入非支配排序遗传算法求解含机会约束的多目标分层优化模型。基于IEEE 39节点系统仿真,结果表明所提方法在保证经济性的同时,能够有效提高电网安全水平和电压稳定裕度。     

计及光伏电站随机出力的配电网无功优化

将光伏电站的无功功率作为无功优化的控制变量,研究了含光伏电站配电网无功优化问题。由于光伏电站出力的随机性,使得含光伏电站配电网各节点的电压也具有随机性,所以传统无功优化模型中对确定电压的约束已不精确。在此采用随机潮流算法,求得各节点电压的概率分布,对电压进行机会约束,以有功损耗期望值最小为目标函数,建立了含光伏电站配电网的无功优化数学模型。运用上述基于随机约束的无功优化数学模型,采用标准的粒子群算法对算例进行优化,优化结果验证了该模型与算法的准确性与有效性。     

计及静态电压稳定约束的无功优化规划

选择无功补偿设备投资和系统有功网损的综合费用作为目标函数,同时考虑满足电压水平和电压稳定性两个约束条件来探讨无功规划问题。选取用电压稳定裕度不低于某一个允许的最小稳定裕度来表示电压稳定约束。分别对正常运行工作点和电压崩溃点引入2组变量和潮流方程,从而使得电压稳定裕度可以用临界运行状态下负荷的总视在功率与正常运行状态下负荷的总视在功率之差来显式表达。该模型相对于传统无功规划模型的优势表现在能够根据稳定裕度的目标值直接求得在合理电压水平下的最佳无功补偿配置方案,但其优化模型的等式和不等式约束及变量的数目却大幅增加,使得计算量远大于传统的无功规划问题。在IEEE 14节点和118节点2个试验系统的计算表明,采用非线性原对偶内点法求解该模型时,其计算精度及收敛性都比较好。     

考虑电压稳定约束的无功优化新模型

为了提高电力系统的安全水平,有必要在无功优化中考虑静态电压稳定约束.现有模型以发电机组恒定不变的无功上下限值来确定电压稳定极限,由此可能导致无功的优化运行不满足实际发电机组的运行极限约束.建立了一种含静态电压稳定约束的无功优化新模型.其中,目标函数为正常状态的有功网损最小,约束方程包括正常状态和临界状态的潮流及其他安全约束和电压稳定裕度约束.由于采用一组基于发电机运行极限图的分段函数来准确反映发电机组的无功限制,从而克服了现有模型可能违反发电机组运行极限约束的问题.采用预测-校正原对偶内点法来求解无功优化新模型,通过IEEE30节点系统的仿真计算,验证了本文所建模型的可行性.     

计及电压稳定约束的无功优化及其策略研究

为了防止电力系统发生电压崩溃事故,在传统的无功优化中,引入电压稳定裕度指标,提出了在保证一定电压稳定裕度的基础上以系统有功网损和控制成本最小的无功优化模型,并且考虑了N-1运行方式;当裕度不满足要求时,以增强电网电压稳定裕度为主:用非线性原-对偶内点法求解,将电压稳定裕度指标直接放在约束条件中;同时为了稳定控制的需要,在约束中又考虑了发电机无功储备问题;采用十字交叉链表矩阵稀疏技术,开发了高性能的计算程序,在福建省网173节点系统试验表明,该方法是可行的、有效的,达到了预期的效果.     

计及风光不确定性的虚拟电厂多目标随机调度优化模型

为缓解风电和光伏发电不确定性对虚拟电厂稳定运行的影响,引入鲁棒随机优化理论,建立了计及不确定性和需求响应的虚拟电厂随机调度优化模型。首先,风力发电、光伏发电、燃气轮机发电,以及储能系统和需求响应集成为虚拟电厂,然后最大化虚拟电厂运营收益、最小化系统运行成本和弃能成本被作为目标函数,建立虚拟电厂调度优化模型。再应用鲁棒随机优化理论来转换光伏发电以及风力发电不确定性变量的约束条件,建立了虚拟电厂随机调度模型。最后,选择中国国电云南分布式电源示范工程为实例分析对象。分析结果显示：所提模型能够降低系统运行成本,双重鲁棒系数的引入能够为不同风险态度决策者提供灵活的虚拟电厂调度决策工具,协助应对风电和光伏发电的随机特性。储能系统能够借助自身充放电特性,替代燃气轮机发电机组为风电和光伏发电提供备用服务,促进风电和光伏发电并网。将需求响应纳入虚拟电厂能够实现发电侧与用电侧联动优化目标,平缓化用电负荷曲线,系统整体运营效益达到最佳。     

考虑高铁负荷和风光不确定性的输电网规划方法研究

为对复杂山区含高铁负荷和风光电站的输电网进行合理规划,提出了考虑高铁负荷和风光不确定性的输电网随机规划方法。首先,对具有间歇性和冲击性的高铁负荷,通过拉普拉斯混合模型结合二项分布对其进行建模。其次,针对直流随机潮流不能计及电压分布,而交流随机潮流模型较为复杂的问题,以解耦线性潮流计算为基础,提出一种基于解耦线性化的半不变量随机潮流计算方法,并基于此构建考虑电压偏差的输电网规划模型。然后,针对输电网规划求解问题中决策变量维度高、约束复杂的特性,通过自适应地动态调整进化过程中交叉、变异概率对遗传算法进行改进。最后,对某高海拔山区铁路沿线电网进行仿真研究,验证了本模型和求解算法的正确性与有效性。     

