考虑线路开断限流的输电网双层扩展规划模型及应用

为深入研究考虑线路开断限流的输电网限流的输电网扩散规划情况,将线路开断措施引入到输电网规划中,建立了考虑线路开断限流的输电网双层扩展规划模型,上层规划以输电网全寿命周期总投资成本最小为目标,下层规划在上层规划得出的方案下以开断线路条数最小为目标,上下层交互作用,最终得出满足系统短路电流约束的规划方案,并采用遗传算法和离散粒子群算法结合的混合算法求解所建模型。最后通过Garver6节点算例验证了所提模型和算法的合理性和有效性。     

基于改进小生境遗传算法的输电网安全经济规划模型

传统输电网规划模型中的目标函数通常仅考虑系统运行经济性而忽略安全性因素及其所带来的损失,为避免此缺陷,在运用改进K-means算法进行负荷聚类并建立多级负荷模型的基础上,以包含年投资成本、运行维护成本及缺电成本的年综合成本最小为目标,建立一种考虑安全性经济性协调的输电网规划模型,将安全性效益转化为经济形式并加入到目标函数中,同时在模型约束条件中考虑N-1安全约束,从而实现电网安全性与经济性的协调。最后,利用带有精英保留策略的改进小生境遗传算法求解规划模型,确定基于安全性经济性协调下的最优规划方案。通过分析修改后的IEEE RTS79系统,验证了模型及求解算法的有效性,可为输电网安全经济规划提供参考。     

含能效电厂的计及线损率的多目标低碳电源规划

为应对电力用户所配备电气设备消耗电力较大所造成的发电资源浪费严重的情况,同时也考虑到需求侧资源在供需平衡中的潜力,因此将电力需求侧的能效电厂纳入电源规划中。该文综合考虑碳排放量最少和综合成本最小,建立计及能效电厂的多目标电源规划模型,并在约束条件中增加线损率约束,最后采用离散细菌群体趋药性算法对所建模型进行求解。通过对不同碳排放限额、不同线损率分别进行灵敏度分析,得出随着碳排放控制限额的降低,清洁能源机组投建较多,随着线损率的降低,投建的能效电厂减少的结论,通过仿真验证该文所提电源规划模型的有效性和结论的正确性。     

交直流混合配电网VSC与分布式电源三层协调规划方法研究

为了在规划中充分考虑交直流混合配电网的功率控制能力,文章考虑电压源换流器(Voltage Source Converter, VSC)与分布式电源(Distributed Generation, DG)之间的影响特性,以全社会综合效益最优为目标,建立交直流混合配电网VSC与DG三层协调规划模型:上层模型以直流改造和接入建设成本最小为目标进行VSC的选址定容;中层以DG规划成本最小为目标进行DG选址定容;下层以规划阶段整体综合运行成本最小为目标优化系统的运行状态。采用精英保留遗传算法以及二阶锥规划算法进行求解。算例结果验证了所提方法的有效性。     

基于一致性算法的农村中压配电网光储系统与通信网络协调规划

针对农村中低压配电网,光储系统和通信网络协调规划不足的问题,文章基于一致性算法,提出了一种新型的协调规划方法,并采用3层规划模型对光储系统与通信网络协调规划进行建模。该模型上层优化光储系统的位置和容量,以光储系统和通信终端的年投资成本最小为目标函数,兼顾通信线路长度和控制效果指标;中层以上层的光储安装位置为基础,优化通信网络拓扑结构,以通信线路长度最小和控制效果指标最优为目标;下层基于上层和中层的规划方案,对光储系统采用基于一致性算法的分布式控制,提出了同时考虑功率容量和能量容量的综合型一致性变量。算例仿真结果表明,所提光储系统与通信网络协调规划方法具有较好的经济性,能满足较高的运行控制指标。     

大规模风电接入输电网的源网联合规划

随着电网中风电比重的不断提高,电网有限的输电能力造成的输电阻塞和弃风现象严重制约了风电的消纳。为提高风电的消纳能力,同时考虑电源和电网规划运行,以系统建设运行成本与弃风水平最小化为目标建立源网联合规划双层模型：外层-源网规划模型主要关注长时间尺度的系统网架规划问题,以系统建设运行成本和弃风水平最小为多目标;内层-系统运行模型主要关注短时间尺度的系统运行问题,以系统运行成本最小为单目标。通过改进型非劣分类遗传算法（NSGA-II）和CPLEX联合求解,得到风电最优的接入选址和输电网最佳扩容方案。通过算例分析了不同规划场景下的优化方案,所提规划模型能够有效提高风电消纳水平,减少系统投资运行成本。     

