基于自适应粒子群算法的负荷最优分配

在传统经济负荷分配模型的基础上,结合节能调度的宗旨,建立了综合考虑系统有功网损最小和机组发电耗煤量最小的多目标负荷分配模型,该模型能对系统进行整体节能优化.引入了自适应权重和因子的概念,采用了一种用于多目标负荷最优分配的自适应粒子群算法,并对IEEE 57节点系统进行了仿真计算.结果表明,该方法能降低系统网损和减少机组煤耗,从而有效地节约能源,同时满足系统的安全约束.     

基于改进直流潮流的内嵌网损经济调度

新能源的大规模接入使得精细考虑网损对电力系统调度更为重要.介绍了一种改进直流潮流计算方法,比较了其与传统直流潮流计算的优劣性,并提出了基于改进直流潮流的内嵌网损经济调度模型,在保留直流潮流收敛优势的同时,其精确度得到了很大提升.最终对IEEE30、IEEE118等节点系统进行测试,验证了该经济调度模型的精确性和收敛性.     

求解安全约束机组组合问题的混合整数规划算法性能分析

安全约束机组组合(SCUC)是当前国外电力生产和调度中应用的先进优化软件.简要介绍了SCUC的发展背景,给出了SCUC的完整数学模型和优化算法.基于混合整数规划算法开发了SCUC优化程序.以IEEE RTS标准系统进行500台机组系统和中国某省级实际电网(161台机组,109个安全断面)的分析计算,结果验证了该算法和程序的有效性和实用性.     

考虑SVC和储能接入电网的多目标协同经济调度

针对风电并网引起的电网功率波动和安全运行问题,提出一种考虑SVC和储能的多目标协同经济调度优化方法。以典型日运行为例,建立了以系统综合运行成本、电压偏差和系统网损最小为目标函数的经济调度多目标优化模型,在优化过程中对经济调度和无功优化模型的目标进行协同迭代,获取兼顾电网经济性和安全性的最优解,并将结果与利用权重系数法获得的Pareto前沿面进行对比分析,通过对IEEE RTS-24节点系统进行仿真分析,验证其算法的合理性和可行性。     

SCUC／SCED问题分析

安全约束机组组合（SCUC）与安全约束经济调度（SCED）同时考虑电力系统运行的安全性和经济性,在国外受到广泛关注．基于现代混合整数规划（MIP）算法的SCUC近几年得到实际应用和快速发展,文中对SCUC／SCED研究的最新进展进行了综述。概述了SCUC问题的优化模型和算法的研究状况,分类介绍了基于MIP算法的SCUC研究进展．并分析和评述了主要方法、原理及其优缺点,进一步提出我国开展SCUC／SCED研究急待解决的问题。     

计及光伏发电的电动汽车充电优化调度研究

考虑到光伏电源间歇性负荷的接入和大规模电动汽车的无序充电给配电系统带来的不利影响,针对电动汽车充放电以及光伏发电机组有功经济调度优化策略展开研究。首先构建了综合考虑发电成本、配网峰谷差和网损的两阶段协同优化调度模型,并从机组开停机约束和节点优化方面对模型进行了改进,然后采用基于细菌趋化改进的粒子群算法对模型进行求解,实现电动汽车最优充电。最后采用IEEE33节点系统验证了所提出的双层优化调度模型的有效性。     

基于等综合煤耗微增率的火电机组节能发电调度算法

节能发电调度(energy-saving generation dispatching,ESGD)是我国调度体系的发展方向。ESGD优化问题需综合考虑发电煤耗和网损,然而随着现代电网规模的扩大,该优化问题计算也越来越复杂。综合考虑发电煤耗与网损对系统能耗的影响,提出了机组综合煤耗微增率,并基于此提出火电机组ESGD最优性判定条件,采用该条件,可以简易判断出当前机组出力分配是否达到ESGD最优解;提出了ESGD优化算法,该方法可将等煤耗微增率原则与最优潮流结合,有效处理约束条件并降低系统煤耗,同时使得计算量具有较强伸缩性。采用IEEE118节点系统中的10台机组进行验证,结果显示,利用等综合煤耗微增率原则,在满足约束条件的前提下,系统总煤耗率及网损均有降低,符合节能发电调度要求。     

基于改进粒子群算法的火电机组经济优化调度

为了提高火电机组运行的经济性,以火电机组运行成本最小为目标函数,综合考虑火电机组运行过程中的 各项约束,利用收缩因子对粒子群算法进行改进,建立基于改进粒子群算法的火电机组经济优化调度模型,并采用 IEEE30节点系统进行算例分析,结果表明采用IPSO算法优化的火电机组最小运行成本为24.13万元,IPSO算法在 迭代次数和收敛精度上均优于PSO算法,验证了模型的正确性和实用性.     

