一种求解可用传输容量的新方法

建立了基于最优潮流的总传输容量计算模型,推导出目标函数对某节点注入功率的灵敏度系数就是该节点上有功潮流平衡议程的Lagrangian乘子,并采用非线性互补方法求解该模型,从而获得灵敏度并计算出可用舆容光焕发量(Available Transfer Capabillty, ATC).当某节点注入功率摄动时,根据求得的灵敏度及基准ATC值就可以快速估计出新的ATC值.最后采用IEEE30节点系统验证了文中所提方法的有效性.     

基于信赖域内点法的静态ATC计算

可用传输容量(ATC)计算已成为电力市场研究的一个重要部分.将一种信赖域内点法应用到基于最优潮流(OPF)的总传输容量(TTC)计算模型中,以IEEE-39节点系统为例进行了验证计算,并就此算法的优化性能与连续二次规划法(SQP)进行了比较.     

基于小干扰稳定约束可用传输容量的计算

小的干扰能够引发电力系统发生低频机电振荡,因此小干扰稳定是限制电力传输容量的主要因素之一.文中提出了一种基于小干扰稳定约束改进二阶连续潮流可用传输容量的计算方法,通过特征值的灵敏度指标重新调度发电出力,以改善电力系统的小干扰稳定性;针对发电机或传输线达到极限是一个非线性的现象,提出改进的二阶连续潮流可传输容量的算法,利用一阶指标中的附加信息来克服其线性不好的弱点,并通过控制变量的灵敏度计算减少了二阶连续潮流的搜索范围.新英格兰10机39节点系统的计算结果表明了用该方法计算ATC的有效性和可行性.     

UPFC在静态电压稳定分析中的应用

为了更好地提高电压稳定性,在系统中安装了统一潮流控制器(UPFC),建立了静态电压稳定分析的优化数学模型,并采用等效注入功率法将UPFC嵌入电力系统。针对优化计算过程中基本粒子群算法易陷入局部最优解的缺点,采用了自适应聚焦粒子群算法,并结合连续潮流法对目标函数进行寻优计算,找到关于UPFC控制参数、发电机端电压、有载调压变压器档位以及无功补偿电容器容量的最优的控制变量组合,并求出最大静态电压稳定裕度。通过对IEEE6,IEEE30标准节点系统进行计算,验证了应用UPFC对提高静态电压稳定裕度的有效性。     

基于节点不平衡功率的电力系统输电能力分析

通过节点不平衡功率概念的引入,将电网的最大传输能力问题描述成为一个最优潮流模型,改变了过去给定负荷增长方向的假设,使得到的计算结果更有实际意义。并以梯度最优潮流算法进行求解,在处理不等式约束时采用了罚函数方法,而惩罚因子的计算是通过拉格朗日函数的对偶性质来完成的,该方法经过IEEE-30节点系统的检验证明是非常有效的。     

一种提高断面功率传输能力的无功补偿方法

为了研究局部网络间的功率传输能力,利用断面输电功率参数化连续潮流研究了断面传送功率对系统电压稳定性的影响.为了保证获得符合系统正常运行要求的无越限运行方式,提出一种旨在增加断面传输能力的最优无功补偿策略.该策略基于电力系统输电断面功率参数化而不是节点负荷参数化重新设计连续潮流算法,以此为工具给出断面传输能力裕度信息及网络弱节点信息.将连续潮流结果作为优化算法的约束,选定电压稳定弱节点为无功补偿安装节点,以节点电压越限为触发条件,应用内点法计算最小无功补偿量.仿真结果证明该无功补偿策略可以有效提升断面功率传输能力.     

用于提高输电能力的TCSC选址和定容方案

支路传输功率、节点电压等的越限是制约系统输电能力提高的重要因素,为此文章采用连续潮流模型,在临界运行点推导了输电能力对支路电抗灵敏度的数学表达式,提出根据此灵敏度排序结果确定可控串联补偿器(thyristor controlled series capacitor,TCSC)安装地点的新方法。该方法中,TCSC安装位置确定以后,将安装TCSC之前发生越界的不等式约束在其边界值处用等式形式表示出来,并设定为已知条件,将TCSC对其所要安装支路的补偿度设定为一个新的未知量,扩展常规潮流方程,以求取扩展潮流不匹配函数的最小值为目标,计算支路的最优补偿度。对IEEE30节点和IEEE118节点系统的仿真计算结果表明该文所提出的选址和定容方法是有效的。     

