结合轨迹灵敏度和微分进化技术的暂态稳定约束最优潮流计算

分析了求解多故障暂态稳定约束最优潮流的轨迹灵敏度法存在的问题,提出了相应的改进方案。利用轨迹灵敏度法的快速收敛特性和微分进化算法的全局搜索能力,借助用轨迹灵敏度法求解暂态稳定约束最优潮流问题过程中产生的多个逼近全局最优点的稳定和不稳定点来构成微分进化算法的初始种群,将两者结合起来构造成求解多故障TSCOPF的混合算法。在3机和10机试验系统上的计算表明,所构建的混合算法收敛性快且全局搜索能力强。     

基于轨迹灵敏度的暂态稳定约束最优潮流计算

为将暂态稳定约束最优潮流问题转化为最优潮流和暂态稳定两个子问题,根据暂态稳定计算结果求出发电机转角及转速相对于机械输入功率的轨迹灵敏度。基于轨迹灵敏度,计算出在最领先发电机和最落后发电机之间转移的有功功率,据此修改其在最优潮流模型中的有功功率上下限,从而实现两个子问题的交替求解。并且推导出准确的轨迹灵敏度及初值计算公式,利用上述公式,得更小的转移功率值,从而使功率转移后系统的优化程度更高。同时在惯性中心坐标下采用最大转角判据找出最领先机和最落后机,并以3机9节点和10机39节点系统为例,验证了该方法的可行性。     

多故障暂态稳定约束最优潮流的轨迹灵敏度法

将暂态稳定约束最优潮流(transient stability constrained optimal power flow,TSC-OPF)计算过程分解为潮流、暂态稳定及轨迹灵敏度、降阶二次规划最优潮流3个子问题的交替求解。在迭代过程中,根据潮流和暂态稳定计算得到状态变量和代数变量时变轨迹;由此判断系统的稳定性,并计算失稳时刻状态变量和初始时刻代数变量对发电机有功和无功功率的轨迹灵敏度;据此将暂态稳定约束最优潮流问题转化以发电机有功和无功功率增量为独立变量的降阶二次规划最优潮流问题;求解这个二次规划模型得到发电机有功和无功功率增量。通过这种交替求解,最终能寻找到满足暂态稳定约束的最优潮流解。以此为基础,提出了不受故障类型和模式影响的多故障处理方法。新英格兰10机39节点和UK 20机100节点系统的计算结果表明,所提方法在计算精度和速度方面具有一定优势。     

基于单机无穷大母线等值和轨迹灵敏度的暂态稳定约束最优潮流

在分析多故障暂态稳定约束最优潮流(transient stability constrained optimal power flow,TSCOPF)轨迹灵敏度法存在问题的基础上,提出基于单机无穷大母线等值和轨迹灵敏度的暂态稳定度约束最优潮流计算方法.根据单机无穷大母线等值,在暂态稳定约束最优潮流模型中引入严格的暂态稳定判据,并应用轨迹灵敏技术提高计算效率.将故障分为稳定故障、极度稳定故障、一般不稳定故障和极度不稳定故障,分别在暂念稳定约束中分别加以处理,可快速地进行放障筛选.同时,对于小稳定故障不需要寻找临界稳定轨迹,可节省大量的仿真时间.在3机、10机和20机系统上的仿真结果验证了所提出算法的有效性.     

基于2阶轨迹灵敏度的暂态稳定约束最优潮流计算

针对现有基于轨迹灵敏度技术的暂态稳定约束潮流计算中存在的问题,计算出发电机转角对控制变量的2阶轨迹灵敏度,并利用1阶和2阶轨迹灵敏度更精确地描述发电机转角与所有发电机有功和无功出力之间的2阶泰勒展开表达式。此外,根据时域仿真,将多机系统等值为单机无穷大母线系统,并根据等值系统的临界功角轨迹建立严格的暂态稳定判据。据此可建立更为合理的暂态稳定约束最优潮流模型。新英格兰10机39节点和英国20机100节点系统的仿真结果验证了该方法的准确性和有效性。     

