考虑风电接入的协调滚动发电计划

随着大量风电接入电网,风电接入对电力系统发电计划的影响成为一个需要研究的关键问题。文中针对风电接入电网后带来的不确定性,基于最优潮流理论和积留量法的思想,提出了在线有功调度的动态前瞻时间窗口模型,实现了在线有功调度问题在时间维度上的有效解耦。在此基础上,提出了一种能够考虑多时段间各种动态耦合约束条件的动态协调滚动发电计...     

应用于在线调度决策的极限传输容量计算方法

提出一种适用于在线调度决策的极限传输容量(TTC)计算方法,同时计算出保守和乐观发电负荷增长模式下的TTC。算法采用连续潮流(CPF)技术并考虑了系统的静态安全约束和暂态稳定约束。采用基于潮流和暂态能量函数的灵敏度技术来确定TTC计算过程中的极端发电负荷增长模式,从而得到了保守和乐观情况下的TTC结果,形成保守和乐观TTC的区间。这种TTC区间可以帮助调度员正确把握系统关键断面的安全水平;另外,保守和乐观TTC结果对应的发电负荷增长模式的差异,为调度员进行合理的调度操作提供了有益的决策信息。测试系统和实际电网的应用效果证明了该算法的有效性和实用性。     

N-1静态安全潮流约束下的输电断面有功潮流控制

运用支路开断分布系数和直流潮流分析了输电断面的N-1静态安全有功潮流约束.根据断面有功潮流与N-1状态下支路潮流的关系,提出了衡量断面潮流控制合理性的原则.研究表明,断面有功潮流与N-1状态下支路潮流的关系随系统的发电模式以及负荷模式的变化而改变,从而导致了通过控制断面潮流来满足电网的N-1静态安全约束必然趋于保守,而直接运用线路开断后的计算潮流值进行N-1静态安全潮流分析将会显著提高输电断面的功率输送能力.     

电力系统动态优化调度的两级协调方程算法

本文基于动态负荷瓶颈分析方法，研究了电力系统动态优化调度的前瞻约束问题，分析了响应能力约束的作用，在此基础上，提出了动态优化调度的两级协调方程算法。通过对不同梯阶功率增量需求全速响应和非全速响应发电单元子集合的恰当处理，使此算法的两级优化都能应用协调方程算法顺利解算。此算法对负荷曲线陡峻段落及高负荷水平上行段落和低负荷水平下行段落都能有效地进行解算，这些段落在动态优化调度上是有难度的。此算法能很好地与经典的协调方程式法接轨。     

应对风电消纳中基于安全约束的价格型需求响应优化调度建模

应对风电消纳问题,价格型需求响应通过价格信号参与电网实时调度,以保持电力供需平衡。然而,风电出力和负荷的改变,使电网潮流和节点电压面临越限风险,从而网络安全约束成为制约风电消纳的关键因素。首先基于价格弹性系数分析价格型需求响应调度成本与互动响应量之间的关系。其次,描述价格型需求响应的互动响应量静态算法,并将其作为预期分配原则之一。在此基础上,同时考虑网络安全约束和价格型需求响应互动响应满意度约束,以电网侧的价格型需求响应调度成本最小化为目标,建立实时优化调度模型,保证实时调度中电网的安全运行。应用灵敏度分析方法将网络安全约束转化为负荷节点互动响应量约束,并通过内点法求解模型。最后,以某省实际电网为例分析验证建模和求解的有效性和可行性,结果表明通过价格型需求响应消纳风电的同时可将稳定断面有功功率控制在允许范围内。     

四川电网智能调度系统的设计与实现

截止目前,四川省统一调度电厂200多家,电厂众多、情况复杂并且约束条件多,调度实时分析自动化程度不高,调峰时压力较大;并且对实时出力情况交互困难,对超短期发电出力实时调整缺乏有效手段进行算法支撑,发电出力实时调整需要综合考虑超短期负荷预测、日内用电计划、日内发电计划、联络线计划、流域水情变化及断面潮流限额。采用合理分配算法,计算出合理的电厂实时发电调令,并自动群发给满足算法要求的电厂,保证电网的发用电平衡,实现安全调度的科学执行。四川电网智能调度系统的建设,优化发电出力的实时调整,智能科学地发布调令,提高了发电出力调整的工作效率和规范性,实现发电出力实时调整工作的智能化,保障了电网安全运行。     

基于N-1静态安全约束的输电断面有功潮流控制

输电断面的有功潮流控制是电网运行中的重要预防控制手段，基于直流潮流研究了输电断面的N-1静态安全潮流约束，分析表明断面潮流是节点注入功率的线性组合。运用支路开断分布系数分析了断面潮流与N-1状志下线蹄潮流的关系，指出其随着系统发电模式以及负荷模式的变化而改变，并提出了采用各种运行方式下断面潮流与N-1状态下线路潮流的比值变化范围来衡量断面潮流控制的合理性。算例针对实际电网运行中的输电断面有功潮流控制问题，结果表明．采用断面潮流控制必然趋于保守．在电网实时运行数据非常可靠的前提下，运行监视及控制直接采用线路开断后的计算潮流值将会显著提高受N-1静态安全约束的断面输送能力，对提高区域间的功率交换能力具有重要意义。     

