考虑发电和负荷不确定因素的输电网灵活规划

电力市场改革给输电网规划带来了新的挑战,传统的只考虑一种未来场景的输电网规划方法不能满足实际要求.对市场环境下的不确定性因素进行建模并反映到输电网规划模型中,按照线路概率性的N-1准则建立输电网灵活规划模型,采用基于蒙特卡罗仿真和遗传算法的求解方法,最终得到未来不确定性环境下投资风险最小的输电网规划方案,仿真验证了该模型的合理性和求解方法的有效性.     

基于蒙特卡罗模拟法的输电网灵活规划

讨论了电力市场环境下的不确定因素,提出输电规划风险因子的概念,基于风险因子建立了输电网灵活规划模型,然后基于蒙特卡罗仿真和遗传算法对该模型进行寻优求解。该方法允许规划者指定输电规划风险因子阈值,从而使输电网规划方案在未来的不确定性环境下具有更好的适应性。算例结果表明了该方法的可行性和有效性。     

计及电力市场阻塞成本约束的输电网规划

针对在POOL模式下电力市场中机组容量、报价、负荷信息等不确定因素,建立了阻塞成本约束下输电网随机规划模型。在输电规划水平年,采用蒙特卡罗算法进行市场模拟来量化输电线路阻塞程度,并利用遗传算法来优化阻塞成本约束条件下以投资费用最小为目标的输电网规划方案,最后在IEEE-30节点算例系统上进行了优化规划,得到了协调满足约束条件和经济目标的优化方案。     

基于不确定理论的输电网规划

电力系统中存在着一系列不确定因素,而智能电网的发展给电力系统带来了更多且不确定程度更高的不确定因素。传统的规划方法不适应新形势下的输电网规划,为使规划方案能适应不确定因素带来的影响,不确定理论被引入输电网规划中,取得了一系列成果。分别从随机理论、模糊集理论、可信性理论等方面,对国内外不确定因素建模方法的研究成果和基于不确定理论的输电网规划方法的研究成果进行了综述。从规划方案不确定性评价指标的快速计算、不确定因素的处理等方面,展望了未来基于不确定理论的输电网规划方法研究中需要关注的问题。     

基于风险度评估的输电网规划

针对未来输电网规划面一临的不确定因素,引入多场景规划技术,通过对未来所预测的不确定性因素的随机组合,得到多个概率性场景。将未来规划年的不确定信息由原来的离散值转变为多个连续的区间。在求解各场景的最优网架时,利用遗传算法全局寻优能力强的特点,依次获得规划方案,并通过风险度评估得到适应性最强的网架方案。算例验证了所提方法的可行性。     

考虑发电备用容量的输电网规划

在系统中留有一定的发电备用容量是确保电力系统安全可靠运行的重要措施之一。文中建立了考虑发电备用容量的输电网规划模型。该模型以线路投资成本最小为目标,引入任意一台发电机故障时系统的安全性约束以确保该故障下系统的发电备用容量可以被充分利用从而维持系统的安全性;引入网络可用传输能力约束以确保负荷增长时系统的发电备用容量能够有效传输到负荷点从而维持系统的安全性。使用改进的贪婪随机自适应搜索算法求解新模型。6节点、46节点系统算例的计算结果验证了所述方法的正确性和有效性。     

区间负荷下的输电网灵活规划方法

建立了区间负荷下的输电网灵活规划模型,该模型考虑负荷的不确定因素,以投资成本最小为目标,以正常情况和线路N-1情况下的网络安全为约束,求解该模型得到区间负荷下满足正常情况和线路N-1情况下系统安全的输电网规划方案。根据区间至多切负荷量的数值来判别区间负荷下电网规划方案的安全性和安全程度,使用改进的贪婪随机自适应搜索算法快速求解该模型。6节点系统和某实际77节点系统的规划结果验证了该方法的正确性和有效性。     

考虑发电容量适应性的多目标输电网规划

电源和负荷增长的不确定性及发电出力变化将对电网规则方案的适应性和灵活性提出新的要求.文中引入发电容量适应性指标,衡量网络结构对发电出力容量变化的适应能力,建立考虑网络结构优化的多目标输电网规划模型,对多场景电网期望负载水平进行优化,改善电网运行环境和应对发电出力容量变化的能力,提高电网功率传输能力,减少各场景下的负荷损失.典型算例结果表明了文中模型和方法的有效性.     

输电网柔性规划研究综述

柔性规划方法是电力市场环境下输电网规划研究的重要方向,它与传统规划方法存在区别。文中比较了柔性规划和传统规划的不同,对国内外已有的电网柔性规划方法进行了较为全面而系统的综述;最后,对电力市场环境下输电网规划研究的发展方向提出若干建议。     

考虑不确定集合置信水平的输电网鲁棒扩展规划

为适应可再生能源复杂的时空分布特性和出力的随机性,提出一种考虑不确定集合置信水平的输电网鲁棒扩展规划方法。首先,考虑电网安全运行,建立输电网N-1预想故障潮流调整的扩展规划模型;然后,采用广义凸包不确定集合描述风功率的随机波动性,基于极限场景法建立两阶段鲁棒规划模型,并用CPLEX进行求解。为进一步提高规划方案的经济性,调节不确定集合的置信水平,获得多个决策方案,然后运用层次分析法进行评估,确定综合指标最优的规划方案。最后在改进的Garver-6系统上进行仿真分析,验证了所提方法的可行性与有效性。     

