基于最优潮流的含VSC-HVDC交直流系统最大输电能力计算

已有的交直流系统最大输电能力计算模型无法直接应用于含电压源换流器型高压直流(VSC-HVDC)的交直流系统的最大输电能力计算问题。文中提出了一种基于最优潮流的最大输电能力计算方法,通过将最优潮流模型拓展到系统的多种运行状态,从而能够准确反映N-1安全约束及N-1故障后VSC-HVDC的控制约束。为解决因考虑N-1安全约束导致的模型求解规模过大的问题,针对含VSC-HVDC的交直流系统的特点,进一步提出一种同时考虑故障对静态电压稳定性及支路传输容量越限影响的N-1故障筛选方法。为保证解的性能,在优化软件AMPL中调用COUENNE求解器对以上模型进行求解,能够同时给出最大输电能力和相应的VSCHVDC控制方式及参数整定值。通过修改的4节点系统、IEEE 118节点系统及辽宁省鞍山电网,验证了所提方法的有效性。     

一种求解最大输电能力的模糊算法

将模糊集理论和原始-对偶内点法应用于求解在最不利的负荷增长方式下并具有可伸缩不等式约束的最大输电能力问题。试验系统的计算表明,选用最不利的负荷增长方式,能更加准确地求得系统最大输电能力的下限值;将部分不等式约束模糊化,可求解出更加符合实际情况的最大输电能力。     

一种求解最大输电能力的模糊算法

将模糊集理论和原始-对偶内点法应用于求解在最不利的负荷增长方式下并具有可伸缩不等式约束的最大输电能力问题.试验系统的计算表明,选用最不利的负荷增长方式,能更加准确地求得系统最大输电能力的下限值;将部分不等式约束模糊化,可求解出更加符合实际情况的最大输电能力.     

基于综合贡献度指标的紧急减负荷控制多目标优化方法

紧急减负荷控制是应对特高压直流闭锁故障后输电断面潮流越限的重要技术措施。提出一种基于综合贡献度指标的紧急减负荷控制多目标优化方法,考虑可中断负荷对负荷切除总量、用户切除总数这2个目标函数的不同贡献程度,通过并行计算形成分布均匀的Pareto解。考虑发电机的二次调频能力计算负荷切除后的系统潮流,采用交流潮流校核对输电断面的功率越限量进行修正,求解满足计算精度要求并能够完全消除功率越限量的负荷控制方案。     

改进自适应遗传算法在网络重构中的应用

研究了大停电事故后输电系统的重构优化问题,提出一种求解最优目标网的改进自适应遗传算法。将网络重构问题表示为以恢复负荷总量最高为目的的非线性优化问题,在求解目标网时考虑了负荷的重要性、网络连通性、电网所需满足的各种安全和运行约束等问题。采用改进的自适应遗传算法对问题进行求解,通过适应值函数的计算得到了系统允许条件下的最大允许恢复负荷量。该算法在求解电网重构问题时,编码容易且能方便地处理网络连通问题,求解效率高,用IEEE30节点算例验证了本文方法的有效性。     

考虑暂态稳定约束的可用传输能力计算

提出了一种考虑暂态稳定约束的可用输电能力(ATC)的计算方法。建立了在传统的静态ATC模型中加入暂态稳定约束的有效方法,并在此基础上给出了动态ATC问题的优化计算模型。同时提出了求解动态ATC问题的内点非线性规划算法。该算法不仅具有强大的处理等式约束和不等式约束的能力,而且具有良好的收敛性,能够有效求解动态ATC问题。所提出的模型与算法已在若干系统得到了验证,文中以IEEJ-WESTlO和IEEJ-WEST30系统的计算结果为例说明了该方法的有效性。     

计及风险控制策略的电力系统可用输电容量决策

针对风电装机容量较高的电力系统,在可用输电容量计算时需要合理计及风电机组出力不确定性可能导致的各种风险,文中在可用输电容量决策中引入了风险控制策略,在保证由于风电出力不确定性所引起的系统潮流越限风险不超过给定允许水平的同时,将由于风电机组实际出力不足而导致购电成本超过给定限值的风险控制在一定范围内。首先,将计及风险控制的可用输电容量决策描述为机会约束规划问题;然后,利用半不变量的Gram-Charlier级数展开理论计算相应可用输电容量决策方案下系统的安全风险和经济风险;最后,采用多目标差异进化算法求解所发展的优化模型,并以IEEE 118节点系统为例验证了所提出模型和方法的可行性与有效性。     