负荷主动响应应对特高压受端电网直流闭锁故障的探讨

特高压直流输电线路因其输电容量巨大,一旦发生闭锁故障,受端电网输入功率严重缺失,将给电网运行带来巨大冲击,目前的常规调度手段可能会切除大量负荷。频率响应负荷能够在频率偏低时快速主动减少用电或退出用电;电压响应负荷可通过母线电压的主动调整来改变负荷有功大小,帮助电网快速实现功率平衡。通过对频率响应负荷和电压响应负荷调节能力的事前评估和事中统计,并与拉限电策略的在线协调优化,可以减少事故情况下的负荷切除量。发电资源和负荷资源的统一调度可提高特高压直流故障后受端电网的频率稳定水平,仿真结果表明了发电和负荷协同调度策略的有效性。     

基于改进多目标差分进化算法的安全约束动态环境经济调度

本文提出一种改进多目标差分进化算法求解计及输电线路有功潮流约束的动态环境经济调度模型。该算法利用反向学习初始化种群以提高种群的多样性,同时采用改进的拥挤距离计算方法以改善Pareto最优解分布的均匀程度。最后,基于潮流熵指标从Pareto最优解集中提取出电网潮流分布最均衡的发电调度方案。以IEEE30节点系统为算例进行仿真分析,优化结果验证了所提发电调度方法的有效性。     

考虑高载能负荷无功特性的高载能-新能源协调调度

基于发电-用户协调的新能源-高载能直购交易模式,考虑高载能负荷的有功-无功特性,对高载能负荷进行自调度。由于冶炼类高载能负荷其每个生产周期开始时会产生有功-无功功率冲击,当高载能负荷与新能源进行协调时,在弃风弃光较严重的时刻,可能出现高载能负荷为响应弃风弃光功率而调整其生产过程,进而导致较大的冲击负荷,造成节点电压越限。文章通过考虑高载能设备有功功率与无功功率之间的耦合特性,建立了考虑负荷无功特性的高载能自调度模型,保证高载能负荷有功调度时节点电压不越限。由于考虑交流潮流的高载能负荷自调度问题是一个混合整数非线性非凸问题,文章基于高载能企业内网特点,用简化Distflow模型表示电网潮流模型,将原非线性非凸问题变为混合整数线性规划问题,从而可用现有求解器高效求解。     

考虑暂态稳定约束的联络线最大传输功率计算

由于确定电力系统联络线最大功率时要考虑其故障时对系统暂态稳定的影响,故提出了一种基于能量函数灵敏度的考虑暂态稳定约束的联络线最大传输功率计算方法。该法首先确定网络在临界或失稳情况下的能量裕度及能量裕度对各发电机有功出力的灵敏度,再用等步长法和二分法按各发电机能量裕度灵敏度的大小调整有功出力,结合时域仿真法的判稳校验求出考虑暂态稳定约束的联络线极限传输功率。该法计算简单、快速,较好的解决了考虑暂态稳定约束后计算负担过重和直接法偏于保守的问题。2个算例仿真测试证实了该法的有效性。     

考虑电压稳定的电网至少传输容量评估

考虑最恶劣情况下的网络最大传输能力,即至少输电容量,是电力市场环境下衡量输电系统电力传输能力的一个重要指标.在至少输电容量模型的基础上,考虑了电压稳定约束,提出了考虑电压稳定约束的至少输电容量双层优化决策模型,讨论了模型的性质,并给出了求解该模型的算法BiGA,该算法具有较好的鲁棒性.对IEEE 118节点系统进行了数据仿真,仿真结果表明了该模型及算法的合理性和有效性.     

考虑网络安全约束的机组组合新算法

市场机制驱使电网运行于安全极限的边缘,考虑网络安全约束的机组组合问题变得尤为重要,基于对偶原理的拉格朗日松弛法是解决这一问题的有效途径。文章提出了一种解决网络安全约束下的机组组合问题的新算法,在拉格朗日对偶分解的基础上结合变量复制技术,通过引入附加人工约束将网络约束嵌入单机子问题中,实现在机组组合中考虑网络安全约束。该算法摆脱了现有各种处理手段在解决网络安全约束的机组组合问题时将网络安全约束与机组启停相分离的不足,揭示了安全经济调度和安全约束下的机组组合在概念上的区别和联系。     

Decomposition-coordination strategy to improve power transfer capability of interconnected systems

