基于网损等值负荷模型的直流潮流迭代算法

为提高直流潮流计算精度,研究了标准直流潮流模型中由于忽略支路电阻而带来的有功平衡问题,给出了按比例调整出力或负荷、引入网损等值负荷模型这2种有功平衡方法。为了使网损等值负荷模型的应用不依赖于交流潮流的收敛性,重点提出一种改进的直流潮流算法,该算法通过网损迭代得到等值负荷的大小,且保留了标准直流潮流求解的便利性和快速性。实际电网算例的计算结果表明,提出的改进直流潮流算法与标准直流潮流算法相比,计算结果的精度大幅提高,在交流潮流不收敛的情况下,可作为一种有效的近似潮流计算方法。     

交直流迭代法求解含网损节点边际电价

直流最优潮流计算节点边际电价的方法已经很成熟，但由于其对电力系统进行简化计算，因此，优化结果与实际运行情况不符。采用交流最优潮流计算节点边际电价，目前工程实用化并不广泛。为此，提出交直流迭代求解含网损节点边际电价。该方法采用直流最优潮流模型进行有功经济功率分配，采用交流模型计算精确潮流和网损。两者交互迭代，直到收敛后采用转置雅可比矩阵法计算网损微增率，结合直流最优潮流得到的节点边际电价计算含网损的节点边际电价。通过IEEE14节点和IEEE118节点算例验证了所提出的方法的可行性，并分析了参考节点对该方法的影响。算例计算结果表明该方法经济意义和物理含义明确。计算简单，适合工程应用。     

基于简化预测—校正内点法的拟直流最优潮流

在大规模电力系统最优潮流的在线计算应用中,传统直流最优潮流算法虽然有着很高的计算效率,但是由于其完全忽略了电压和无功功率的影响,计算结果精度偏低。文中通过引入无功功率来修正有功功率平衡方程,提出了基于拟直流模型的最优潮流算法。为进一步提高计算效率,提出了一种简化预测—校正内点算法,该算法通过对最优潮流模型中不等式约束进行简化处理,形成只含上限约束的广义不等式约束,大大简化了程序的编写。通过对IEEE 30,118,300节点系统以及Polish 2 736,3 120节点系统的仿真测试,验证了算法的可行性和有效性。     

计及电压与无功功率的直流潮流算法

直流潮流算法在电力系统中应用广泛,但目前的直流潮流算法大多无法准确计算节点电压幅值和支路无功潮流。因此,文中基于经典直流潮流算法,考虑无功功率方程,提出了一种计及电压与无功功率的直流潮流算法,可在保留直流潮流算法线性与快速性的前提下,实现节点电压幅值与无功潮流的近似求解。对IEEE 118节点系统、Polish 3012节点系统和国内实际大系统的仿真验证表明,所提出的改进直流潮算法能够精确、快速地求解系统中的节点电压幅值与无功潮流。     

电力系统线性化动态最优潮流模型

电力系统在线经济运行计算亟需可快速获取完整调度信息的线性化动态最优潮流模型。基于系统关联矩阵将节点功率平衡方程解耦为线路功率流和损耗流两部分,对损耗流部分进行等价代换,并消去方程中的三角函数项,采用泰勒级数法对残存的非线性项进行线性化处理,建立起可以同时求解电压幅值和线路无功功率的线性化动态最优潮流模型。基于简化原对偶内点法对所建模型进行求解,在迭代过程中不断更新泰勒级数法所需的基准点信息,以提高模型的计算精度。IEEE 30节点、IEEE 118节点、IEEE 300节点以及某市117节点等值系统的算例测试表明,所建线性化模型能在获取更完备调度信息的同时仍具有较高的计算精度和求解效率。     

电力系统半线性与全线性最优潮流模型

大电网运行分析亟需可快速获取完整调度信息的线性化最优潮流模型,但传统热启动类线性化模型的计算精度受操作环境的影响较大。基于此,对电压幅值和相角进行解耦,通过泰勒级数展开的方式对功率平衡方程进行不同程度的线性化处理,从而得到同时考虑电压幅值和无功功率的一种半线性化模型和一种全线性化模型。针对半线性化模型,通过改良网损等值负荷的求解方式,提出一种基于改进网损等值负荷的直流最优潮流模型为其提供良好的操作点;对于全线性化模型,采用迭代更新操作点的方式消除其对操作环境的依赖性。算例分析结果表明,所提3种线性化模型计算精度高,求解效率快。     

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.     