一种电力市场环境下的电源规划多智能体模型

电源规划一直是电力系统中重要问题之一。在电力市场环境下,这一问题更加复杂、迫切。针对这一问题,基于多智能体技术,提出了电力市场环境下发电集团电源投资规划模型。首先,构建了一个电力市场发电侧的双层优化架构,以实现市场竞价问题与电源规划问题相结合。其次,设计了发电集团、发电市场以及发电厂等智能体,并引入遗传算法、Q-learning算法完善各智能体寻优能力。通过算例验证了所建立的模型是可行的、有效的,可为电站建设决策部门提供有价值的参考。     

考虑传输能力的含分布式电源配电网扩展规划方法

为灵活性资源提供快速、及时调度的网架传输通道,在规划阶段充分考虑网架结构与分布式电源(DG)规划对配电网传输能力的影响,提出考虑网架通道传输能力的配电网扩展规划及DG选址定容双层优化方法.首先建立了线路负荷裕度指标和潮流均衡度指标用以评价配电网传输能力;其次分析了网架通道传输能力的影响因素,在此基础上构建了配电网扩展规划及DG选址定容双层优化模型,保证了规划方案具有良好的经济性和网架通道传输能力,利用嵌套的混合粒子群优化算法进行优化求解;最后将所提规划方法与只考虑经济性规划方法进行了算例验证.仿真结果表明,所提方法不仅没有增加经济费用,而且所得规划方案网架潮流更均衡,线路负荷裕度更高,传输能力更优.     

Robust dynamic network expansion planning considering load uncertainty

This paper presents a dynamic transmission expansion planning framework with considering load uncertainty based on Information-Gap Decision Theory. Dynamic transmission planning process is carried out to obtain the minimum total social cost over the planning horizon. Robustness of the decisions against under-estimated load predictions is modeled using a robustness function. Furthermore, an opportunistic model is proposed for risk-seeker decision making. The proposed IGDT-based dynamic network expansion planning is formulated as a stochastic mixed integer non-linear problem and is solved using an improved standard branch and bound technique. The performance of the proposed scheme is verified over two test cases including the 24-bus IEEE RTS system and Iran national 400-kV transmission network.     

考虑负荷及发电机出力不确定性的TCSC选址与定容

TCSC装置的应用能够有效地提高系统输电能力、降低网损、改善系统稳定性,但由于其成本相对比较昂贵,因此在输电网规划中,其选址与定容问题具有较高的研究价值。本文提出一种确定TCSC备选安装位置和安装容量的新方法。在选址子问题中,考虑到规划方案中系统负荷预测与发电机出力方式的不确定性,以静态电压稳定约束下的系统输电能力最大化为目标,采用将灵敏度法与非贯序蒙特卡罗仿真法相结合的方法来确定TCSC的备选安装位置。在安装位置已知的前提下,考虑到不确定因素的影响,以系统最大收益为目标,将蒙特卡罗法与非线性优化方法相结合来确定TCSC的安装容量。经IEEE118节点系统验证,本文算法能够有效解决TCSC的选址与定容问题。     

计及不确定性因素的配电网网架规划方法

为了在配电网网络架构规划中计及分布式电源出力与负荷不确定性的影响,提出了模糊规划法。通过三角模糊数表述分布式电源(Distributed Generation, DG)出力的不确定性,并利用可信度理论构建配电网网架规划模型;提出了一种快速生成树算法形成待规划系统的初始网络架构,再利用遗传算法对初始网架进行调整寻优,最终得到系统最优网架。通过算例仿真验证了该方法的有效性。     

基于静态和动态安全风险的输电规划(二)计及注入功率的不确定性

与传统电力工业环境相比,市场环境下的输电规划面临的电源建设和需求变化因素更不确定.为了使未来的输电网具有更好的适应性,提出的输电规划模型不仅同时计及了系统静态和动态的安全风险,还考虑了注入功率的不确定性.对该模型给出了基于蒙特卡罗仿真和"先放松约束,再逐条扩展线路"的求解方法,仿真结果验证了其可行性.     

电力市场环境下含大规模风电场的输电网规划

对传统的启发式的电网规划算法进行了改进,使其能适应电力市场化改革和大规模风电场给电网规划带来的挑战.利用蒙特卡洛模拟法分析了风电场出力的概率密度函数,根据市场交易体制研究了其他机组出力的概率密度函数,利用直流潮流模型分析了网络中各支路有功潮流的概率密度函数和过负荷概率.综合考虑建设成本和盈利预期提出了衡量线路重要性的效应指标,以此指标为依据得出电网规划方案.以Garver6节点系统为仿真算例证明了该方法的可行性.仿真结果还表明:电力市场化改革和并网风电场出力的随机性会显著改变网架结构,并有可能增加网络投资.     

Pareto optimality-based multi-objective transmission planning considering transmission congestion

In the deregulated environment, transmission congestion is one major problem that needs to be handled in power system operation and network expansion planning. This paper aims to enhance the transmission system capability and have the congestion alleviated using the multi-objective transmission expansion planning (MOTEP) approach. A system congestion index called the congestion surplus is presented to measure the congestion degree of the transmission system. The proposed MOTEP approach optimizes three objectives simultaneously, namely the congestion surplus, investment cost and power outage cost. An improved strength Pareto evolutionary algorithm (SPEA) is adopted to solve the proposed model. A ranking method based on Euclidean distance is presented for decision-making in the Pareto-optimal set. The effectiveness of both the improved SPEA and the proposed multi-objective planning approach has been tested and proven on the 18-bus system and the 77-bus system, respectively.