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.     

基于帕累托最优的配电网多目标规划

提出了一种能够反映配电网结构合理程度的可靠性指标——网络风险指数,并建立了以配电网投资费用、网络损耗和网络风险指数为目标函数,综合考虑经济性和可靠性的配电网规划模型。设计了一种基于节点关联矩阵的网络修复算法,能够对随机生成的网络中的孤岛、孤链和闭环进行检测和修复,使网络满足配电网辐射状要求。对强度帕累托进化算法进行了改进,给出了新的适应度函数,以提高算法的搜索速度和搜索能力,并利用逼近理想解排序法(TOPSIS)对帕累托前沿中的个体进行排序,筛选出最优方案。最后,对一个54节点配电网进行规划,结果表明网络风险指数与配电网的停电损失具有极强的线性相关性,其可以作为表征配电网可靠性的指标;与传统强度帕累托进化算法相比,所提改进算法具有较强的搜索能力和较快的搜索速度。     

基于帕累托改进准则的输电扩展规划

在电力工业放松管制的环境下,输电扩展规划问题将会变得更为复杂.作者引入了帕累托最优、帕累托改进和社会福利等经济学概念,试图从根本上探索市场环境下输电扩展规划所应遵循的经济准则.基于帕累托改进的准则,提出了一种输电扩展模型.该模型涉及电力市场机制和输电成本分摊方案等因素.在节点边际定价的市场机制下,提出了三个简单的输电成本分摊方案.为了展示所建模型及所提出的输电成本分摊方案的内涵和特点,对一个六节点系统算例进行了详尽的分析.     

考虑新能源类型的电力系统多目标并网优化方法

提出通过优化供应侧的新能源设备选型来应对当前电力系统双侧随机问题的新思路。针对不同类型新能源设备的成本、收益以及容量不同,给配电网带来过度投资、电压降落和网损增加等问题,建立了多目标优化数学模型。基于精英保留策略的多参数遗传算法,考虑配电系统总投资收益率、系统网损以及系统节点电压偏移量,得到新能源并网决策的帕累托最优解空间。通过规格化处理转变为单目标函数,得到整体最优并网策略。以IEEE-30节点系统为例进行模拟分析,验证了所提方法的合理有效性,为供应侧新能源设备选型提供了一定的参考。     

区域电力市场多种交易关联问题

区域电力市场中年、月、日等多种交易并存,研究多种交易市场中的竞标行为以及多种交易的关联和效率问题十分必要.文中从市场运营者和市场监管者的角度出发,旨在提供一种评价多交易电力市场的思路,通过分析报价、成交等实际交易数据,来监视市场、理解市场、发现问题.归纳了电力市场交易中主观因素、客观因素与成交结果间相互作用的基本规律,据此提出了多种交易关联的研究思路和步骤;具体推导了多种交易的市场有效性判别的充分、必要条件,介绍了分析评价市场参与者多种交易的整体竞标策略的方法;结合实例介绍了评价市场条件合理性的方法.     

地磁场极值预测及磁暴感应地电场有限元计算

基于兰州地磁台的地磁观测数据,利用基于广义帕累托分布（GPD）的超阈值模型对磁暴期间地磁场的水平分量值和分钟变化率进行拟合,并利用轮廓似然函数对地磁场重现水平进行了预测。通过对中纬度地区的5个地磁台重现值结果的综合分析,给出100年一遇和200年一遇的磁暴期间地磁场分钟变化率。利用大地电磁测深数据构建了华北地区三维电导率模型,以地磁场预测结果作为边界条件,通过有限元法得到了不同重现水平下地面电场分布情况和地电场强度范围。     