含风电场最优潮流的Wait-and-See模型与最优渐近场景分析

精确模拟风功率分布的场景,有效求解反映风电随机性的最优潮流模型,对大规模风电并网的经济调度、质量控制及安全运行均具有重要意义。引入风电随机变量,建立最优潮流的"wait-and-see"(WS-OPF)模型;采用优于其他指标的瓦瑟斯坦(Wasserstein)距离为衡量指标,形成与风功率概率分布最优近似的场景模型,生成渐近最优场景,获得潮流分布及机组最优出力等指导调度安全经济运行的重要信息。最后,以IEEE 30和IEEE 300系统为例,对比各种距离指标的模拟精度,验证Wasserstein距离的优良性;同时,与不考虑风电随机性的模型相比,WS-OPF模型能更好地模拟风功率随机特性,提供与实际发生的风功率相近的调度方案,从而合理地规避风电接入电网的风险,提高风电的消纳能力。     

基于模糊机会约束规划的水火电力系统多目标随机调度模型

针对水火电力系统运行调度中所包含的不同种类的不确定量,提出了一种基于模糊随机机会约束规划的短期水火电力系统多目标优化调度模型。将调度周期开始的水库蓄水量作为一个三角模糊量,以描述初始蓄水预测可能存在的误差。针对某些随机变量可能由于历史数据不足而存在误差的问题,用模糊随机变量替代这些随机变量,描述水火电力系统运行中的不确定性。在考虑整个系统发电煤耗最小化和污染物排放最小化的目标同时,考虑了龙头电站周期末蓄水量最大的优化目标,并引入了火电机组煤耗量与梯级水电站蓄水量目标的协调函数。按照模糊机会约束和随机机会约束的确定性等价形式,将短期水火电调度不确定模型转化为确定性模型。以一个8级梯级水电站和6台火电机组组成的水火电力系统为实例进行计算,验证了所提出的水火电力系统随机调度模型的正确性。     

促进新能源消纳的光热电站现货交易模式及竞价策略

随着光热电站建设规模的增大,光热电站发电商将具有一定的市场力,有必要研究光热电站作为定价型市场主体参与日前电能量市场的策略。建立一个随机双层优化模型,考虑风电出力的不确定,将全场景可行随机优化算法应用于投标报价问题以处理不确定性,保证在所有场景下决策的可行性。改进的IEEE 30节点测试系统及西北地区实际系统的算例结果验证了所提竞价决策方法在提高光热电站发电商获利能力和社会效益、促进新能源消纳等方面的实用性和有效性。     

风电对电力系统运行的价值分析

从电力系统运行的角度，提出了基于随机模拟技术的定量分析计算风力发电对电力系统运行的价值的方法。定性地描述了风电并网引起的电力系统运行方式的变化和由此带来的发电变动情况。根据常规火电机组的边际发电成本曲线，分析了风电价值的构成。指出了风电价值与风电场所在地风资源特性、风电机组技术参数、风电负荷在电力系统负荷中所占比例以及配合风电运行的火电机组的耗量特性有关，给出院计算风电价值和灵敏度分析的数值实例。文中的概念性分析方法也适用于复杂电力系统。     

含风电场配电网随机潮流计算及其电压安全分析

风电场的输出功率具有较为明显的随机性和波动性,传统确定性潮流计算方法不能全面分析其在并入配电网这类弱电网后对系统安全运行可能造成的影响。基于Cornish-Fisher正态分布展开及协方差矩阵转换法,提出一种考虑风电场输出功率模型特性以及系统负荷相关性的随机潮流计算方法。以浙江某地配电网为例,对风电场并网后系统电压分布进行计算,并对风电场并网位置、风电电源渗透率和风电场机组构成比例等因素对配电网系统电压安全影响作了对应分析,结果证明了该算法的有效性。     

互联系统随机生产模拟的等值有效容量法

本文利用互联电网内各系统时序负荷曲线的相互独立性，成功地将两域互联系统的电力不足概率和期望不足电量的计算，化为单系统的等值有效容量分布的计算，严格地处理了发电单元支授容量的随机特性和联络线的容量约束。为互联系统随机生产模拟开辟了一条新的途径。     

电力市场条件下的发电投资均衡

将电力市场短期发电决策和长期投资决策统一到一个模型框架中,基于样本路径依赖的开环信息结构建立了一个旨在描述自由竞争市场发电商长期行为的随机动态博弈模型,试图给出需求不确定条件下发电投资时机、类型及数量的动态均衡。模型求解应用了适合于大规模不确定性博弈问题的随机逼近算法。算例基础上的比较静态分析表明了初始发电容量大小和不确定程度变动对参与人容量扩张路径的定量影响。     

基于半不变量和Gram-Charlier级数展开法的随机潮流算法

随着新能源规模的日益扩大,新能源电站的出力往往呈现较强的相关性,在传统的随机潮流算法中对强相关性随机变量考虑较少。综合考虑风电出力的随机波动、负荷的变化、发电机的强迫停运及线路的故障等各种不确定情况,根据节点电压和支路潮流的期望值及灵敏度矩阵,计算了负荷及常规发电机、风电机组出力、各节点注入功率的各阶半不变量,由Gram-Charlier级数展开求得概率密度函数和概率分布函数。IEEE-30节点测试表明:该算法能反映大规模新能源接入下系统的不确定性,将求取随机变量和的概率密度函数的卷积运算简化为半不变量的代数运算,极大地缩短了计算时间,并具有良好的收敛性。