交直流系统的动态无功优化

考虑直流输电系统对功率与电压的调节能力,建立了交直流系统的动态无功优化模型。模型的目标函数为交直流电网的全天网损最小,约束包括交直流系统的潮流约束、所有直流变量的控制约束、离散控制变量动态调节次数约束及节点电压的安全约束。模型求解是一个多时段非线性混合整数规划问题。以混合算法为基础,提出了交直流系统的动态无功优化混合智能算法。以PSASP 36节点系统为例,通过仿真计算验证了所建模型和算法的有效性,说明了动态无功优化在交直流输电网络中具有更大的降损潜力。     

计及静态电压稳定约束的无功优化规划

选择无功补偿设备投资和系统有功网损的综合费用作为目标函数，同时考虑满足电压水平和电压稳定性两个约束条件来探讨无功规划问题。选取用电压稳定裕度不低于某一个允许的最小稳定裕度来表示电压稳定约束。分别对正常运行工作点和电压崩溃点引入2组变量和潮流方程，从而使得电压稳定裕度可以用临界运行状态下负荷的总视在功率与正常运行状态下负荷的总视在功率之差来显式表达。该模型相对于传统无功规划模型的优势表现在能够根据稳定裕度的目标值直接求得在合理电压水平下的最佳无功补偿配置方案，但其优化模型的等式和不等式约束及变量的数目却大幅增加，使得计算量远大于传统的无功规划问题。在IEEE 14节点和118节点2个试验系统的计算表明，采用非线性原对偶内点法求解该模型时，其计算精度及收敛性都比较好。     

基于改进混沌蚁群算法的风电场无功电压协调控制策略

为改善及解决大型风电场接入电网后的局部电压稳定和无功裕度等问题,基于某风力发电场实际运行情况,建立了包含双馈风电机组(Double-Fed Induction Generator,DFIG)和静止无功补偿器(Static Var Compensator,SVC)的风电场无功功率协调模型,并提出了一种多目标且综合考虑两者之间协调配合的控制策略。该协调策略以风电场内各个节点的实时测量数据为基础,为满足算法的实时性要求,采用改进混沌蚁群算法求解包括风电场公共连接点(Point of Common Coupling,PCC)在内的各节点电压稳定度最好及总体无功裕度最大的多目标优化控制模型,改善PCC点母线在内的局部电网电压水平并且提高风电场内部无功裕度。以西北某风电场为例进行仿真,结果表明,无功电压协调控制策略能够较好地改善风电场的局部电压稳定性,且提高该区域的无功裕度。     

计及无功功率成本及其资源价值的无功采购方法

摘要： 电力市场中，满足负荷无功功率需求以及提供系统电压支持属于辅助服务的范畴，一般由系统运行员(ISO)进行集中优化调度和控制计算，向相应的辅助服务提供者购买无功功率，并将成本分摊到用户。在分析无功和电压支持的特点、无功的生产成本和资源价值的基础上，文中提出了一种新的无功/电压辅助服务市场机制，并设计了向发电机、调相机等动态无功源采购无功功率的算法。该算法的特点是：考虑了无功的容量成本和电量成本；引入基于等效无功补偿法的无功价值因子，从而考虑了系统中不同位置无功源的资源价值差异；计及了无功分布对有功网损以及相应的有功功率生产成本的影响。IEEE 14节点系统的算例表明，该方法能够优化无功采购成本，算法合理有效。     

考虑多分区无功电压优化的多Agent系统

针对电网分区管理的特点，采用以管理分区为计算单元的新的三级组织结构，将管理分区与优化分区有机结合起来，构建了多Agent系统。采用分解协调模型和辅助问题原理作为多Agent系统的算法，各分区并行计算，通过数据驱动的模型进行多Agent间的协商、协调，完成全网优化计算。文中以枣庄地区电网为例，建立了该系统的优化运行机制以及对现有多分区系统进行无功优化的方法。实际应用表明，该系统比不考虑多分区的优化方案加快了优化速度，降低了网损，提高了电压水平，为多Agent系统在大型电网无功电压优化中的应用提供了更加实用化的解决方案。     

