计及特高压直流外送及转运合同约束的日前优化调度

分析特高压直流输电的运行特性、转运合同对电网运行调度的影响,建立计及特高压直流外送和子电网间转运合同约束的日前优化调度模型.以电网运行成本最小和弃风弃光最少为目标,同时考虑交直流线路的外送和转运电量约束,通过增加表征功率调节的功率上调和功率下调两类0-1变量,将特高压直流输电线路的阶梯化约束表述为0-1混合整数的线性方...     

交直流并联系统的有功功率优化分配

现有的高压输电线路,多采用电压等级高的交流电传输,随着柔性直流输电技术的不断发展,电网将呈现交直流混合的格局,使得电网的潮流分布更趋复杂性。目前的电力调度部门,关于交直流并列运行的有功功率指令值的确定没有具体方法。因此,提出了一种多目标优化算法,计及多个约束条件,建立目标函数。运用运筹学的方法,使用LINGO软件对该数学模型进行求解,得出交直流线路上的有功功率分配值。通过上海南汇示范工程作为算例验证此方法的可行性,与其他的算法相比,该方法简洁快速;提出的多目标优化方法既能降低电网的损耗又能保证系统安全可靠运行。     

基于矩不确定分布鲁棒的微网经济调度

由于微网系统风电出力的分布函数无法准确估计,该文利用风电出力的矩(均值和协方差矩阵)不确定性,构建出风电出力的矩不确定集合,建立微网系统的分布鲁棒经济调度模型。该调度模型以可控机组的运行成本、网络损耗成本、与配电网的单向交互成本以及可中断负荷补偿成本之和的最小期望为目标,通过拉格朗日对偶理论,将分布鲁棒优化问题转化为半定规划(SDP)问题,借助内点法对SDP问题进行求解。仿真分析结果验证了所提模型的可行性和有效性。     

基于佳点集-量子粒子群算法的交直流系统无功优化方法研究

随着高压直流输电工程和区域电网互联建设的不断推进,交直流互联电网的规模越来越大,其对电网的无功平衡也提出了新的要求。提出一种基于佳点集量子粒子群的交直流系统无功优化方法。该方法建立交直流系统及其潮流计算模型;以系统网损为目标函数,建立交直流输电无功优化模型,并考虑系统节点电压以及发电机无功出现越界的情况;通过引入佳点集并对量子粒子群算法进行改进,给出了使用佳点集量子粒子群优化算法的求解步骤。通过采用IEEE30节点算例进行验证,并与量子粒子群算法比较,结果表明:该文方法具有快速的收敛能力、良好的稳定性,优化性能也有较明显的提高。     

基于KL散度距离处理风电不确定性的负荷恢复分布鲁棒优化

在构建以新能源为主体的新型电力系统的背景下,在恢复控制过程中积极利用新能源并充分应对其对运行安全带来的潜在风险对于减小停电损失具有重要意义。首先,为了表征风电出力的不确定性,采用KL散度(Kullback-Leibler)距离作为筛选极端风电出力场景的控制条件,并据此构建模糊集作为风电出力典型场景。在满足相关运行安全约束的前提下,建立了以最大化加权负荷恢复量为优化目标的分布鲁棒优化模型以制定计及风电的负荷恢复方案。经松弛处理和对偶转换所得到的混合整数二阶锥模型可调用商业求解器求解。以接入规模风电场的IEEE 10机39母线系统为例进行仿真,结果表明：相比于传统的鲁棒优化方法,该方法降低了优化结果的保守性,有助于加快负荷恢复,减小停电损失。     

考虑发电报价和N-1安全约束的ATC建模与仿真

基于最优潮流(OPF)算法,建立电力市场条件下可用输电能力(ATC)计算模型.构造发电区域总有功出力最大、用电区域总负荷最大、区域间输电经济效益最大等3个目标函数,全面分析比较电网间可用输电能力.该模型考虑了输电线路故障对输电能力的影响,引入线路N-1故障的潮流方程及相应的不等式约束条件,使电力系统在故障时有负荷裕度,...     

基于数据驱动分布鲁棒优化的梯级水光蓄联合优化调度

具有不确定性复杂耦合的多种可再生能源的不断渗透给当前电力系统协同调度带来了巨大挑战。传统的随机优化(SO)及鲁棒优化(RO)方法由于难以获得精确概率分布函数及优化结果过于保守使其应用大大受限。本文基于数据驱动分布鲁棒优化理论(data-driven DRO),提出了梯级水光蓄联合发电系统协同调度方法。该方法首先考虑系统互补经济调度成本建立两阶段调度模型,制定各电站出力调度计划,然后引入综合范数约束限定概率置信区间,并考虑最恶劣分布下的实时运行调整成本,获取日前调度计划的最优调整方案。两阶段协同调度模型采用MP-SP框架,引入CCG算法展开求解,日调度计划和调度调整方案形成最优调度计划。引入示范区实际运行数据开展实例验证,所提互补联合调度方法的有效性及高效性得以验证。     