大型互联电网最大输电能力的自动求解算法

研究了制约最大输电能力自动化计算的主要问题,即系统过渡过程中的潮流收敛性问题。针对收敛性差的网络,提出了基于时域仿真的病态潮流算法。该算法从时域仿真计算的角度,将一系列求解潮流非线性方程组的问题,转换为在较小的缓慢扰动下的时域仿真求取系统稳定运行状态点的问题。通过对全国联网的数据进行仿真计算,验证了所提算法的有效性。在此基础上对自动计算大型互联电网最大输电能力的算法进行了详细设计。结合实际电网调度运行部门计算考虑暂态稳定约束的最大输电能力的流程,将所提算法在电力系统分析综合程序(PSASP)中进行了实现。     

基于扩展潮流的输电断面最大传输能力

提出了基于扩展潮流模型计算系统输电断面最大输电能力的新思路。在扩展潮流模型中考虑了调速器和励磁系统等动态元件对系统输电能力的影响,从而打破了在以往输电能力求解过程中发电机端电压维持不变的假设,使计算结果更符合实际。建立了基于扩展最优潮流的最大输电能力计算模型,采用线性规划法进行求解,求解过程中采用了基于信赖域思想的整体步长调整与基于曲率的单变量步长调整相结合的步长调整策略。在New England 39节点算例系统中验证了模型和计算方法的有效性。     

架空输电线路温度和最大允许载流量计算

针对传统方法不能有效求解架空输电线路温度和允许载流量的不足,提出了一种基于有限元技术求解输电导线径向温度和最大允许载流量的方法。建立了输电导线温度场的数学模型和JL/LB1A-300/50型钢芯铝绞线输电导线有限元模型,并通过有限元ANSYS软件对该模型在不同环境条件下进行仿真计算,验证了输电导线存在径向温度差,以及径向温度分布受输电线路载流量、空气对流散热、光照强度以及风速等条件的共同影响。结果表明:该方法能够有效求得在不同气象环境条件下输电导线的径向温度值和最大允许载流量,有利于提高输电线路运行安全稳定性,实现输电线路动态增容,提高线路输电能力。     

考虑暂态稳定性约束极限传输容量的计算方法

提出了考虑暂态稳定性约束的区域间极限传输容量(TTC)的计算方法。计及稳定性约束后,TTC的计算可描述为函数空间的非线性优化问题。在算法求解上,利用约束转换技术将函数空间的优化问题转换为常规的静态优化问题．并采用广义降维梯度方法求解转换后的问题。算法运用伴随方程方法处理暂态稳定约束,有效提高了计算效率。所提出的方法较好地解决了考虑暂态稳定性约束后,优化模型规模庞大、计算负担重等问题。这种方法在一个简化系统上进行了测试,测试结果证实了所提出方法的有效性。     

一种求解多目标最优潮流的模糊优化算法

将模糊集理论和非线性原－对偶路径跟踪内点法应用于求解具有可伸缩约束的多目标最优潮流问题,选择合适的加速因子以改善算法的收敛性,并与单目标非线性最优潮流问题的计算结果进行了比较。对几个试验系统的计算表明,该算法具有稳定收敛性能,优化结果精确,灵活方便,处理变量不等工约束和函数不等式约束的能力很强,适合于求解大规模电力系统的多目标优化问题。     

单元机组负荷非线性预测控制及其仿真研究

大型单元机组负荷控制系统存在着强耦合、非线性等特性,常规线性控制策略难取得满意的控制效果。为此,该文提出了一种新的基于模糊模型和免疫优化的非线性预测控制方法,将离线辨识到的全局模糊模型作为预测模型,然后利用实数编码的免疫优化算法在线实现非线性预测控制的滚动优化,给出每个采样时刻的最优控制量。该方法还可通过修正的遗传算子方便地解决控制量受限问题。通过对一个500MW单元机组负荷控制系统的仿真试验,验证了该非线性预测控制方法的有效性。     