考虑电网–用户多目标的V2G模式研究

为深入研究用户参与V2G后频繁充放电对用户用车时间的约束情况及V2G的可行性,首先在分析了车辆行驶行为的基础上,构建充电负荷模型,并通过蒙特卡洛法基于统计规律计算了电动汽车在无调控状态下接入电网后的负荷情况,通过与原负荷的比对,分析了电动汽车在无调控状态下对电网的影响情况。其次依据研究现状,利用粒子群算法对电动汽车参与V2G的可行性进行了分析。最后,具体分析了电动汽车响应V2G对用户用车时间的限制性因素,提出电动汽车集群响应V2G后对电动汽车出行行为约束的数学模型,在存在博弈关系的电网调控目标及用户便利度目标之间利用维护全局的帕累托最优集搜寻最优解以平衡双侧问题,并进行了算例分析验证。为应对当前电动汽车优化调度及电力系统双侧问题提供新的理论依据。     

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。     

基于模糊支配的生物地理学优化算法及其在含风电场电力系统调度中的应用

构建了含风电场电力系统发电成本和环境影响的双目标优化调度模型,应用模糊支配将双目标函数转化为单个评价标准,提出了基于模糊支配的生物地理学优化算法并对模型进行求解.通过与使用同样支配算法的遗传算法、粒子群优化算法相比较,验证了所提算法在处理电力系统多目标优化调度问题中的可行性和优越性.算例分析表明,根据优化调度决策,在合理的穿透功率范围内,风电的并网对提高电力生产的经济性具有较明显的效果,而在改善环境效益方面不是决定性因素.     

基于停电损失计算与成本分析的配电网单元制供电网格可靠性规划

提出一种基于停电损失计算与成本分析的配电网单元制供电网格可靠性规划方法。首先对单元制网格分类,并建立起停电损失、投资成本与可靠性指标间的数学关系。其次基于帕累托优化方法,量化计算并得到单元制网格满足一定的可靠性目标前提下的投资成本、停电损失,作为网格规划的重要参考。最后结合算例分析验证了方法的有效性。     

基于广义帕累托分布模型的短期风速资料抗风设计风速计算研究

在工程抗风设计时常常面临风速资料短缺的问题,基于广义帕累托分布(generalized pareto distribution,GPD)模型,推导短期风速资料进行设计风速取值的方法,推荐适用的阈值选取原则,分析GPD模型计算短期资料设计风速的适用性.结果表明,在使用GPD模型计算短期资料的设计风速时,采用合理的阈值,可得到精度可靠的设计风速供工程设计使用.利用2年的短期观测资料进行设计风速计算时,推荐阈值按"样本均值加Δ倍的标准差"取值,Δ值的选取兼顾样本长度足够长及同时通过"K-S拟合优度检验""以λ为参数的Poisson分布检验"的最大值.在周围空旷、探测环境空旷的地区,采用推荐方法计算短期资料的设计风速时,成果更加可靠.     

用于促进新能源消纳的最低运行成本优化调度方法

针对大规模新能源消纳困难问题,建立了以新能源消纳电量最大和系统运行成本最小的多目标优化模型. 通过引入混合 NSGAIIＧMOPSO 算法,在最大程度上消纳风电和光伏发电的前提下,尽量降低火电机组一次能源消耗,从而达到降低运行成本的目的.最后通过算例对模型和算法的有效性进行验证,仿真结果表明该模型能够很好地降低运行成本,并极大地促进风电与光伏发电的消纳量.     

基于向量序优化的含分布式电源的配电网规划

分布式发电的快速发展以及用户对电能质量的要求愈发严格,为分布式电源接入下的配电网规划带来了新挑战。提出了一种基于向量序优化的配电网分布式电源规划方法。首先构建考虑电压质量和投资成本的配电网分布式电源规划模型;然后引入序优化理论与帕累托博弈方法,在电压质量与投资费用的博弈过程中对规划方案进行排序分层;最终借助线性隶属度函数在帕累托前沿中求得折衷最优解,并以Matpower Case 30节点的配电网系统为算例进行仿真验证。结果表明,文中方法可以实现电压质量和投资成本的统筹协调,能够在提升规划方案经济性的同时保证系统的电压水平。     