含风电接入的配电网储能系统优化配置

提出了一种计及规划与运行相互影响的电池储能系统双层规划模型以解决配电网风电渗透率提高所带来的电压越限等问题。该模型以配电网投资收益最大为目标,综合考虑了接入位置、容量和寿命等对优化结果有较大影响的因素,并在规划阶段根据风电典型出力曲线模拟储能日内运行方案,实现了风电波动功率消纳。结合启发式算法适应性强和数值分析优化法求解效率高的优点,采用一种遗传算法与二阶锥优化相结合的方法求解所提储能规划,并在IEEE 33节点算例系统进行测试,结果说明合理配置储能系统可以弥补风电波动性等缺点。比较了不同风电渗透率对规划结果的影响,并验证了所提模型与方法的有效性和快速性。     

基于机会约束2层规划的输电线路检修计划优化

通过对电力市场环境下输电线路检修计划优化问题（TMSOP）的研究,提出基于机会约束 2层规划的TMSOP模型和算法。模型考虑了TMSOP涉及的不确定因素,统筹了检修经济性和检修过程中电网的可靠性,同时综合评估了不安全现象的概率和后果。模型通过基于蒙特卡罗仿真的混合智能优化算法求解,在求解过程中引入禁忌表以提高计算速度。IEEE RTS-79算例仿真结果表明,文中提出的模型和算法不仅优化了线路检修计划和检修资源安排,而且明确了检修期间电网风险最低的运行方式。     

基于灵敏度分析的无功优化潮流

在以减小网损为目标的无功优化问题中，选广义发电机节点(补偿节点和发电机节点)的电压 幅值、可调变压器的变比为控制变量，按照用逐次线性规划方法求解非线性规划问题的思路 ，导出了相应的灵敏度无功优化模型，并采用对偶线性规划方法来求解。控制变量的这种选 取，减小了问题的规模，简化了计算。文中对IEEE 30节点系统进行了计算，获得了较为满 意的结果。     

计及无功/电压特性的停电模型及自组织临界性分析

在总结已有停电模型的基础上，根据电压稳定理论，建立了电力系统停电模型。该模型包含电压静态稳定分析模块，可以从无功/电压角度研究和揭示电网演化的自组织临界特征;所构造的电压稳定分析模块采用3种电压稳定分析方法:临界电压分析法、基于常规潮流和最优潮流的无功/电压模态分析法，其中第3种方法是第2种方法的扩展，具有较大的可信度。IEEE 30节点系统的仿真表明:所建立的停电模型能够较实际地体现电力系统运行和建设的动态过程，进而全面反映负荷损失和电压稳定水平的演化趋势，并从无功/电压角度评估电力系统的安全运行水平。     

考虑小水电启停策略的准入容量计算

随着分布式电源的大力发展，其对原有系统产生了巨大影响。文中以小水电为例，首先分析分布式电源的启停对无功电压控制的影响，然后给出考虑单个分布式电源启停的准入极限功率计算模型。接着分析了多个分布式电源接入系统后，原有的计算模型结果可能过于乐观，提出了多分布式电源接入的至少准入容量的概念，它反映了“最恶劣”机组组合情况下的准入极限功率，并给出了基于主从决策的双层优化模型和求解算法。最后用IEEE 112节点系统的仿真结果证明了模型、算法的有效性。     

综合动态安全与静态电压稳定的协调预防控制

考虑不同稳定问题的预防控制措施通过控制中心的调度计划施行，共用一个控制通道，它们之间需要进行协调。首先提出了考虑综合安全约束的最优潮流（CSC-OPF）模型来描述协调预防控制问题，给出了该模型的2种应用模式:对当前运行点的最低成本协调预防控制和以提高极限传输功率为目标的最低成本控制。通过将综合安全约束解耦为运行可行性子约束、静态电压稳定子约束和动态安全子约束，将CSC-OPF模型转化为一个线性优化模型并采用连续线性规划方法来求解。通过新英格兰10机39节点系统算例验证了该方法的有效性。     

风电场的随机优化模型及其混合智能算法

由于发电场无功优化本身的复杂性和风力发电的随机性,含有风电的无功优化问题不再是一个常规意义下的确定性问题,利用传统的方法也难获得既经济又有较高可靠性的解。把输人输出功率及无功功率看成随机变量,建立了基于机会约束规划的风电场无功优化数学模型,以概率的形式描述相关约束条件,考虑了利用风能的发电机机端电压限制、发电机的有功无功出力限制、线路潮流方程及负荷节点的出力限制等约束条件,利用混合智能算法求解该问题。通过3个节点系统的算例验证,证明该模型与算法具有有效性。     

