随机动态经济调度问题的存储器建模及近似动态规划算法

将含有风电场和抽水蓄能电站的电力系统随机动态经济调度问题描述为随机型存储器问题,以考虑风电场出力所具有的随机性。该模型含数学期望的计算,且实际问题状态空间、决策空间都是高维的,难以对其准确求解。因此,采用近似动态规划算法将值函数近似表示成分段线性函数的逼近形式,从而将随机存储器问题转化为一系列多阶段线性规划问题。通过扫描误差场景并相应求解所对应的线性规划问题,可实现对值函数进行训练,逐次修正各分段斜率值,直至值函数收敛后,再用来对预测场景下的线性规划问题进行求解,即得动态经济调度结果。该算法避免了求解准确解时面临的“维数灾”问题,具有较快的计算速度。以含风电场和抽水蓄能电站的小型测试系统和某省级实际电力系统为例,验证了所提模型与算法的可行性与有效性。     

基于改进近似动态规划的安全约束机组组合算法

针对电力系统的安全约束机组组合问题,提出了一种基于改进近似动态规划的求解算法。考虑到安全约束机组组合是一个多时段混合整数非线性规划问题,难以直接求解,所提算法将其建模成马尔可夫决策过程,并利用近似动态规划实现解耦求解。为了处理近似动态规划决策空间过大的问题,所提算法通过决策空间缩减技术提前获得大部分机组的开停机状态,有效提高求解效率。在IEEE 39节点系统和一个实际系统上进行了算例分析,验证了所提算法的有效性。     

含风电场电力系统的动态经济调度分散随机优化方法

针对含风电场电力动态经济调度的信息私密性和不确定性问题,提出一种分散随机优化求解方法。根据目标级联分析的原理,将含风电场的动态经济调度集中优化模型转化为随机分散优化模型。利用近似动态规划对各个区域的随机动态经济调度问题进行分散优化,并根据区域间边界节点相角信息对它们的优化方案进行协调。通过6节点2区域系统、IEEE多区域系统和某实际系统的算例分析,从多个角度验证了所提方法的有效性。     

机会约束随机动态经济调度的凸松弛迭代求解法

大规模风电并网给电力系统运行带来了重大技术挑战,其出力的随机性和波动性增加了线路传输能力和备用调节能力不足的风险,传统的确定性经济调度方法已不完全适用。首先提出了一种基于混合高斯分布的机会约束随机动态经济调度模型,该模型将最小备用约束和线路传输容量约束建模为机会约束,并引入调频机组的仿射控制策略以实时平衡风功率的波动。然后提出了一种机会约束规划的松弛迭代求解方法,将随机调度模型转化为二次规划模型以实现快速有效求解。利用中国西南某省25个风电场的现场数据以及IEEE 118节点系统进行算例分析,验证了混合高斯分布对风电预测误差的拟合精度,以及所提方法的可行性。     

基于风速预测和随机规划的含风电场电力系统动态经济调度

随着风力发电在电力系统中比重的持续增加,在电力系统经济调度中需要考虑风电场的影响;而并网风电场具有动态、随机、容量大等特点,传统的经济调度方法已不再适用。针对风电场出力的随机性,在风速预测的基础上,应用随机规划理论建立了考虑机组组合的含风电场电力系统动元网络和遗传算法的混合智能算法,提高了算法的收敛速度和搜索性能。以含风电场的IEEE30节点系统为算例验证了所提方法的可行性和有效性。     

基于并行多维近似动态规划的综合能源系统动态经济调度

针对随机动态经济调度模型难以高效求解的问题,提出一种用于快速求解电-气-热综合能源系统（IES）随机动态经济调度问题的并行多维近似动态规划算法。该算法将原有的高维状态空间中的状态变量聚合到IES的电储能系统(ESS)的可用容量和蓄热罐(HST)的可用热量中,实现了状态空间的降维,进而解决了动态规划中“维数灾”的问题。此外,利用ESS和HST的运行约束,将无效状态剔除,降低了问题的求解规模。在风电、电价和负荷等不确定场景充分训练后的值表模型中,通过近似值函数的迭代寻优,将含有经验知识的值表应用于在线测试中,实现应对不确定性的IES最优调度决策。以改进的2个系统为例,验证了所提模型和算法的有效性。     

随机动态规划在三峡梯级长期发电优化调度中的应用

对于时间序列，如果认为某时段值仅与前一时段值直接相关，则认为该时间序列具有马尔柯夫特性，径流序列近似具有这种特性。通过余留效益函数对三峡梯级建立了长期发电优化调度的随机动态规划模型。基于大量模拟的随机径流序列样本，通过简单获得径流状态概率转移矩阵，它比仅基于历史径流资料所得结果要精确得多。最后通过对模拟径流序列样本的模拟操作，对所得优化策略进行详细评估。     

求解安全约束机组组合问题的混合整数规划算法性能分析

安全约束机组组合(SCUC)是当前国外电力生产和调度中应用的先进优化软件.简要介绍了SCUC的发展背景,给出了SCUC的完整数学模型和优化算法.基于混合整数规划算法开发了SCUC优化程序.以IEEE RTS标准系统进行500台机组系统和中国某省级实际电网(161台机组,109个安全断面)的分析计算,结果验证了该算法和程序的有效性和实用性.     