考虑大规模区外来电接入的输电网扩展规划方法

大规模区外来电将大量可再生能源馈入到受端电网,解决了用电资源与负荷发展不平衡的问题。提出了一种考虑大规模区外来电接入受端输电网的扩展规划方法。综合考虑可再生能源出力和负荷的不确定性,以线路投资成本、运行成本、弃能成本和失负荷成本之和最小为目标,建立了计及系统运行经济性的两阶段输电网随机规划模型。引入多参数规划方法,提出采用内嵌场景削减的改进Benders分解算法,将原问题分解成投资主问题和运行子问题,通过对大规模运行场景进行削减,以确保在最优投资决策下的电网规划方案。以改进后的Garver’s 6系统与河北某网500 kV及以上的实际系统为算例,验证了所提方法的有效性。     

考虑DG与网架适应性的配网双层优化规划

为了适应高渗透率分布式发电并网及主动管理的配网发展趋势,在考虑分布式发电与网架适应性的情况下,建立了以年社会成本最小为目标的配网双层优化规划静态经济模型。上层模型是以系统年综合费用最小为目标的配网网架规划,下层模型是以年投资运行费用最小为目标的分布式电源选址定容规划。并根据各自的特点,分别采用二进制顺序编码的改进自适应单亲遗传算法和十进制顺序编码的改进粒子群算法求解。以某实际规划区域作为算例,验证所提模型的合理性和有效性     

考虑多元协同互动效应的主动配电网多目标规划方法研究

主动配电网规划时需充分计及风、光等间歇式分布式电源的不确定因素的影响,在常规负荷预测的基础上建立了接入主动配电网的风、光等间歇性分布式电源可信出力模型,并考虑负荷需求侧响应对负荷预测结果的影响,提出了考虑源-荷-储多元协同互动效应的配电网负荷预测模型。在负荷预测结果的基础上,建立了主动配电网双层多目标规划模型,上层规划为电网优化规划问题,以年网络综合费用最小为目标;下层规划模型是在上层规划所得到网架下以典型日系统运行经济性确定储能等可控资源的有功出力。通过优化求解得到主动管理模式下配电网网架规划方案及储能的选址定容方案,最终以上海某主动配电网为例验证所提规划方法的科学性和有效性。     

输配电协调的网架规划方法

为使输电网规划与配电网规划互相协调、提高电网整体供电可靠性和投资效益,提出了输配电协调的网架规划方法。在传统网架规划模型的基础上,在输电网规划模型中引入配电网转供需求约束和输电网可靠率约束;在配电网规划模型中引入输电网N-2转供需求约束和线路平均负载率约束。并采用自适应搜索离散萤火虫算法求解输配电网网架规划模型,最后以华东某地区输配电网规划作为算例进行方案对比。结果表明,所提方法可行、有效,能提高电网规划的可靠性和投资效益。     

基于猫群算法的风光储微电网电源容量优化配置研究

在风光储微电网中建立孤岛运行方式下风、光、储的容量优化配置模型,该模型以负荷缺电率作为微电网供电可靠性的约束条件,以微电网运行成本最小为目标函数.利用猫群算法对所提模型进行求解,确定出风电机组、光伏组件和蓄电池的最优容量配置方案.最后,通过算例证明了所提模型与方法的有效性.     

考虑主动配电网运行策略的分布式电源规划方法

文章充分考虑全局优化控制和自治区域离网运行的主动配电网多源协调控制策略,提出了分布式电源双层优化模型。上层优化模型以综合成本净现值最小为目标,引入了计及主动配电网离网运行能力的系统综合安全性指标为约束,以保证规划结果的安全性;下层优化模型基于上层得到的规划结果,采用全局优化控制策略决策可控单元出力,模拟主动配电网经济运行工况。文章还设计了改进的粒子群算法对双层规划模型进行求解,并通过算例仿真验证了所提模型的可行性和有效性。     

电力市场环境下分布式电源与储能协同规划

主动配电网参与电力市场将对其运行策略产生影响,进而影响配电网内分布式资源的规划。针对电力市场环境下的分布式资源规划问题,该文建立了配置主动配电网内部分布式资源的双层规划模型,其中上层模型以配电网年综合收益最大为目标,优化规划分布式资源的容量;下层模型以社会效益最大为目标,完成日前电力市场的出清。接着,通过强对偶理论和KKT条件将该双层规划模型转化为单层的均衡约束数学规划问题,并将目标函数中的双线性项线性化,进而转化为混合整数二阶锥规划模型以便于求解。最后,通过算例分析验证了该文所提模型的正确性,结果表明配电网运营商参与电力市场可提升主动配电网对分布式电源的承载力。     

考虑发电成本最低的多端柔直自适应下垂控制策略研究

针对多端柔性直流系统中的功率最优分配问题,提出了一种总发电成本最低的自适应下垂协调控制策略。建立以发电费用最低为目标函数的多端柔直经济调度模型,计及交流线路输电损耗、直流线路电压降、换流站有功调节容量等因素,并通过所提改进控制寻求模型的最优解。所设计的控制策略可在无需通信和上层调度参与的情况下,利用本地电压信号实现功率的自适应经济分配,并满足等微增率原则。最后,在PSCAD/EMTDC平台上搭建并联型四端柔直系统以验证所提控制策略的有效性。     

