从NP-Hard到多项式时间算法的大规模机组组合近似线性规划:双重凸包模型

机组组合优化是电力系统经济运行的核心模型之一,通常以成本最小为目标函数,满足电力系统运行的物理约束和安全约束。从数学模型上讲,机组组合为混合整数规划问题,其本质是一个NP-hard问题。随着系统规模的增加,整数变量随之增加,其计算复杂度也会急剧增加。为了克服“维数灾”的挑战,该文基于单机组凸包理论将单机组凸包扩展到多机系统,建立考虑安全约束的大规模机组组合问题的凸包模型,即双重凸包模型。进而,设计双重凸包嵌入多机组机组组合的策略和多项式时间内的可行解构造方法,解决了机组对不同凸包的适应性问题和多机组凸包松弛性引起的最优解非0-1解问题。双重凸包模型将混合整数规划近似转化为线性规划,无需任何整数变量,实现机组组合求解复杂度从NP-hard到多项式时间的重要突破,适用于大规模电力系统机组组合模型。多个省级实际电力系统的仿真证明所提方法计算效率比纯混合整数规划提高1～2个数量级。     

考虑能量存取的自备电厂去中心化交易机制探究

传统发电权交易模式下,交易价格需要满足一定的条件才能驱动自备电厂参与新能源消纳,无法充分释放自备电厂的调峰潜力,且在中心化交易系统下,存在运维成本高、交易效率低等问题。为此,文章提出了自备电厂的能量存取服务模式,扩大新能源消纳空间,并采用去中心化交易机制提高交易效率。同时,构建了去中心化的交易撮合模型,以新能源最大化消纳和能量存取服务费用最小为目标,综合考虑电厂企业利益、机组电量空间、新能源消纳需求及电网安全等约束条件,对发电权和能量存取交易进行配比优化。算例分析表明,自备电厂通过提供能量存取服务,能够有效提升新能源的消纳量,提高市场整体的经济效益,为完善新能源消纳机制提供有益参考。     

西北省间调峰辅助服务市场机制设计与实践

长期以来,西北电网弃风、弃光问题突出,西北各省（区）的电源装机特性和用电特性具有互补互济的特点,迫切需要建设调峰辅助服务市场以消纳更多的清洁能源。重点介绍西北省间调峰辅助服务市场的设计背景、基本原则与基本理念,并针对市场品种设计机理进行深入探讨。基于“谁受益,谁承担成本”的原则,设计考虑调峰效用的费用分摊方式,在一定程度上保证市场运行的公平性。通过算例以及实践运行表明,所设计的市场机制有助于促进省间调峰资源在西北区域实现优化配置。     

基于调相机与SVC协调的抑制高压直流送端风机脱网的控制策略

在大规模风电接入的高压直流送端电网中,针对发生直流故障后送端交流电压大幅波动导致的风机连锁脱网问题,探讨了直流故障导致风机连锁脱网的内在机理,分析了调相机和静止无功补偿器(SVC)在换相失败和闭锁过程中的动态无功响应特性;在此基础上,提出一种基于换流站侧调相机与风电场侧SVC协调的抑制高压直流送端风机脱网的控制策略:在换相失败和直流闭锁的不同时期,根据送端电压变化特点,分时发挥调相机自发无功响应能力、励磁控制能力和SVC无功调节能力,以抑制暂态压降或暂态压升的幅度超过风机脱网的保护阈值.最后,通过对测试系统和实际电网的仿真,验证了所提控制策略可有效抑制直流故障后送端暂态电压变化,降低风机连锁脱网的风险.     

基于Tanimoto相似度的光伏场站送出线路纵联保护

受逆变器耐流能力及控制响应特性影响,光伏电源短路电流幅值受限、相角受控,导致比率式差动保护性能下降,光伏场站送出线路缺乏有效的主保护原理。为解决该问题,在分析光伏场站故障特征的基础上,引入Tanimoto相似度刻画光伏场站与同步系统短路电流之间的波形差异。分析了区内、区外故障时相似度系数的变化,最终构造了基于Tanimoto相似度的纵联保护新原理。仿真结果表明该方法能够正确反映区内、区外故障,适用于光伏场站弱出力场景,对高阻故障具有良好的识别能力。     

英国改进的输电过网费定价机制分析

合理的输电价格是建设电力市场的重要基础。对英国改进的输电过网费定价机制进行研究,梳理英国输电定价改革历程,总结改进前后输电定价机制的区别,对改进的模型进行分析。利用7节点和IEEE 14节点系统算例对改进的输电过网费模型进行运用,分析其引导发电机和负荷投资的有效性。相比于改进前的方法,改进的输电过网费定价方法可有效区分不同发电技术的过网费,且可以促进可再生能源的发展,可为中国输配电定价提供借鉴。     

基于K均值模式划分改进模糊聚类与BP神经网络的风力发电预测研究

为了克服模糊聚类不能反应数据内部差别的不足,提出了一种基于模式划分改进的模糊聚类与BP神经网络的风电功率预测算法。该算法首先确定最佳的模式划分数,接着将不同的风速模式下的历史风速数据进行模糊聚类以确定关联系数,并对关联系数高的历史风速数据和发电数据进行训练,然后利用BP神经网络得出风电预测功率。以新疆某地区实际风力发电数据作为仿真算例,对比分析了所提算法与未改进模糊聚类与BP神经网络在风力发电预测中的误差,结果表明所提算法克服了模糊聚类的缺点,具有更高的精度,对地区发电计划安排具有较高的价值。     

西北地区风电功率波动特性概率密度及波动统计

为了准确描述西北地区风电功率波动特性的概率密度分布及波动变化,在对西北地区风电功率数据分钟级分量进行分布拟合统计后,得出特殊t（t location-scale）分布可以描述西北地区风电功率波动特性的概率分布。将西北地区风电功率数据划分为幅值差波动和斜率波动,因CLARANS算法常用在大数据聚类划分上,故利用CLARANS算法对幅值差波动和斜率波动进行聚类划分。聚类划分后经统计表明：西北地区风电功率数据的幅值差波动具有明显的季节性特征,在6—8月最为明显;斜率波动有较为明显的空间特征,随着空间尺度的增大,缓慢波动的风力发电量占比均值由0.356降至0.267,快速波动的电量占比均值由0.183升至0.35。     

750kV隔离开关用支柱复合绝缘子关键技术研究

750 kV隔离开关设备中首次应用支柱复合绝缘子,且使用环境存在风沙大、太阳辐射强度高、日温差大等恶劣因素,对复合绝缘子的机电性能和外绝缘老化性能提出更高要求.通过绝缘结构尺寸、芯体填充、铺层结构、全套老化以及成型工艺等关键技术的研究,开发出750 kV隔离开关用支柱复合绝缘子.目前已通过权威机构认证,并成功应用于750 kV输变电工程.     

基于Matlab/Simulink的直流输电系统异常引起的发电机组失步保护动作仿真分析

某直流输电工程站间无通信情况下逆变站手动紧急停运试验时,逆变侧紧急停运后,整流站没有及时闭锁,引起整流侧交流系统振荡,导致某电厂发电机组失步保护动作于停机.基于事故期间的PMU装置采集到的发电机组机端电流、电压的幅值和相角,根据失步发电机参数进行三阻抗元件失步保护整定计算,利用Matlab/Sinmulnk成功再现了事故发生时发电机机端测量阻抗顺序穿越三阻抗元件动作区域的全过程,根据仿真结果分析了发电机失步原因,提出了合理的改进措施.