基于分布鲁棒优化的社区型能源系统低碳经济调度

随着可再生能源渗透率的提高以及能源转型进程的推进,能源系统在保证调度策略鲁棒性的同时,也要考虑系统的绿色性和低碳性. 针对含碳捕集机组的社区型能源系统中各社区在风电功率不确定性下的最优决策问题,提出一种非合作博弈模式下的分布鲁棒优化方法. 首先,以运行成本最低为目标,构建各社区的两阶段调度模型. 其次,将风电功率的分布信息纳入到两阶段模型中,考虑各社区之间的非合作博弈关系,构建分布鲁棒博弈模型. 最后,利用线性决策理论及对偶原理求解模型. 仿真结果表明,所提分布鲁棒博弈方法可以保证博弈策略的鲁棒性,同时也克服了鲁棒优化强保守性的问题.     

异频法测量长线路工频参数的误差分析及校正

基于长线分布参数模型对输电线路开路阻抗和短路阻抗进行了仿真分析和模型试验,分析了异频法单端测量超长距离交直流输电线路工频参数时由分布参数影响造成的测量误差,直流输电线路的工频参数的现场测试数据验证了分析结果,并依据分布参数模型进行数据校正,解决了长线路尤其是直流输电线路工频参数的测量误差问题.     

交直流系统中三相重合时序对功率倒向的影响

发现交直流系统中三相重合时序对功率倒向有较大影响.建立交直流系统模型,在交流输电线路发生对称性故障时,推导出不同三相重合时序下健全线路两端电流电压的相位关系表达式.据此,揭示电压、电流之间的相位关系随故障距离、整流及逆变侧系统电抗、直流系统等值阻抗和两侧电源相角的变化规律.利用PSD-BPA和MATLAB在两区域交直流系统中验证了所述模型和方法的正确性,并得出减小交直流系统健全线路方向保护误动风险的最佳重合时序方案.     

计及源荷时序特性的低压台区分布式光伏接入分布鲁棒优化方法

为提高低压配电台区中分布式光伏(DPV)的接入容量,促进光伏消纳,本文提出一种计及源荷时序特性的低压台区DPV接入分布鲁棒优化方法.首先,针对低压台区中分布式光伏出力和负荷需求的不确定性,提出一种基于优化聚类的源-荷联合时序场景生成方法;其次,计及电压约束、线路容量约束、逆变器无功补偿约束及光伏消纳约束等,构建低压台区分布式光伏接入分布鲁棒优化模型,在保证各典型场景最恶劣概率分布下的弃光率期望值符合要求的情况下,最大化低压台区中分布式光伏接入容量;然后,建立低压台区分布式储能接入的数学模型,以研究储能接入及其充放电机制对低压台区分布式光伏接入的影响;最后,以实际配电台区为例进行仿真计算,验证了本文模型的有效性.     

基于投资组合理论的风光储场站参与多时间尺度电力现货市场的出力分配优化方法

随着中国电力现货市场的发展及“双碳”目标的提出,风光储场站参与电力现货市场已成为主流趋势。为了考虑市场价格波动与风光出力不确定性对风光储场站出力分配的影响,本文从经济学引入投资组合理论作为收益和风险的权衡工具,提出了风光储场站参与日前、日内、实时市场的出力分配方法,使风光储场站获得最大化收益的同时承担最小的风险。首先,考虑风光出力不确定性,基于日前、日内、实时市场的电价构建了多时间尺度的收益模型。然后,采用历史电价数据的方差与协方差来描述市场风险及其相关性,考虑风光储场站内部能量的协同调控,构建了以场站的收益最大、风险最小为目标函数的出力分配优化模型。最后,通过增广拉格朗日乘子法对问题进行求解,获得了风光储场站参与电力现货市场的最优出力分配。对市场风险、场站最优出力分配、风险规避指数灵敏度与计算效率进行算例分析。结果表明：市场电价与风险之间存在着较强的相关性;使用本文方法后的场站收益比参与单一市场可以提高13.3%,风险可以降低84.1%;随着风险规避程度的增加,场站会降低高风险市场的参与度;本文算法具有较高的计算效率。因此,通过本文的优化方法,风光储场站可以根据不同市场的风险与预期收益有选择性地参与市场,并按照自身风险规避程度实现收益的最大化与风险的最小化。     

基于复杂网络理论的多直流馈入受端电网优化分区方法

提出一种适用于基于复杂网络理论的多直流馈入受端电网多目标优化分区方法。利用复杂网络理论分析电网的复杂网络特性和物理特性本质,构建加权模块度指标和平均输电距离指标,以评价网络分区质量和电网输电效率。考虑电网分区对多直流馈入系统的影响,采用加权多馈入短路比(multi-feed short-circuit ratio, MISCR)量化受端电网强度,建立电网分区方案评价指标集合。以最大化加权模块度和MISCR、最小化平均输电距离为目标,构建三目标优化模型,通过工程经验削减分区方案可行域,并基于NSGA-Ⅱ算法进行求解。以某省级电网为例,对比分析了所提方法的有效性。算例分析结果表明,所提方法具有更好的综合分区效果,更适用于多直流馈入受端电网。     