考虑线路故障的随机潮流

该文给出了一种考虑线路随机故障的随机潮流算法。文中将线路随机故障等效为线路端节点注入功率的扰动，将负荷波动和发电机故障都当作节点注入功率的变化，以线性化的潮流方程计算它们引起节点电压和支路功率的变化量。为减小线性化引起的误差，对系统影响较大的离散扰动以确定性潮流计算系统状态的变化。在求节点电压和支路功率分布的各阶半不变量时对连续正态分布和离散分布2部分分别计算。用Von Mises提出的方法由各阶矩求离散分布，与正态分布卷积后获得电压和支路功率的分布函数。对RTS24节点系统的算例分析了线路故障对随机潮流结果的影响。测试表明，文中的随机潮流算法和蒙特卡罗法计算结果是一致的，计算速度则要快得多。对某实际系统的测试则给出了随机潮流应用的可能性。     

基于最优潮流方法的传输容量计算研究

可用传输容量计算已成为电力市场研究的一个重要部分，而总传输容量又是可用传输容量计算的基础，该文在介绍可用传输容量计算的基本概念，计算原则的基础上，建立了基于最优潮流（OPF）的总传输容量计算模型，提出了6种区域间传输容量计算目标函数，并通过定量证明了在一定条件下这六种目标函数计算的等价性，文中通过对IEEE－30节点系统进行的仿真计算，验证了基于OFP计算总传输容量的可行性，同时也通过实例算例验证了所提出定理的正确性。     

基于线路修正传输极限和交流分布因子的ATC快速计算

根据现有在线应用线性分布因子法计算可用传输容量(ATC)的缺点,利用复数潮流考虑无功的影响,根据π型等值线路复数潮流轨迹和视在功率极限轨迹的交点得出计及无功的传输极限;根据基态雅可比矩阵,计算传输合同对节点电压的影响,再利用π型等值线路中线路潮流对两端节点电压的偏导,计算节点电压变化对线路潮流的影响;采用线路故障的节点功率注入模拟方法,得到考虑基态潮流的交流功率传输分布因子。并根据flowgate的剩余容量和分布因子计算ATC。定义flowgate为线路热极限和线路故障2种情况,分别计算基态潮流和考虑线路紧急故障情况下的区域间ATC值,并与线性分布因子法和重复潮流法(RPF)计算结果相比较。IEEE30节点系统计算结果表明,该算法快速准确,满足在线计算和分析要求。     

逐步二次规划法在约束潮流中的运用

约束潮流就是当系统的结构、参数及负荷情况给定时，通过选取控制变量，找到能够满足所有运行限制的潮流分布。文中运用最优潮流算法计算约束潮流，将有功、无功出力以及电压值作为控制变量，并使用逐步二次规划法对其进行求解。给出了有关的数学模型和计算流程，介绍了处理Maratos效应的一种的灵敏度算法。中国电科院8机22节点系统和IEEE—118节点系统的计算结果证明了使用SQP方法计算约束潮流的有效性。     

A new method for secured optimal power flow under normal and network contingencies via optimal location of TCSC

In the deregulated power industry, private power producers are increasing rapidly to meet the increase demand. The purpose of the transmission network is to pool power plants and load centers in order to supply the load at a required reliability, maximum efficiency and at lower cost. As power transfer increases, the power system becomes increasingly more difficult to operate and insecure with unscheduled power flows and higher losses. FACTS devices such as Thyristor Controlled Series Compensator (TCSC) can be very effective to power system security. Proper location of TCSC plays key role in optimal power flow solution and enhancement of system performance without violating the security of the system. This paper applied min cut algorithm to select proper location of TCSC for secured optimal power flow under normal and contingencies operating condition. Proposed method requires a two-step approach. First, the optimal location of the TCSC in the network must be ascertained by min cut algorithm and then, the optimal power flow (OPF) with TCSC under normal and contingencies operating condition is solved. The proposed method was tested and validated for locating TCSC in Six bus, IEEE 14-, IEEE-30 and IEEE-118 bus test systems. Results show that the proposed method is good to select proper location of TCSC for secured OPF.     

一种确定电力系统最优安全运行点的新方法

针对当前电力系统运行点趋于稳定边缘的现象,提出了一种确定电力系统最优安全运行点的新方法.文中考虑电压安全裕度的改进的多目标最优潮流模型在确保系统运行于理想负荷裕度的同时优化系统的综合运行成本.该方法采用连续潮流法与传统最优潮流模型确定多目标最优潮流模型的初始权重系数,然后用预测-校正原对偶内点法求解改进模型.仿真结果表明,文中提出的改进模型与基于目标规划的多目标最优潮流模型相比,不仅能有效确定系统的最优安全运行点,而且在系统运行偏离理想负荷裕度时具有二次惩罚策略,其优化目标将最终迫使系统运行点向理想负荷点靠近.     

