考虑N-1故障的安全约束机组组合模型及约束削减方法

考虑N-1故障的安全约束机组组合问题规模庞大,对其进行数值求解十分困难.为此,基于直流潮流和线路开断分布因子,建立混合整数线性规划模型并提出约束削减方法.约束削减方法包括两步:根据并联支路潮流之间的关系选出需要监视的支路,以减少并联支路的安全约束;推导故障态潮流的上界,将其与故障态支路容量进行比较,以消除冗余的故障态安...     

基于机会约束及N-1安全约束的风光联合储能系统选址定容优化

为了解决风光联合储能系统选址定容的难题,提出了一种考虑机会约束及N-1安全约束的风光联合储能系统规划方法,该方法可以求解风光联合储能系统的安装位置、额定功率与容量,在保证电网可靠运行的条件下,增加可再生能源消纳比例.利用测试系统IEEE RTS-96构建了仿真算例,使用改进广义Benders分解法进行计算,同时利用灵敏...     

"N-1"安全输电网优化规划

采用遗传算法,通过"N-1"安全分析,求取既满足正常运行条件,又满足N-1安全检验的输电网规划方案.经对IEEE6节点实验系统的计算分析,获得了满意的结果.     

“N-1”安全输电网优化规划

采用遗传算法 ,通过“N 1”安全分析 ,求取既满足正常运行条件 ,又满足N 1安全检验的输电网规划方案。经对IEEE6节点实验系统的计算分析 ,获得了满意的结果。     

考虑N-1安全约束的含可再生能源输电网结构鲁棒优化

为提高大规模可再生能源接入系统的运行经济与安全性,提出在考虑可再生能源接入的电力系统中通过输电网络结构优化,在保证安全运行约束的前提下,降低系统运行成本,提高可再生能源的消纳比例。研究将该优化问题分为经济调度问题和N-1校验问题,两个问题交替求解。经济调度问题对输电网结构和机组出力进行优化;N-1检验问题以系统失负荷为优化目标,并考虑重合一条线路作为应急手段。两个问题均可建立为两阶段鲁棒优化模型,利用Benders对偶法求解。进一步提出了模型求解的加速方法,适应于工程实际应用。对IEEE 39节点系统的仿真验证了所提方法的可行性和有效性。     

考虑电网N-1闭环安全校核的最优安全发电计划

提高发电计划的安全性和经济性是将短期发电计划应用于实际调度运行的关键.提出了将机组组合与电网线路N-1安全校核直接闭环的发电计划模式,实现了考虑线路N-1闭环安全校核的机组组合全空间优化,有效地提高了发电计划的安全性和经济性.基于该模式,提出了主、子问题一体摔制的最优奔德斯(Benders)分解方法,确保了分解协调的最优性和高效性,并且将起作用整数变量的识别方法嵌入主问题求解流程,进一步提高了安全机组组合模型的求解效率,为所提方法的实用化奠定了计算基础.理论分析和算例测试验证了所提最优闭环发电计划的最优性和高效性.     

考虑N-1安全约束的分布式电源出力控制可视化方法

配电网运行需满足N-1安全准则,而现有文献中的分布式电源(DG)优化运行模型均未计及N-1准则,所得出力策略未必满足系统安全要求。为解决这一基础性问题,提出了一种考虑N-1安全约束的DG出力控制可视化方法。首先,介绍了配电系统安全域理论,给出了安全域、安全边界和安全距离的概念、模型和意义。其次,利用坐标变换技术,定义了风光转换系数,以研究以风电和光伏发电为代表的DG组合的出力特性。然后,分析了考虑节点电压限制和N-1潮流约束的DG出力上限求解方法。此外,以每条馈线为研究单位,给出了DG出力控制可视化流程。最后,通过修改的IEEE RBTS-Bus4配电系统算例进行了验证,结果表明建立的DG出力控制方法具有合理性和可视化的特点,并能满足N-1安全。在保证资产效率最大化的同时,此法为含DG的配电网在线安全监视、评价提供了一定的理论和实践凭据。     