基于粒子群算法的受端电网紧急切负荷优化

针对多直流馈入受端电网的直流闭锁故障提出一种紧急切负荷优化模型和求解方法。模型兼顾安全性与经济性,以切负荷总量最小为优化目标,计及暂态频率、电压偏移、线路过载、节点切负荷量限制等约束条件,优化各节点切负荷量。针对模型非线性强导致难以直接求解的问题,基于粒子群优化算法和并行计算技术,提出粒子演化的自适应参数调整方法,提高优化算法的全局寻优能力和优化速度。以山东电网模型为例,验证算法在严重直流闭锁故障下的紧急切负荷控制有效性。     

考虑风光互补的电力系统多目标随机优化发电方案研究

为解决风光并网消纳问题,考虑实际电力系统风电穿透功率极限、风光并网准入功率极限等因素的影响,针对特定时空范围内风光互补特性,搭建风光互补概率模型,且设置适宜的风光互补装机容量比例;在风光互补不确定约束下,构建以火电机组运行及启停成本综合最小和污染物排放量最小为目标函数的多目标随机优化机组组合模型;模型考虑极端气象条件下,风光发电出力超出电网实际可接纳容量的情况,并在每个优化时段内引入风光发电准入功率约束;提出基于蒙托卡洛方法、NSGA-II和最大满意度相结合的模型求解算法。算例结果验证了文中模型和算法的有效性和优越性。     

计及灵活性需求偏差的综合能源系统分布鲁棒优化调度

为了分析分布式新能源和需求侧灵活响应资源的不确定性对综合能源系统(IES)的影响:首先,建立了IES灵活性供需模型;其次,构建了基于场景概率驱动的IES两阶段分布鲁棒优化模型;最后,采用列与约束生成算法进行迭代求解,通过仿真验证了该模型和求解算法的有效性。相较于传统的IES优化调度,其所提模型减少了系统的总运行成本,提升了系统的灵活性。     

基于改进粒子群算法的交直流系统低压切负荷优化控制策略

高压直流输电技术的发展推进了大规模、远距离电力系统互联,但也带来了电压稳定控制的挑战。提出一种基于改进粒子群算法的交直流系统低压切负荷搜索方法。首先,修正交直流系统潮流计算模型;其次,针对戴维南等值参数漂移问题改进模型,建立电压稳定裕度指标;为满足切负荷的快速性要求,采用灵敏度选取交直流系统切负荷点集;然后,建立交直流系统低压切负荷模型,以最小控制成本为目标,并给出算法的优化步骤;最后,基于IEEE 30节点系统进行验证,仿真结果表明:该方法能有效提高交直流系统电压稳定性。     

基于直流功率支援因子的紧急直流功率支援策略研究

交直流混合输电系统中功率外送通道发生故障时,功率过剩会导致送端系统大幅波动,利用直流过负荷能力能有效提高送端系统稳定性,而如何对各紧急直流功率支援的效果进行评估,选取最优的支援策略尚待研究。基于多馈入相互作用因子和多馈入有效短路比的概念定义了直流功率支援因子,以四川电网不同功率外送通道故障为例,利用直流功率支援因子对各紧急直流功率支援的效果进行排序,选取最优的支援策略。仿真计算验证了直流功率支援因子的分析结果,表明直流功率支援因子能有效评估紧急直流功率支援的效果。     

混合级联高压直流输电系统受端典型交直流故障特性分析

以白鹤滩-江苏特高压混合级联直流输电工程为例,从理论和仿真两方面分析混合级联直流输电系统受端典型交直流故障对其稳定运行的影响。针对受端直流故障,分析直流线路接地故障及不同工况下,多组并联的模块化多电平换流器(modular multileve converter, MMC)闭锁故障后关键电气量的响应过程及暂态故障特性,并给出故障穿越方法。针对受端交流故障,分析受端电网换相换流器(line commutated converter, LCC)交流母线三相短路故障后LCC换相失败的故障特性,研究并联MMC运行方式对LCC换相能力的影响。为混合级联直流电网的安全稳定运行提供理论基础与技术支撑。     

电力系统无功优化模型的研究综述

总结了考虑系统网损最小、无功补偿设备容量最小、电压偏差最小、静态电压稳定裕度最大以及多目标加权等几种常用的经典电力系统无功优化数学模型,结合近年来关于智能电网关键技术的研究成果,分别对交直流混合输电系统、计及无功电价的电力市场、考虑负荷的变化影响及包含风电、光伏发电的分布式电源介入等智能电网背景下的无功优化模型进行综述,指出了各相关领域无功优化模型研究中存在的问题,并给出了解决方案.并就上述各研究领域中无功优化的代表性模型进行具体阐述,其中包括各种情况下无功优化的关键因素、目标函数及约束条件,并对其模型进行了评价.