考虑光伏不确定性的安全约束机组组合

基于区间估计理论,提出一种求解考虑光伏出力不确定性的安全约束机组组合(SCUC)方法。对于系统预测误差的不确定性模型,允许所做决策在一定程度上不满足模型约束条件,采用置信度控制不满足约束的风险,并考虑不确定性的极限情况。利用Benders分解算法,将不确定SCUC模型分解为无SCUC和考虑SCUC的线路潮流检测问题,形成适合于混合整数规划问题的主问题和子问题求解的计算方法 ,从经济性和安全性角度实现对考虑光伏不确定性的SCUC问题的优化。以光伏并网的WSCC 9节点、3机组系统为研究对象,在MATLAB编程环境中调用优化软件包CPLEX对混合整数规划问题模型进行求解,结果表明该方法可以简单、高效地解决含光伏及负荷预测误差不确定性的SCUC问题。     

考虑网损的配电节点电价模型及迭代计算方法

在分布式电源装机容量快速增长的背景下，建立本地电力市场可促进分布式机组出力的消纳和配电网的优化运行。文章提出了适用于本地市场竞价出清的配电节点电价（distribution locational marginal pricing，DLMP）模型，将其分解为有功价格分量、无功价格分量、网损价格分量、电压支撑价格分量以及阻塞价格分量，可量化各分量对节点电价的贡献。同时采用迭代算法对该模型进行求解，通过市场出清模型与交流潮流的迭代计算克服线性化节点电价模型对预设网损因子的依赖。通过对IEEE 33节点配电系统的仿真分析，验证了所提模型的有效性和所提算法的准确性。     

基于SCUC的可入网混合电动汽车优化调度方法

在可入网混合电动汽车(PHEV)有望规模化应用的背景下,以传统的计及安全约束的机组最优组合(SCUC)问题为基础,发展了能够容纳PHEV的电力系统优化调度数学模型。所发展的模型以保证系统安全运行为前提,兼顾了PHEV车主的经济效益与发电的碳排放成本。利用PHEV作为可移动电量储存单元的特性,将模型解耦为机组最优组合与计及交流潮流约束的充/放电计划优化2个子模型。应用混合整数规划方法和牛顿—拉夫逊潮流算法迭代求解优化问题,可以同时获取日前机组调度计划和各时段的PHEV最优接纳容量及充/放电计划等结果。最后,以6节点和IEEE 118节点2个系统为例,验证了所构建模型的正确性和有效性。     

考虑风电机组无功特性的安全约束机组组合方法

随着风能的广泛使用,安排发电计划时更多的风电机组将会被引入,这对传统的机组组合提出了新要求。风电出力具有很强的波动性,将风电出力按一个区间放入原模型中更显合理。另外,异步风电机组的结构与普通火电机组不同,异步电机发电的同时要吸收一定的无功功率,因此模型用交流潮流约束更合理。由此建立的是一个非线性混合整数问题模型,为了提高计算效率,将问题分解为2层优化子问题,第1层为无网络约束的机组组合问题,第2层为以网损最小为目标函数的交流网络约束最优潮流问题,对于最优潮流算完后仍有电压或线路潮流越限的,将形成一些新的约束返回原问题。考虑到普通异步风电机组的大量使用,在处理约束问题时对风电机组采用无功功率—电压模型,避免出现无功不足而导致电压越限。以添加了风电机组的IEEE 57节点测试系统为算例,验证了该方法的可行性。     

Disco Operation Considering DG Units and Their Goodness Factors

This paper presents a new paradigm for distribution system operation in the presence of distributed generation (DG) sources taking into consideration the goodness factor of the DG units. The proposed concept of goodness factor of DG units is based on the computation of the incremental contribution of a DG unit to distribution system losses. The incremental contributions of a DG unit to active and reactive power losses in the distribution system are termed as the active/reactive incremental loss indices (ILI). The goodness factors are integrated directly into the distribution system operations model, which is based on an optimal power flow (OPF) framework. This model seeks to minimize the distribution company's (disco's) energy costs in the short term taking into account the contribution (goodness factor) of each DG unit. Two scenarios are considered in the paper: the first scenario considers the disco to be the owner of the DG units and hence is responsible for their scheduling and dispatch, and the second scenario considers the DG units to be investor-owned. The analysis was carried out considering an 18-bus distribution network extracted from the well-known IEEE 30-bus system and a 69-bus distribution system.     