含大规模风电场的电力系统线性化最优潮流计算

考虑随机因素的最优潮流(optimal power flow,OPF)计算属于非线性计算,随着系统规模增大,计算难度大大增加,计算效率低,难以满足电力系统在线计算分析要求。针对含大规模风电场的电力系统,首先利用近似简化方法对传统考虑风电不确定性的最优潮流模型进行线性化处理,同时利用拉丁超立方采样进行风电场景生成,基于场景削减技术获得概率测度较大的少数风电场景;然后建立一种新的考虑风电不确定性的线性化最优潮流模型;最后利用简化内点法进行求解。IEEE 300节点、Polish 2 736节点系统的计算结果表明,考虑风电不确定性的线性化最优潮流精度高、计算时间短、适用性强。     

基于无迹变换的含大规模风电场电力系统概率最优潮流计算

提出了一种基于无迹变换(UT)技术求解大规模风电场并网的电力系统概率最优潮流(POPF)的计算方法。利用UT技术将POPF问题转化为少量样本点的确定性最优潮流问题,然后采用现代内点法加以求解。考虑了风电场出力的随机性和节点负荷功率的不确定性,讨论了不同风电接入水平下利用该方法计算POPF模型中变量的概率特征参数的计算精度。IEEE 30节点、IEEE 57节点、IEEE 118节点标准系统和一个实际系统S-1047的计算结果表明,与蒙特卡洛方法相比,基于UT技术的POPF计算方法在保持误差很小的同时,计算效率可提高数十倍,且容易实现、易于处理随机变量相关性,为POPF问题的有效求解和应用提供了工具。     

基于改进Tabu搜索算法的含分布式电源配电网最优潮流

针对含分布式电源的配电网络,建立了发电费用最小、污染物处理费用最小和系统有功网损最小等三种目标函数的最优潮流模型。采用前推回代法进行含分布式电源的配电网络潮流计算,利用改进的Tabu搜索算法求解最优潮流。在搜索过程中,引入了自适应步长来提高解的精度。通过对IEEE33节点算例系统进行求解,验证了所建立的模型和算法的正确性。研究表明对接入分布式电源的配电网潮流进行最优控制能够实现降低成本、网损和环境污染的目的。     

DCOPF-Based LMP Simulation: Algorithm, Comparison With ACOPF, and Sensitivity

The locational marginal pricing (LMP) methodology has become the dominant approach in power markets. Moreover, the dc optimal power flow (DCOPF) model has been applied in the power industry to calculate locational marginal prices (LMPs), especially in market simulation and planning owing to its robustness and speed. In this paper, first, an iterative DCOPF-based algorithm is presented with the fictitious nodal demand (FND) model to calculate LMP. The algorithm has three features: the iterative approach is employed to address the nonlinear marginal loss; FND is proposed to eliminate the large mismatch at the reference bus if FND is not applied; and an offset of system loss in the energy balance equation is proved to be necessary because the net injection multiplied by marginal delivery factors creates doubled system loss. Second, the algorithm is compared with ACOPF algorithm for accuracy of LMP results at various load levels using the PJM 5-bus system. It is clearly shown that the FND algorithm is a good estimate of the LMP calculated from the ACOPF algorithm and outperforms the lossless DCOPF algorithm. Third, the DCOPF-based algorithm is employed to analyze the sensitivity of LMP with respect to the system load. The infinite sensitivity or step change in LMP is also discussed.     