基于主动配电网的分布式电源规划方案研究

随着智能电网的不断发展,分布式电源逐步接入主动配电网运行,十分有必要对分布式电源进行合理规划,以保证主动配电网的运行安全性和经济性。本文基于全局优化控制策略和主动配电网独立运行多电源协调控制策略的角度,提出分布式电源双层优化模型。上层模型以主动配电网独立运行安全性指标为约束条件,以运营成本净值最小为规划目标;下层模型根据上层模型的规划结果,基于全局优化控制策略对发电单元的输出进行科学控制,来模拟主动配电网的经济运行工况;并对模型进行最优解寻取运算。通过算例分析验证本文所提出双层优化模型的有效性和科学性。     

考虑用户差异化可靠性需求的配电网规划方法

综合考虑配电网中源储荷等资源的运行响应特性和终端用户的差异化可靠性需求,提出一种基于主从博弈且满足经济性、可靠性、安全性相协调的配电网双层优化规划方法。其中,上层模型以配电网经济性最优为目标,求解分布式电源选址定容结果;下层模型以用户差异化可靠性指标最优为目标,求解各时段分布式电源和可中断负荷最优出力安排。最后,采用改进的基于混沌搜索的自适应粒子群算法求解,以IEEE-33节点系统为例对所提模型与方法的有效性进行验证。仿真结果表明,该方法能够有效满足不同类型终端用户的差异化可靠性需求。     

考虑风光互补的输储联合规划方法研究

针对可再生能源电站和输电网的联合规划问题,提出了一种考虑风光互补特性、储能系统的运行特性和输电线路规划的输电网大规模接纳风能和光能的联合规划方法,其规划目标是在大规模风光并网的前提下,使年弃风成本、年弃光成本、储能投资成本和输电线路扩建成本的总成本最小;建立提升风光接纳能力的储能配置与输电线路联合规划模型,提出风光互补程度、电源损失率和风光储混合电力系统贡献率3个指标来进行评价,并进行算例分析。仿真结果表明,所提输储联合规划方法可以有效地限制对原有网架的扩建,合适风光配比可以进一步节约电网投资和运行成本,并提高系统的稳定性和有效性。     

基于双层规划的电力生产与水资源管理耦合模型研究

火力发电作为耗能和耗水大户,对经济发展和环境保护具有重要影响,因此综合管理能源与水资源逐渐成为电力系统规划所关注的焦点。在兼顾经济因素和节水要求的前提下,采用双层规划方法对新疆巴州火电生产与水资源管理进行综合优化,其中上层模块以电力生产所需水量为目标,下层模块以电力生产管理经济成本为目标。通过对比双层和单层模型的优化结果,获得在节水降本前提下的电力生产、扩容方案、发电耗水及污染排放的最优方案。     

计及碳排放成本的输电网与风电分布鲁棒协同扩展规划

构建以风电、光伏等可再生能源为主体的新型电力系统是实现双碳目标的主要方向,但强波动性、高不确定性的大规模风电并网给输电网投资规划带来严峻挑战。为此,在考虑系统碳排放成本的基础上,以输电线路、风电场以及储能的投资成本、运行成本之和最小为优化目标,构建其协同扩展规划模型。为充分量化风电出力不确定性,以风电出力年历史数据为基础,提出数据驱动下两阶段分布鲁棒规划优化模型,第一阶段为基于最恶劣风电概率场景,优化求解综合成本最优决策结果,第二阶段为搜索风电最恶劣场景的概率分布,并采用列与约束算法对两阶段模型优化求解。算例结果表明,通过在所建拓展规划模型中引入碳排放成本,在保障系统安全稳定运行情况下,可有效提升系统对风电资源的合理消纳能力。     

基于块坐标下降法的微网群日前联合优化调度

文章顾及微网群调度中心和微电网用户两类主体,建立一类含多个并列下层双层规划结构的微网群联合优化调度模型,上层以微网群调度中心总运行成本最小为优化目标,下层以各微电网用户运行成本最低为优化目标。首先,通过增广拉格朗日松弛法将原双层规划模型松弛;用块坐标下降法将松弛问题分解为多个子问题;然后,通过基于块坐标下降-不精确嵌套乘子法的双层循环求解模型,逐次逼近原问题的全局最优解;采用由松至紧的内循环容限值,以避免内循环计算代价过大的问题。算例的验证结果表明,文章所提的基于块坐标下降-不精确嵌套乘子法的双层循环求解模型,能有效求解微网群双层优化调度模型,为此类优化调度问题提供新的并行求解模式。