电力系统环保经济负荷分配的模糊自修正粒子群算法

针对标准粒子群算法易陷入局部最优、收敛过早的缺陷,提出了一种模糊自修正粒子群算法。通过利用模糊推理机制建立了粒子适应度值隶属度函数,在每次寻优过程中,使得各粒子根据自身当前适应度隶属度函数值来修正惯性权重的取值,而不是把惯性权重作为全局变量,对同一代粒子使用相同的惯性权重;这充分考虑了各粒子自身的性能,可以进一步改善早熟的缺陷,增强全局搜索能力,从而可以获取更好的目标值。将该算法用于求解电力系统经济负荷分配问题,兼顾考虑了燃料成本和环境成本;在求解此问题时,为了更精确地处理功率平衡约束,根据寻优过程中等式约束偏差量的大小不断调整罚系数取值,并以此建立相应的罚函数。算例结果表明,模糊自修正粒子群算法对比标准粒子群算法有较强的全局搜索能力,有更可靠的优化计算结果,进而体现了该方法的有效性和优越性。     

Application of fuzzy linear regression algorithm to power system voltage measurements

This paper presents a new technique for power system voltage measurements based on fuzzy linear regression. The voltage signal is assumed to have a linear relation with the voltage magnitude and the phase angle. The coefficients of this linear relation are considered as fuzzy numbers with given middle and spread values. The spread defines the fuzziness of the function. The proposed technique uses digitized samples of the voltage signal obtained at the relay location. The problem is formulated as a linear optimization problem, where the objective is to minimize the spread of the fuzzy output for the whole data set, which is a linear function of the spread, subject to satisfying inequality constraints. A linear programming algorithm is used to solve the associated linear optimization problem. The proposed technique is tested using nonfuzzy data as well as fuzzy data. We study the effects of frequency drift, model inadequacy, degree of fuzziness, sampling frequency and number of samples on the estimated parameters.     

基于模糊线性规划的无功电压优化

传统无功电压优化算法一般是单目标优化问题，并没有考虑有功网损的降低和限制控制量调节数最少，而且在处理电压约束时，未考虑“软约束”特性。针对电压无功问题的这些特点，引入模糊线性规划算法以解决这一问题。文中推导了将多目标模糊约束问题转化为单目标开明约束问题的数学模型。算例的计算结果表明，模糊线性规划算法可以很好地协调降低网损、限制调节量和确保节点电压裕度三者的关系，在有限控制量调节的前提下，可实现校正违界电压、降低系统网损和确保所有节点电压留有一定的裕度。     

Fuzzy reactive power optimization in hybrid power systems

Reactive power control, which is one of the important issues of power system studies, has encountered some intrinsic changes because of the presence of the hybrid AC/DC systems. The uncertainty in determination of some ill-defined variables and constraints underlines the application of fuzzy set as an uncertainty analysis tool. Herein a fuzzy objective function and some fuzzy constraints have been modeled for the purpose of reactive power optimization then this fuzzy model is dealt with as a linear programming problem to be solved. Contrary to the separate modeling of the conventional AC/DC optimization methods, this study attempts to attain the most optimal solution by the simultaneous employment of the total contributing factors of both AC and DC parts. In this way, the conventional issue of the coordinated control of firing angle and the transformer tap of the DC terminals is resolved, yet the method provides more flexibility to gain the most optimal condition since it uses more control factor for solving the optimization problem. The proposed method is performed on the modified IEEE 14 and 30-bus systems; and it is shown to have less computational burden and further minimized objective function than the conventional method.     

基于安全性的互联电网间最大输电容量的研究

电网在制定运行调度计划时，需要知道联络线的最大输电能力，以及阻碍输电的主要因素。计算最大输电能力的常见算法是连续潮流法，但其结果不一定能保证满足电网安全约束。本文在对外部系统合理等值的基础上，比较了采用连续潮流、有功和无功解耦的优化算法计算互联电网间的最大有功输电容量的差异，重点考察了发电机容量、节点电压、线路载荷等安全约束条件对计算结果的影响。IEEE-RTS算例结果表明，本文所述算法可以用来检验运行方式的安全性，安排调度计划，提高电厂和电网的运行效率。     

基于免疫禁忌混合算法的多目标最优潮流计算

针对电力系统多目标最优潮流计算问题,提出了一种基于免疫禁忌混合算法的多目标模糊优化潮流计算的新方法。该方法运用模糊集理论来构造评价函数,实现了多目标优化问题向单目标优化问题的转化,兼顾了各子目标,保证了较高的整体优化水平;采用求解精度高、使用灵活的免疫禁忌混合算法来进行单目标寻优,准确地获取了符合实际的全局最优解。通过对IEEE 30节点系统进行多次多目标最优潮流仿真计算,并将计算结果分别与单目标最优潮流计算及采用粒子群算法、免疫算法等其它算法的结果进行比较和分析,验证了该方法是解决电力系统多目标最优潮流问题的一种有效方法。