输电断面潮流的N-1静态安全约束

就电网运行中广泛采用的N-1原则,建立了输电断面潮流静态安全约束的非线性优化数学模型并给出了迭代求解算法。针对复杂大规模互联电网建立了基于直流潮流的简化模型。考虑了运行方式变化对断面潮流传送能力的影响,提出将运行方式划分为发电模式和负荷模式分别进行分析。运用典型模式方法分析负荷变化对潮流约束的影响,解决了负荷变化规律难以模拟的问题．而发电模式的变化应依据实际系统电源的最大、最小方式确定。算例表明,所提出的方法简捷可靠,能够满足实际电网运行需要。     

基于辅助优化问题的安全约束机组组合约束削减方法

安全约束机组组合(Security-constrained Unit Commitment, SCUC)问题作为制定发电计划的核心环节,在电力系统优化调度等方面具有十分重要的意义。针对考虑故障态约束后SCUC问题规模庞大、难以求解的情况,提出了一种基于辅助优化问题的故障态安全约束削减方法。首先引入与具体故障态安全约束相关的辅助优化问题,从而建立判别相应故障态安全约束是否冗余的充分必要条件。然后探究冗余故障态安全约束辨识过程的具体加速方法,包括松弛辅助优化问题方法,使用可行性判据进行故障态安全约束预分类方法,以及多线程并行计算方法。最后,在IEEE118测试系统上对所提方法的正确性和有效性进行了仿真验证。     

考虑UPFC控制模式的N-1安全约束最优潮流及应用

统一潮流控制器(UPFC)能有效解决电网潮流分布不均引起的一系列问题,近年来受到广泛关注。为进一步挖掘UPFC控制潜力、提高电网运行的安全性,提出了一种考虑UPFC控制模式的N-1安全约束最优潮流模型。首先,建立了考虑UPFC双回线结构的等效功率注入模型;其次,结合中国苏州南部500 kV实际电网算例,分析了UPFC控制模式对静态安全性的影响,指出了在潮流优化过程中考虑UPFC控制模式的必要性;最终,构建以静态安全裕度为目标的优化模型,并在优化的过程中充分计及UPFC控制模式对系统N-1故障后潮流分布的影响,实现系统运行参数与UPFC控制模式的共同择优。基于苏州南部电网的仿真算例表明,所提的潮流优化方法能够充分挖掘UPFC的静态控制潜力,显著提高系统的静态安全水平。     

计及N-1安全准则的能量枢纽优化配置

多种能源系统通过集成和优化而形成的综合能源系统(IES)为解决能源与环境问题提供了新途径。能量枢纽(EH)作为多种能源系统的耦合环节,其设备组成与容量配置对IES的安全经济运行至关重要。在此背景下,提出了一种计及N-1安全准则的含电力系统、天然气系统和热能负荷的EH优化配置方法。首先,在EH架构下,对IES的能源耦合部分进行建模;然后,以年综合运行费用最小为目标函数,考虑能源耦合部分约束、电力系统运行约束、天然气系统运行约束和电力系统的N-1安全约束,建立了EH优化配置的混合整数二阶锥规划模型,并利用商业求解器YALMIP/GUROBI求解;最后,采用一个IES算例对所构建的优化模型与求解方法进行了说明。     

考虑N-1安全性的输电网络启发式扩展规划方法

在输电网规划中,数学优化方法尽管能得到数学上优化的解,但是不得不对各种约束进行简化构造出可计算的模型,特别是N-1检验条件无法直接列入模型,也不一定保证其最优解在实际工程中的实用价值。因此提出了一种考虑N-1安全性的输电网络启发式规划方法,该方法将启发式方法和N-1检验相结合,通过采用直流潮流模型对网络进行减线及加线分析,自动地变换网络拓扑结构,进行两步扩展后生成最终的规划网络。具有简单快速、直观的优点,最后通过一个算例进行验证,结果表明所提方法能够得到满足实际工程需要的电网规划方案。     