基于拟牛顿法的配电网络潮流计算

以牛顿法为基础,提出了一种拟牛顿法的逆布雷顿秩1的方法来计算配电网络的潮流,该方法减少了每步迭代的计算量和计算时间。与经典的保留二阶项配电网络潮流算法相比,拟牛顿法计算速度快,且能很快收敛,IEEE33节点、145节点的配电系统算例,验证了所提方法的有效性。     

基于线性化潮流的安全约束机组组合方法

在安全约束机组组合(security-constrained unit commitment, SCUC)问题中,通常需要考虑N-1条件下的网络安全约束。由于支路开断分布系数(line outage distribution factor, LODF)良好的计算效率,学者常将其应用于N-1故障分析中。但是利用LODF并不能计算故障后的电压与无功分布。因此文中基于一种线性化潮流模型推导了与其对应的改进支路开断分布系数,并将该系数应用于SCUC中。算例结果表明,所提出的模型较传统基于LODF的模型能提供更加安全的发电计划。而对于绝大多数(95%以上)的N-1故障,得到的发电计划能在使用交流潮流进行安全校验时保证可行性。     

具有指数收敛速度的电力系统全分布式潮流算法

为了满足互联电力系统潮流计算对数据隐私的需求,提出了一种全分布式潮流算法。该方法由内环迭代与外环迭代组成,外环迭代基于牛顿-拉夫逊法计算雅可比矩阵,内环迭代采用全分布式算法在互联电网各分区分别求解各自的潮流修正方程。该方法不需要协调层对分布式计算进行分解协调,各分区仅需要与邻居分区交换潮流方程修正量的信息,外环迭代收敛特性与全局潮流相同,内环迭代保证收敛且具有指数收敛速度。通过IEEE39节点和118节点算例的测试表明,该方法具有较高的收敛性,适合于没有协调层的分布式潮流计算。     

考虑N-1故障的安全约束机组组合模型及约束削减方法

考虑N-1故障的安全约束机组组合问题规模庞大,对其进行数值求解十分困难.为此,基于直流潮流和线路开断分布因子,建立混合整数线性规划模型并提出约束削减方法.约束削减方法包括两步:根据并联支路潮流之间的关系选出需要监视的支路,以减少并联支路的安全约束;推导故障态潮流的上界,将其与故障态支路容量进行比较,以消除冗余的故障态安全约束.该约束削减方法可以在不改变最优解的前提下,大幅缩减安全约束机组组合问题的规模以及求解时间.IEEE 30和IEEE 118节点测试系统的仿真分析结果验证了所提模型及约束削减方法的有效性.     

基于一种不可行内点法的电力系统无功优化

在应用内点法进行线性规划时,尚不能保证它的全面收敛性。提出了一种新的算法来求解无功线性优化问题。利用潮流雅可比矩阵直接变换求取灵敏度系数,建立无功优化线性规划模型,同时采用一种不可行内点算法来直接求解该问题。IEEE 14节点、30节点、57节点系统的计算结果表明,该算法能有效求解无功优化线性规划问题,同时在初始点的选择上不要求从内点启动,迭代收敛次数稳定,对计算系统的规模不敏感。     

多端直流架构的交直流混合配电网三相不平衡潮流计算

在配电网向交直流混合供电的方向发展的新形势下,提出一种能够计及交流三相不平衡的交直流配电网潮流计算方法。首先建立了电压源型换流器的三相稳态潮流模型,推导了换流器的三相潮流以及直流配电网潮流计算方程,并对不平衡系统进行了补偿。考虑了不同的控制方式及适用于配电网的多端直流控制策略,在此基础上,提出了适合配电网的三相不平衡交直流交替迭代潮流计算方法,该方法采用了模块化思想,不需要全局迭代,可以从交、直流侧任意方向开始潮流计算,自动修正越限变量并调用控制策略,实现了交直流潮流计算的解耦。最后,对修改的IEEE 37节点配电系统进行仿真计算,仿真结果证明了算法的有效性、快速性和准确性。     

计及分时电价的电缆配电网多时段二阶段有功与无功协调快速鲁棒优化调度方法

同时计及分时电价、经逆变器接入配电网的分布式电源有功与无功调节能力、调节设备动作代价及电缆对地分布电容电流,以购电与调节设备动作总费用最小为目标函数,考虑运行约束,基于支路潮流方程构建电缆配电网有功、无功多时段二阶段混合整数二阶锥鲁棒优化模型,并提出一种基于割平面的主、次问题交替迭代求解方法。不同于现有列与约束生成算法,利用所提方法求解主问题时无需增加新的变量与约束条件,利用所提方法求解次问题时只需针对每个时段进行求解,极大降低了求解复杂度与所需计算机内存。4节点、IEEE 33节点与P&G 69节点配电网算例仿真结果验证了所提方法的性能。