Pareto蚁群算法在多目标电网规划中的应用

目前国内外常把多目标问题转化为单目标问题来进行电网规划,故提出一种基于Pareto蚁群算法的多目标电网规划方法,在寻优过程中对各目标函数随机取权系数,使得各目标地位相同,解决了求取权系数的难题。直接求解多目标问题,使计算量大幅度降低,求出Pareto前沿,并以图的形式直观地显现出各目标之间的关系。最后通过18节点算例验证了该算法在多目标电网规划中的正确性。     

计及经济性和光伏消纳率的微电网多目标优化策略研究

县域微电网的发展规模不断壮大,存在着微网运营支出成本与分布式可再生能源消纳率无法同时兼优的问题,基于此建立以日运营支出成本最小和光伏消纳率最大的双目标函数,计及功率平衡、功率范围等约束,建立了微电网优化运行模型。引入多目标粒子群算法对双目标问题进行折衷求解,最后以某一工业园区的总用电负荷和光伏预测数据为例,与标准粒子群算法单一目标下的优化结果进行对比分析,验证了所提模型和算法的有效性。     

计及入网电动汽车不确定性的电网鲁棒优化调度

针对电动汽车与电网互动的不确定性,提出将鲁棒优化理论引入到含电动汽车的电网优化调度中;构建了含电动汽车的电网多目标动态鲁棒优化调度模型,考虑火电发电成本、V2G用户的经济效益及污染气体排放量的综合优化目标;设计了一种新的多目标回溯搜索优化算法,该算法通过将帕累托非劣排序操作引入回溯搜索优化算法,有效弥补了算法无法求解多目标模型的缺点.算例分析验证了所提模型和算法的有效性和实用性.     

无功优化多目标模型转换方法的等值线分析

引入地理学中等值线的概念,提出一种能够对多目标模型转换方法的转换原理及特性进行分析、比较及分类的等值线分析方法。在归纳了各类无功优化多目标模型转化方法特点的基础上,通过在目标空间绘制各种方法所对应的等值线,从几何的角度,探讨了各模型转换方法所确定的寻优方向,并参考近似帕累托最优解集,研究了各种模型转化方法中最优解的几何意义。最后根据等值线的形状及分布,对模型转换方法进行了系统的归类。     

考虑DG及负荷时序性的多目标配电网重构与DG调控综合优化规划

为解决分布式电源（distributed generation,DG）出力及负荷的时变性给实际配电网调度所造成的不利影响,使配电网的优化规划方案更加切实可行,提出了一种基于配电网重构和DG选址定容结合的多目标粒子群动态优化模型,该模型以配电网有功损耗、电压偏差及经济成本为优化目标,考虑负荷及DG出力的时变性,对配电网络重构和DG调度进行综合优化求解。通过基于随机森林模型（random forest,RF）及长短期记忆神经网络(long short-term memory,LSTM)模型的混合预测模型对配电网负荷及DG出力进行预测。采用经帕累托最优理论改进的粒子群算法得到配电网重构及DG调控的帕累托最优解集并利用模糊隶属度函数法来确定帕累托最优解集中的最佳配电网调度方案。基于IEEE 33标准测试系统设计多个算例进行仿真分析,结果表明,所提考虑负荷及DG出力时序性的配电网重构和DG调度联合优化模型可显著改善配电网络运行的经济性和稳定性。     

大用户直购电量模型研究

着眼于构建适应国家宏观调控政策的大用户直购电准入体系,使大用户直购电真正达到提高资源利用效率,促进地区经济可持续发展的目的.在大用户直购电准入标准的基础上,针对目前市场开放直购电总量一定的实际情况,应用帕累托最优分配理论,建立了大用户直购电系列模型;并应用我国某地区市区供电企业的用户信息进行测算,证明该分配模型对于产业结构调整、区域经济发展能够起到良好的促进作用.