一种基于EEAC和轨迹灵敏度的暂态稳定约束 最优潮流模型与方法

暂态稳定约束最优潮流问题是当前电力系统的研究热点之一。将该问题分解为暂态稳定评估、灵敏度分析和最优潮流等三个子问题交替迭代求解。采用EEAC法进行多预想故障的暂态稳定评估,并给出各不同稳定情况下的裕度表达式;通过轨迹灵敏度法得到稳定裕度关于控制变量的灵敏度,由此构造线性不等式约束;采用非线性原对偶内点法求解含简单稳定约束的OPF问题,并通过增加校正因子的方法避免过度调整问题,通过迭代求解使系统能够满足稳定裕度要求。该方法不仅能考虑多摆失稳问题,也能处理不同失稳模式的多故障问题。通过IEEE-39算例的仿真计算,验证了该方法的有效性。     

一种基于EEAC和轨迹灵敏度的暂态稳定约束最优潮流模型与方法

暂态稳定约束最优潮流问题是当前电力系统的研究热点之一。将该问题分解为暂态稳定评估、灵敏度分析和最优潮流等三个子问题交替迭代求解。采用EEAC法进行多预想故障的暂态稳定评估,并给出各不同稳定情况下的裕度表达式;通过轨迹灵敏度法得到稳定裕度关于控制变量的灵敏度,由此构造线性不等式约束;采用非线性原对偶内点法求解含简单稳定约束的OPF问题,并通过增加校正因子的方法避免过度调整问题,通过迭代求解使系统能够满足稳定裕度要求。该方法不仅能考虑多摆失稳问题,也能处理不同失稳模式的多故障问题。通过IEEE-39算例的仿真计算,验证了该方法的有效性。     

求解暂态稳定约束最优潮流的混合算法

借助单机无穷大母线等值建立严格稳定判据,将轨迹灵敏度和微分进化技术结合起来求解暂态稳定约束最优潮流问题。以临界稳定功角作为暂态稳定约束功角阈值,并用预测失稳时刻修正功角阈值,提高了功角阈值的准确性和优化精度。按照单机无穷大母线等值,将故障分为稳定故障、极度稳定故障、一般不稳定故障和极度不稳定故障,将极度稳定故障从暂态稳定约束中剔除,省略相应灵敏度计算。为充分发挥改进轨迹灵敏度法的快速收敛特性和微分进化算法较强的全局搜索能力,提出将两者适当结合构造求解多故障暂态稳定约束最优潮流问题的混合算法。所提微分进化种群规模和计算量大大减小;含不稳定故障规格化稳定度的评价函数值更能综合反映种子的安全经济指标。在3机和10机试验系统上验证了所提算法的高效性和实用性。     

基于改进微分进化算法的电压稳定约束最优潮流

建立了考虑静态电压稳定性的电力系统多目标最优潮流模型,该模型以同时降低火电机组的发电成本和提高系统静态电压稳定性为优化目标函数,并采用L指标来量化系统电压稳定性.针对标准微分进化算法容易陷入局部收敛的缺点,引入基于Logistic混沌映射的子代重构技术和控制参数动态调整策略对DE算法进行改进以提高全局收敛性.IEEE 30节点系统的仿真结果验证了本文所提最优潮流策略的合理性和有效性.     

基于BCU法的多故障暂态稳定约束最优潮流计算

基于稳定域边界的主导不稳定平衡点（BCU）方法,求解暂态能量裕度对发电机有功和无功出力的解析灵敏度,再将暂态能量裕度约束直接加入最优潮流模型中,建立含多故障暂态能量裕度约束的最优潮流逐次线性规划模型。通过常规潮流计算、基于BCU法的暂态稳定及暂态能量裕度灵敏度计算、基于单纯形法的线性规划算法的交替求解,获得最优解。并对BCU方法和故障模式法进行了比较,在上述的交替求解过程中,故障模式法并不能保证能求出主导不稳定平衡点,但BCU方法能够给出可靠结果。新英格兰10机39节点系统的计算结果验证了所提方法的有效性。     

Transient stability constrained optimal power flow using oppositional krill herd algorithm

Transient stability constrained optimal power flow (TSCOPF) is becoming an effective tool for many problems in power systems since it simultaneously considers economy and dynamic stability of system operations. It is increasingly important because modern power systems tend to operate closer to the stability boundaries due to the rapid increase of electricity demand and the deregulation in power sector. TSCOPF is, however, a nonlinear optimization problem with both algebraic and differential equations which is difficult to solve even for small power network. In order to solve the TSCOPF problem efficiently, a relatively new optimization technique, named as krill herd algorithm (KHA), is employed in this paper. KHA simulates the herding behavior of krill swarms in response to specific biological and environmental processes to solve multi-dimensional, linear and nonlinear problems with appreciable efficiency. To accelerate the convergence speed and to improve the simulation results, opposition based learning (OBL) is also incorporated in the basic KHA method. The simulation results, obtained by the basic KHA method and the proposed oppositional KHA (OKHA) algorithm, are compared to those obtained by using some other recently developed methods available in the literature. In this paper, case studies conducted on 10 generator New England 39-bus system and 17 generator 162-bus system indicate that the proposed OKHA approach is much more, computationally, efficient than the other reported popular state-of-the-art algorithms including the basic KHA and the proposed method is found to be a promising tool to solve the TSCOPF problem of power systems.     