The maximum power transfer across critical corridors or interfaces is limited by various system constraints such as thermal, voltage, and stability limits. In an open transmission access environment, these constraints would be deeply influenced by the interactions among the path flows in different control areas. In particular, small signal stability, commonly in the form of low frequency oscillations, is considered a crucial factor since it limits the power transfer capability of transmission paths in interconnected multi-area systems. Based on such considerations, the focal point of this paper will be a new approach to coordinating the path transfers across multiple control areas, giving exclusive attention to the small signal stability. The differential eigenvalue method is used to derive the damping ratio constraints for satisfying the small signal stability criteria which are linear inequality constraints expressed in terms of the control parameter. Using Bender’s decomposition, the proposed methodology is formulated as a master problem and a set of sub-problems, each associated with one area motivated by the improvement of the overall computational efficiency via parallel processing. The performance of the decomposition-coordination method is illustrated with a 68-bus system from which it might be deduced that inter-area transfer margin could be improved by reasonable rescheduling of the neighboring tie-line flows.     

基于改进多中心-校正内点法的可用输电能力计算

针对采用预测—校正内点法求解可用输电能力时可能出现的校正方向错误的缺点,提出基于改进多中心—校正内点法的可用输电能力计算方法。该方法保留了多中心—校正内点法的校正步,解决了计算过程中因校正方向错误而产生的迭代发散问题。选择以预测校正方向作为预测步的仿射方向,并通过预设逻辑判断,有选择地对预测校正过程中校正方向进行加权优化,进一步提高了计算的收敛性。通过对IEEE标准测试系统和某省电网实际系统的仿真计算,验证了该算法的可行性。     

A study on the multiswing instability region using Hopf bifurcation theory considering energy threshold

Transient stability is treated as one of the important constraints for calculating available transfer capability (ATC), especially in Japan. Therefore, to improve the time required for ATC calculation, development of high‐speed transient stability analysis is required. For this analysis, a screening method that can recognize the serious case of fault will be greatly effective to solve the problem. Many screening methods on the first swing instability are proposed these days. However, a method based on multiswing instability has not been developed and its characteristic is not understood clearly. In this paper, the relationship between the nonlinear limit cycle and the energy function of a power system is examined using the Hopf bifurcation theory. A calculation method, which gives the critical transfer capability considering multiswing instability, is proposed. © 2006 Institute of Electrical Engineers of Japan. Published by John Wiley & Sons, Inc.     

一种改进的变步长LMS自适应算法

为了得到一种抗干扰性能强、收敛速度快、稳态误差小的变步长LMS算法,本文分析了传统LMS算法、变步长LMS算法及其改进算法,并对现有变步长LMS算法进行分类归纳,在列出几种具有代表性算法的基础上,提出了一种改进的变步长LMS算法.新方法引入修正系数,通过当前和过去估计误差以及误差的时域均值来调节自适应算法的步长,具有收敛速度快,稳态误差小的优点,并且提高了LMS算法的抗干扰性能.文中最后给出了仿真结果,仿真结果与理论分析一致.     

考虑暂态稳定约束的可用传输能力计算

提出了一种考虑暂态稳定约束的可用输电能力(ATC)的计算方法。建立了在传统的静态ATC模型中加入暂态稳定约束的有效方法,并在此基础上给出了动态ATC问题的优化计算模型。同时提出了求解动态ATC问题的内点非线性规划算法。该算法不仅具有强大的处理等式约束和不等式约束的能力,而且具有良好的收敛性,能够有效求解动态ATC问题。所提出的模型与算法已在若干系统得到了验证,文中以IEEJ-WESTlO和IEEJ-WEST30系统的计算结果为例说明了该方法的有效性。     

一种线路极限传输容量的在线计算方法

提出了一种电力系统在线极限传输容量的计算模型和实用化算法。这一模型基于发电计划和短期负荷预测来定义负荷发电增长方向，全面地考虑了系统在一个预想故障集下的暂态稳定约束、静态稳定约束、电压和支路潮流等静态运行约束。文中采用了一种考虑暂态稳定约束的连续潮流算法来求解，在充分利用连续潮流可以有效地计及静态稳定和安全约束的同时，采用快速时域仿真技术来处理暂态稳定约束。对一个300节点的实际系统和50个故障组成的故障集的应用表明，文中所提模型和算法是有效实用的。     

Determination of Capacity Benefit Margin in Multiarea Power Systems Using Particle Swarm Optimization

Available transfer capability (ATC) is a key index of the remaining capability of a transmission system for future transactions. To calculate the ATC between two areas in an interconnected power system, capacity benefit margin (CBM) is one of the indexes that need to be assessed. CBM ensures security of system operation when the system faces generation deficiency in some areas. In this paper, three new methods are introduced which reflect different objectives for CBM assessment. This provides more flexibility of choices for market participants. In the proposed methods, CBM determination is formulated as an optimization problem and particle swarm optimization (PSO) method is used to solve the problem. The numerical results for modified IEEE reliability test system are presented to demonstrate the effectiveness of the proposed approaches.