电力系统动态环境经济调度建模与求解

建立了耦合动态经济调度(dynamic economic dispatch,DED)和环境经济调度(economic emission dispatch,EED)的电力系统动态环境经济调度(dynamic economic emissiondispatch,DEED)模型.DEED为多变量、非线性、强约束、多目标优化问题,国内外研究者通过将其转化为单目标或根据时间划分将其转化为一系列静态调度问题进行简化,但该类方法存在无法保证全局最优或计算效率低下问题.为此将非支配排序机制应用于差分进化算法中,并引入二次选择和随机替换操作克服早熟收敛,同时嵌入动态约束处理方法,提出带有动态约束处理的改进多目标差分进化算法用于求解DEED问题.算例结果验证了所提方法的有效性.     

一种安全约束经济调度的广义网络流规划算法

本文分析了一般网络流规划算法在潮流分布、网络损失与安全约束等方面所存在的问题,提出了一种安全约束经济负荷分配的广义网络流规划模型与算法。并讨论了广义网络流规划的模型与非线性解法。对例题进行计算,验证了本文方法的有效性。     

基于机会约束规划的风–蓄联合动态经济调度

大规模具有随机性、波动性和反调峰特性的风电接入电力系统后,给电力系统的调度运行带来了很大挑战。针对风电出力特性,提出了基于智能能量管理系统(smart energymanagement system,SEMS)的风-蓄联合调度策略,基于随机规划理论建立了经抽水储能平抑后以风电功率波动最小和火电运行成本最低为目标的风–蓄联合运行的电力系统动态经济调度模型,并采用混沌粒子群优化算法求解模型。仿真结果表明了该调度策略的合理性及有效性。     

Semi-definite Programming Approach to Stochastic Combined Heat and Power Environmental/Economic Dispatch Problem

This article presents a solution to the stochastic multi-objective combined heat and power environmental/economic dispatch problem using the semi-definite programming formulation. The vector objective is reduced to an equivalent scalar objective using the weighted sum method. The resulting optimization problem is formulated as a convex optimization via semi-definite programming relaxation. The convex optimization problem was solved to obtain Pareto-optimal solutions. Improvement in the distribution of solution set was achieved through non-linear selection of the weight factor. Simulation was performed on a test problem to investigate the effectiveness of the proposed approach. Results showed that the semi-definite programming based weighted sum method has inherently good convergence property and can have its diversity property improved through weight adaptation.     

一种基于混沌序列的动态差分进化算法在电力系统动态经济调度中的应用

针对电力系统动态经济调度(DED)问题,引入差分进化算法,提出一种基于混沌序列的动态差分进化算法(ＡＤＤＥＣＳ)。该算法采用混沌序列动态调整差分进化算法的参数设置,保持种群的多样性。动态搜索策略被用于提高算法的整体搜索性能,它由全局搜索策略和局部搜索策略2部分组成。为了加速收敛和解决DED复杂的约束处理问题,采用基于多目标概念的约束处理机制,并提出一种根据机组调节能力来按比例分摊不可行解约束违反量的新方法。同时在搜索过程中,通过采用不同的变异策略结合改进的随机搜索策略来避免算法早熟,增强全局最优解的搜索能力。提出的方法的可行性和有效性由10机测试系统来证明,和其他方法相比,ADDECS方法计算速度快,计算精度高且鲁棒性强。     

基于简单排序法的经济调度新算法

提出基于简单排序法（simple ranking method）的经济调度（ED）最优算法和近似算法。在数学模型中考虑了功率平衡约束、机组最大最小出力约束以及机组爬坡速率约束。算法没有引入任何乘子,因此计算中不存在震荡现象,并且单调收敛,计算速度很快。文中给出了各算法的数学模型和计算流程,并用20机系统对算法进行了验证。计算结果验证了算法的有效性和实用性。     

基于通用分布的含风电电力系统随机动态经济调度

随着风电大规模并网,其不确定性给电力系统经济调度带来了新的挑战。文中利用通用分布模型拟合不同风电功率预测水平下的实际风电功率分布,并以此建立了考虑风电低估、高估成本的日前动态经济调度的随机优化模型。通过对目标函数和约束条件的转化与分析,将随机优化模型转化为一个非线性凸优化问题。结合二次规划算法和内点法,提出了一种两阶段优化算法用以求解对应的经济调度问题。最后,在含风电场的IEEE 30节点系统上,验证了所提基于通用分布的随机动态经济调度方法的有效性。     

基于改进帝国竞争算法的微网动态经济调度

微网并网模式下,针对微网中光伏、风电及负荷等不确定因素的影响,在满足系统各个约束条件下,建立了基于机会约束规划的微网动态经济调度模型。模型以微网总的运行成本最小为目标,综合考虑了可控机组燃料成本、 CO2排放治理成本、机组维护成本,低压配电网有功购买成本和旋转备用购买成本等。采用概率约束形式刻画了微网系统运行的可靠性,并考虑了可控机组的出力约束及爬坡约束。针对帝国竞争算法存在收敛速度慢和易陷入局部最优的问题,通过引入混沌原理和随机模拟技术,提出改进帝国竞争算法求解所建数学模型。最后,以一个微网系统为例,分析不同可靠性水平对系统经济性和调度结果的影响,同时比较了所提算法和常规算法收敛特性,验证了所提算法的有效性。