Security constrained optimal power flow considering detailed generator model by a new robust differential evolution algorithm

This paper presents a new multiobjective model, including two objective functions of generation cost and voltage stability margin, for optimal power flow (OPF) problem. Moreover, the proposed OPF formulation contains a detailed generator model including active/reactive power generation limits, valve loading effects, multiple fuel options and prohibited operating zones of units. Furthermore, security constraints, including bus voltage limits and branch flow limits in both steady state and post-contingency state of credible contingencies, are also taken into account in the proposed formulation. To solve this OPF problem a novel robust differential evolution algorithm (RDEA) owning a new recombination operator is presented. The proposed RDEA has a minimum number of adjustable parameters. Besides, a new constraint handling method is also presented, which enhances the efficiency of the RDEA to search the solution space. To show the efficiency and advantages of the proposed solution method, it is applied to several test systems having complex solution spaces and compared with several of the most recently published approaches.     

计及发电机调节能力的电压稳定约束最优潮流

考虑了正常工况与重负荷工况下的系统静态安全运行约束,以及系统由正常工况转移到重负荷工况时的发电机调节能力约束,提出了一种计及电压稳定裕度的最优潮流模型.采用非线性原对偶内点法求解该模型,可以同时得到正常工况下的最优发电机出力分配,以及重负荷工况下的可行发电机出力分配.经IEEE14节点系统的仿真计算,验证了本文提出的模型与算法.     

计及发电机调节能力的电压稳定约束最优潮流

考虑了正常工况与重负荷工况下的系统静态安全运行约束,以及系统由正常工况转移到重负荷工况时的发电机调节能力约束,提出了一种计及电压稳定裕度的最优潮流模型。采用非线性原对偶内点法求解该模型,可以同时得到正常工况下的最优发电机出力分配,以及重负荷工况下的可行发电机出力分配。经IEEE14节点系统的仿真计算,验证了本文提出的模型与算法。     

电压稳定约束下最优潮流的多目标优化与决策

电压稳定约束下的最优潮流(VSCOPF)是兼顾经济性和稳定性的多目标优化问题.VSCOPF模型将降低考虑机组阀点效应的发电费用和提高系统静态电压稳定裕度同时作为目标函数,并计及了预想事故下的安全约束.提出一种包含多目标优化和多属性决策的两阶段解法.在第1阶段,采用自适应多目标差分进化来搜索VSCOPF的Pareto前沿...     

考虑DFIG桨距角参数优化的小干扰稳定约束最优潮流模型

现有小干扰稳定约束最优潮流(SC-OPF)一般选择同步发电机(SG)有功出力作为控制参数,当某些危险特征值受SG出力影响较小时,电网稳定水平改善效果有限。基于双馈感应发电机(DFIG)详细模型,推导风电系统危险特征值对控制参数灵敏度的解析表达,利用特征值灵敏度调节控制参数,从而改进现有SCOPF算法;同时优化SG有功出力和DFIG桨距角参数,以调整各自主导特征值。仿真结果表明,所提优化模型能够同时改善电网阻尼比和稳定裕度,并且减小经济损失。     

A two stage model for rotor angle transient stability constrained optimal power flow

Transient stability constrained optimal power flow (TSCOPF) is a nonlinear optimization problem with both algebraic and differential equations. This paper utilizes the Imperialist Competitive Algorithm (ICA) as an evolutionary optimization algorithm and Artificial Neural Network (ANN) to develop a robust and efficient two stages scheme to solve TSCOPF problem. In the first stage an Artificial Neural Network is constructed to predict the rotor-angle transient stability margin, and is then incorporated in the TSC-OPF as the transient stability estimator. To solve the proposed TSC-OPF problem the ICA is used as the optimizer. The performance of the proposed method is verified over the WSCC three-machine, nine-bus system under different loading conditions and fault scenarios.