Unit commitment taking into account reactive power

In this paper, the Voltage Magnitude Constrained OPF (VMC‐OPF) algorithm to determine the reactive power injection from compensating equipment to load bus is developed. By introducing the proposed VMC‐OPF to the real power related Unit Commitment (UC) [1], a novel daily UC method taking into account the reactive power to secure bus voltage magnitude is presented. The Transmission Access Charge (TAC) and Ancillary Services Charge (ASC) are included in the objective function for considering costs of using transmission network and supplying reactive power to maintain the voltage. Using the proposed UC, the difference between two schedules based on benefit maximization and cost minimization is also discussed. To ascertain the effectiveness of the proposed UC method, we demonstrate various simulation results for a model power system of IEEE‐118 bus system. © 2007 Wiley Periodicals, Inc. Electr Eng Jpn, 162(3): 17–26, 2008; Published online in Wiley InterScience ( www.interscience.wiley.com ). DOI 10.1002/eej.20590     

含广义统一潮流控制器(GUPFC)的最优潮流模型和算法研究

广义统一潮流控制器(GUPFC)作为比统一潮流控制器(UPFC)控制能力更强大的FACTS装置，其对最优潮流(Optimal Power Flow)的影响需要深入地研究。根据GUPFC的控制原理，基于功率注入法建立了含GUPFC的OPF数学模型，并采用基于信赖域内点法的最优潮流算法予以求解。该算法采用多步中心校正原一对偶内点法连续求解线性规划子问题，通过信赖域决定线性化步长的选取。对IEEE30和118节点系统作了数值计算，结果表明，GUPFC不仅可控制节点电压而且可控制多条线路潮流，显示出强大的控制能力，同时也说明了含GUPFC的OPF数学模型和算法的可行性和有效性。     

基于最优潮流的实时电价及其遗传算法实现

基于分布式母线的解耦最优潮流（OPF）问题推导出一种新的实时电价模型,并用遗传算法解最优潮流问题,用扩展拉格朗日乘子法把最优潮流无约化,扩展拉格朗日乘子法可以把最倨潮流问题的等式约束和不等式约束与原目标函数集成起来,并且拉格朗日乘子含有丰富的经济意义。通过它们可以把各种约束因素转化成电价分量。然后由遗传算法对拉格朗日函数进行运算,求出最优潮流问题的解,最终根据实时电价模型求出各母线处的电价。另一个重要工作就是应用潮流分解计算每个母线的注入功率在输电网络中引起的实际潮流分布,根据其实际分布来分摊网络输电固定费用。在14母线IEEE标准系统上对所提出的模型进行了测试,表明了该模型具有良好性能和实用价值。     

求解非光滑燃料费用函数的基于进化规划的机组最优潮流

提出求解具有非光滑燃料费用函数的存在爬坡率限制的最优潮流方法。针对两次、阶梯形、联合循环机组的非光滑燃料费用函数,介绍一个基于进化规划的算法。在该算法中,为避免早熟,交叉操作随后代的数目非线性变化。介绍了所提出的进化算法应用于有线路约束的IEEE30节点系统和印度62节点系统的情况。以MVA为单位的线路潮流直接采用牛顿-拉夫逊法计算。算例证明所提出的进化算法简单,对求解具有非光滑燃料费用函数的存在很多约束的最优潮流问题有效。     

TCPST allocation using optimal power flow and Genetic Algorithms

This work presents an optimization model to allocate TCPST at congested transmission systems. The problem was resolved by the Genetic Algorithms (GA) together with an optimal power flow (OPF). The proposed strategy used the GA to make the allocation of the TCPST and the OPF to obtain the load flow solution and optimal adjustments of the phase shifter’s taps. The mathematical formulation of the methodology is based on installation’s costs of the equipment and total system overload minimization. In order to diminish the search field a methodology to elect the most favorable substations to the devices allocation was considered. This methodology was tested at a 291 bus system that is equivalent, in heavy load, to the electric network of the State of Paraná in Brazil.     

电力市场环境中常规潮流与最优潮流在网损分摊中的应用

潮流计算是电力系统最重要的运算之一,为此,通过算例对BX型快速解耦潮流和最优潮流进行了分析.算例使用基于合作博弈论中的核仁理论的网损分摊方法对这两种潮流计算方法所计算的网损进行了分摊,计算结果表明,采用最优潮流计算网损优于使用常规潮流计算网损,并且基于最优潮流的网损分摊结果更易于被市场成员接受.