有功调度中经济性与安全性的协调问题

采用线性多目标规划法将电力系统有功调度中的经济性与安全性统一到一个数学模型中进行分析计算，该多目标规划数学模型以发电费用最小和有功静态安全最大为目标，并协调了两个目标函数中变量的关系，采用目标规划的单纯形法求解该数学模型，得到综合考虑经济性与安全性的有功运行点、有功静态安全域。文中以IEEE－30节点系统为例进行计算，结果表明本文的模型和算法是可行和有效的。     

风电接入系统的电压越限薄弱节点综合识别

针对风电接入系统的电压安全问题,提出了一种电压越限薄弱节点综合识别方法。首先,引入拉格朗日乘数法快速计算节点电压越限临界点、静态电压安全域边界,提出了判别节点电压安全状态、强弱的有向电压安全裕度计算方法;然后,利用熵值法计算多风电场系统无功-电压灵敏度权重,提出对风电无功敏感的节点识别方法;最后,结合电压安全裕度和无功-电压灵敏度制定了电压薄弱节点综合识别方法。算例分析表明,所提方法对电压越限薄弱节点的识别更加全面,对系统电压安全运行具有一定指导意义。     

考虑电压稳定性的无功定价

基于边际价格理论，提出考虑系统电压安全风险的无功定价数学模型。该模型不但隐含了系统静态电压稳定性的信息，也反映了将系统从当前的暂态电压不安全的状态引导到安全的要求。通过满足暂态电压安全约束的无功发电调节与切负荷总代价最小化问题，来表示暂态电压安全风险。仿真算例表明该方法能较好地引导用户，有利于电压稳定性。     

提高电压稳定的多目标优化模型及其神经网络算法

提出以电力系统电压静态稳定裕度最大作安全指标，有功网损最小作经济指标的多目标优化模型，采用神经网络作优化计算，使系统运行的安全和经济性均得到提高。通过对２２节点等多个实际系统的数值测试，结果表明，该方法具有调节控制灵活、收敛性好等优点。     

基于Box算法的无功优化配置

Box算法是工程优化设计中一种重要的直接搜索算法，适用于无法给出目标函数显式 数学表达式的优化问题求解。针对无功优化配置问题非线性、非连续性及目标函数与控制变量的隐式关系等特点，提出了基于Box算法的无功优化配置模型及相应求解步骤，利用罚函数处理函数约束、重复迭代及采用贝斯-德拉姆洗牌与组合方法产生随机数均能改善收敛性。对IEEE 6，14和30节点以及实际大规模系统的数字仿 真结果表明，所提出的模型及算法用于实际电力系统的无功优化配置是可行的。     

基于粒子群优化的最优负荷恢复算法

建立了考虑冷负荷特性的最优负荷恢复模型，考虑了系统的频率、电压和发电机有功出力等动态约束条件，以确保在恢复尽可能多负荷的同时，使系统维持合理的运行频率和网络电压水平等。利用PSS/E软件提供的二次开发语言IPLAN，引入粒子群优化算法对所建的最优负荷恢复模型进行求解，并采用罚函数法对动态约束条件进行处理，可以快速求得在满足系统安全稳定约束条件下可恢复的最大负荷量及负荷位置。算例分析验证了该方法的有效性。     

电力系统无功源最佳配置地点的研究

将先导节点的概念应用于电力系统无功配置，给出考虑了随机负荷且易 于实现的先导节点选择算法，提出了确定无功源最佳配置地点的一整套方法。该方法可使无 功源得到最有效地配置，使得从全网的角度看，各节点电压偏移最小。经过仿真计算 比较，表明该方法可找到电力系统无功源的最佳配置地点，并对提高电力系统的电压稳定性 有很好的效果。     

电压骤降和瞬时供电中断概率评估的蒙特卡罗仿真

对动态电能质量中最主要的两个问题——电压骤降和瞬时供电中断进行了研究，提出了基于非序贯蒙特卡罗模拟和电磁暂态仿真相结合的电能质量概率评估新方法和相应的概率评估指标体系。算法利用蒙特卡罗仿真得到各种故障信息，并考虑保护设备的参数及各种故障类型，通过仿真程序PSCAD/EMTDC对蒙特卡罗模拟法随机产生的各种故障形态进行仿真计算，最后分析统计得到系统和敏感负荷点电能质量的各项概率指标。文中以RBTS标准测试系统为例进行了计算分析，算例表明了模型和算法的有效性。计算结果对规划调度有重要的参考价值。