考虑直接负荷控制与风电不确定性的输电网扩展规划

需求响应项目的推广以及风电并网后电源侧出力的不确定性,给电力系统的输电网规划带来了新的机遇和挑战。为利用需求响应减少建线投资,建立了考虑直接负荷控制参与N?1预想故障潮流调整的输电网规划模型。采用基于历史数据凸包顶点的极限场景法处理风电不确定性,保证所建立的输电网规划模型为易于求解的混合整数规划问题。结合实际工程参数,基于改进的IEEE24节点系统进行仿真。仿真结果体现了直接负荷控制在缓解潮流越限、减少建线成本方面的作用,说明需求响应措施在保证系统运行安全性的前提下能够提高规划经济性,通过调整凸包范围能够有效调节所提模型的经济性与鲁棒性。     

基于N-1方式的无功优化规划

为解决传统无功规划以正常运行方式来寻求无功补偿方案的优化,往往不能满足系统在N-1事故方式下的电压安全性问题,为此提出了基于N-1方式的无功优化规划的数学模型,以系统发生N-1事故后的网络运行方式为对象,以系统年支出费用最小为目标函数,并满足各种物理约束和运行约束,从而能够保证系统在出现N-1事故时仍有足够的无功备用来维持电压安全水平。通过三步算法的流程,实现N方式和N-1方式的优化解耦,降低了求解规模。最后在IEEE6节点系统中进行计算验证了该模型的合理性,优化方案能够明显提高系统运行的安全性和经济性。     

Loadability formulation and calculation for interconnected distribution systems considering N-1 security

Traditional distribution loadability applies to radial systems; this paper proposes a new concept of loadability considering N-1 security principle for interconnected distribution systems, in which feeders are connected with normally-open tie-switches. Firstly, this paper presents a nonlinear model to formulate the N-1 loadability, in which network topology, thermal rating of lines and substation transformers, voltage limits and losses are considered. Secondly, Generalized Reduced Gradient (GRG) method is then used to solve the nonlinear programming problem. Meanwhile, a backward/forward sweep algorithm is also employed to solve the load flow calculation in the model. Finally, both an IEEE RBTS case and a real system are given to illustrate the proposed model and calculation method; and the accuracy is verified by the traditional N-1 contingency simulation.     

An Optimal N-1 Secure Operation Mode for Medium-voltage Loop Distribution Networks Considering Load Supply Capability and Security Distance

With many uncertainties, such as intermittent distributed generations and time-varying loads, penetrated into distribution networks, the load supply capability operating point has not been sufficient to guide power system operation for no security margin guarantee. To address this fundamental problem, an optimal operation model for interconnected distribution networks is proposed in this paper with the consideration of both security and efficiency of systems. The uncertainty, a feeder or substation transformer N-1 contingency, is taken into account and conductor thermal constraints after feeder or transformer failure are also incorporated into the formulated multi-objective model. The nonlinear optimization model is solved by a hybrid algorithm combining normal boundary intersection and sequential quadratic programming. The optimal load distribution solution on feeders and transformers can be obtained, which provides a trade-off between two defined indices, load supply capability adequacy and variation coefficient of security distance. Compared with conventional distribution loadability, case studies carried out on a test distribution network and a real urban distribution system in China demonstrate the effectiveness of the proposed model and solving method. The N-1 security margin is verified when increasing load demand.     

考虑配电网安全性的虚拟电厂优化调度博弈模型

以往的虚拟电厂(VPP)优化调度模型仅考虑VPP的经济性,所得最优调度方案往往无法满足配电网的安全需求,会造成线路过负荷、节点电压越限等问题,影响电力系统的安全稳定运行。为了权衡VPP的经济性与配电网的安全性,建立了基于非合作博弈理论的VPP优化调度博弈模型,并且采用随机规划法处理风/光可再生能源以及电价的不确定性。以某市城北变八引线配电网为算例,对VPP优化调度模型、配电网安全性模型以及非合作博弈模型三者的优化结果进行了比较,结果表明:当VPP与配电网以非合作方式进行博弈时,会采取相对保守的调度策略,削减各聚合单元的发电量,使VPP在获得较大利润的同时,配电网也能够保持较高的安全性,验证了所提非合作博弈模型的有效性和合理性。