含统一潮流控制器的拟线性化动态最优潮流

统一潮流控制器(UPFC)具有强大的潮流控制能力,但是目前工程中的控制策略仅停留在控制站层面;含UPFC的动态最优潮流计算可以有效提高电网的安全性和经济性,但是其计算效率低、收敛性差,难以满足电网实时性要求。基于此,通过解耦、代换、热启动和迭代更新4个步骤,提出对初值不敏感的线性化动态最优潮流模型,并研究拟线性化的UPFC模型,最终建立含UPFC的拟线性化动态最优潮流模型。基于等值原理,从地区电网数据中提取南京西环网117节点等值系统,采用简化原对偶内点法对其进行求解测试,算例结果表明所建模型具有较高的计算效率和计算精度。     

电力系统临界电压崩溃潮流的柔性节点算法

针对电力系统电压崩溃问题,该文在负荷临界电压崩溃特性分析基础上,讨论功率型负荷的电力系统临界电压崩溃的潮流计算方法.提出利用交流电路临界电压崩溃的特性,规避崩溃支路,设置等值的柔性节点及柔性等式约束条件处理等措施,构成电力系统负荷临界电压崩溃的柔性节点潮流算法,为大型电力系统工作域的边界分析提供定量计算方法.IEEE5节点算例表明,所提算法是正确有效的.     

Differential search algorithm for solving multi-objective optimal power flow problem

In this paper, a simple and efficient nature inspired search method based on differential search algorithm (DSA) has been presented and used for optimal power flow (OPF) problem in power systems. By using the proposed DSA method, the power system parameters such as real power generations, bus voltages, load tap changer ratios and shunt capacitance values are optimized for the certain objective functions. Different types of single-objective and multi-objective functions on IEEE 9-bus, IEEE 30-bus and IEEE 57-bus power systems are used to test and verify the efficiency of the proposed DSA method. By comparing with several optimization methods, the results obtained by using the proposed DSA method are presented in detail. The results achieved in this work illustrate that the DSA method can successfully be used to solve the non-linear and non-convex problems related to power systems.     

基于电力系统碳排放流理论的碳排放分摊模型研究

提出一种电力系统碳排放产权界定分配的模型。分摊模型以电力系统碳排放结构分解为切入点,借鉴负荷分析理论将电力系统碳排放以其所对应的电能用途分成了综合用电负荷碳排放、网损碳排放、厂用电碳排放等3部分。确定结构成分并与电力系统碳排放流的计算指标对应后,计算得到系统中各碳排放流成分分布;运用潮流追踪对系统网损引起的碳排放进行分配定量,最后得到系统实时碳排放的产权分配结果。在对IEEE14标准节点进行算例分析后,其结果证明了本文所述模型的可行性与正确性。     

基于黎曼积分的连续最优潮流模型

在实际电力系统中,负荷在多种因素的综合影响下时刻变化着,一般将其看成是一个连续变化的函数,且目前智能电网的发展使连续时间的数据获取和发电机控制成为可能,所以对连续时间的负荷调度迫在眉睫。但是原先的静态、动态最优潮流仅能考虑离散函数的优化,其经济性和安全性受到了一定的局限。文中应用黎曼积分的思想对最优潮流进行拓展,考虑变量在时间上的连续性,从而建立基于黎曼积分的连续最优潮流模型。基于此理论对IEEE 5节点系统进行仿真,验证了此模型的准确性和实用性。最终结果表明了该模型能够解得一段连续时间内满足所有约束的连续调度时间方案,且发电机出力能很好地跟随负荷波动。     

Stochastic optimal power flow incorporating offshore wind farm and electric vehicles

In this paper, an optimal power flow model of a power system, which includes an offshore wind farm and plug-in electric vehicles (PEVs) connected to grid, is presented. The stochastic nature of wind power and the uncertainties in the EV owner’s behavior are suitably modelled by statistical models available in recent literatures. The offshore wind farms are assumed to be composed of doubly fed induction generators (DFIGs) having reactive power control capability and are connected to offshore grid by HVDC link. In order to obtain the optimal active power schedules of different energy sources, an optimization problem is solved by applying recently introduced Gbest guided artificial bee colony algorithm (GABC). The accuracy of proposed approach has been tested by implementing AC–DC optimal power flow on modified IEEE 5-bus, IEEE 9-bus, and IEEE 39-bus systems. The results obtained by GABC algorithm are compared with the results available in literatures. This paper also includes AC–DC optimal power flow model, implemented on modified IEEE-30 bus test system by including wind farm power and V2G source. It has been shown that the uncertainty associated with availability of power from wind farm and PEVs affects the overall cost of operation of system.