考虑输电线路动态增容的增强型安全约束最优潮流

在复杂内外部风险的影响下,输变电设备的随机故障已成为影响电网安全运行的重要因素。针对现有安全约束最优潮流存在的灵活性或安全性不足的问题,提出了一种增强型安全约束最优潮流(ESCOPF)模型,采用输电线路动态增容技术,保证电网在预想事故发生后至校正控制生效前的运行安全性。并给出了一种基于Benders分解的求解算法,将原问题分解为预防控制主问题、动态增容校验子问题和校正控制可行性校验子问题。通过不断向主问题返回Benders割修正机组发电计划,最终得到满足所有子问题校验的最优发电计划。算例分析结果表明,ESCOPF模型能够充分利用线路输电能力,扩大电网安全运行范围,从而提升系统运行的经济性。     

光伏并网下考虑电网安全约束的机组组合

基于Benders算法提出了一种求解光伏并网下考虑安全约束机组组合方法,借鉴两层分解思想,将其分解为无安全约束机组组合和考虑安全约束机组组合的线路潮流检测问题,形成了适合于混合整数规划问题的主问题和子问题的计算方法。针对主问题的检测引入了发电机输出功率转移分布因子及惩罚变量,从安全性和经济性角度实现对该机组组合问题的优化。在MATLAB和CPLEX中以加入光伏的IEEE14系统为测试算例进行仿真,结果显示在满足安全约束的前提下机组组合的总运行成本较无光伏并网时有所下降,表明该方法可以合理协调机组组合中的安全性与经济性。     

机组检修与运行组合的协同优化

机组检修计划和机组运行组合都是电力系统电源运行结构优化的重要组成部分。风电等新能源的大规模接入和智能电网调度的推进对电力系统电源运行结构优化提出了新的要求。为了进一步提高电网运行的安全性,提高电网消纳新能源的能力,提升电网调度的精确化、智能化水平,文中提出一种内嵌N-1安全校核的月度电源运行结构优化的新模式。该模式在更长的时间尺度、更广的空间维度充分挖掘机组检修与机组组合的协同优化空间,内嵌考虑N-1安全校核,有效提高了机组检修计划与发电计划的安全性与经济性。IEEE 30节点系统和某省级电网的算例分析揭示了实现机组检修计划与运行组合协同优化的效益。     

基于可行空间并行的安全约束最优潮流

为了提高电网控制决策的实时性,文中将计及预想故障安全约束的经济性优化问题分解为以发电成本最小为目标的基态最优潮流主问题和预想故障安全校核子问题,并提出一种基于可调空间切片并行的分解协调算法进行求解,以避免交替迭代。首先,按不同比例对可调空间进行切片形成多个切片方案,并基于并行计算平台采用原始-对偶内点法对各切片方案进行基态最优潮流主问题求解;然后,对各优化后方式进行预想故障并行安全校核;接着从通过安全校核的切片方案中挑选出发电成本最小的方案;最后,以贵州省某市电网为算例分析验证了所提方法的有效性。     

最优校正型安全机组组合模型及其求解算法

如何在确保电网安全的前提下提高电网运行的经济性和节能性是电网短期发电计划的核心目标.针对预防型机组组合以及考虑校正能力的机组组合在经济性方面过于保守的不足,提出了能够精确考虑实时校正再调度能力的最优校正型安全机组组合的模式和模型,在确保电网安全的前提下,扩展了机组组合的优化空间,进一步提高了机组组合的经济性.基于Ben...     

考虑柔性交流输电系统设备控制的校正型安全约束最优潮流

为提升安全约束最优潮流调度的经济性与安全性,提出一种基于直流潮流的考虑柔性交流输电系统(FACTS)设备控制的校正型安全约束最优潮流模型。在线路故障发生后,通过FACTS设备校正措施,将线路潮流控制在其容许范围内。由于所提模型为大规模的非凸、非线性优化问题,难以直接求解,因此先采用大M法,将原非线性优化模型转换为混合整数线性规化模型,并采用Benders分解算法将转换后的模型分解为基态最优潮流主问题与N-1故障校验子问题。通过固定整数变量的方法,将非凸的混合整数优化子问题转换为线性规划子问题,从而能向主问题返回对应的Benders割。6节点系统与IEEE RTS-79节点系统算例验证了所提模型与算法的有效性。结果表明,考虑FACTS设备校正控制的安全约束最优潮流能有效提升调度运行的经济性。     

基于机组综合状态评价策略的大型水电站?精细化日发电计划编制方法

为减小水电站日发电计划与实际运行的偏差,提出一种基于机组综合状态评价策略的大型水电站精细化日发电计划编制方法.依据机组综合运行状态评价策略,确定机组优先开停次序;考虑水量、水库库容、机组运行限制等多重安全生产约束条件,以发电量最大为目标建立大型水电站日发电计划精细化模型,将其分解为机组组合子问题和开机机组最优流量分配子问题;采用原始量子进化算法和实数差分量子进化算法循环嵌套求解,获得水电站精细化日发电计划最优解.将所提算法应用于葛洲坝水电站并与其他求解方法对比,结果表明所提精细化日发电计划编制方法求解精度高,优化效果好     

大规模系统月度机组组合和安全校核算法

采用时序优化方式解决月度机组组合和电网安全校核问题,针对电力市场和节能调度模式,建立了优化数学模型。利用拉格朗日松弛算法进行月度720时段机组组合优化,利用非线性内点最优潮流算法进行电网安全校核。以IEEE RTS标准算例和中国华东电网为例进行大规模优化性能分析,结果表明该算法是解决大规模电力系统月度发电计划和电网安全校核的有效方法。     

采用Benders分解含机组禁止运行区间的安全约束最优潮流

由于机组的物理结构特性等原因,机组的部分出力区间无法达到,又称其为发电机禁止运行区间,如果在安全约束最优潮流中未考虑禁止运行区间,可能会导致线路故障后机组的校正出力无法消除潮流越限。提出了考虑发电机禁止运行区间的安全约束最优潮流。由于所提模型为大规模的混合整数线性优化问题,难以直接求解,采用Benders分解算法将模型分解为基态最优潮流主问题与短、长期N-1故障校验子问题。通过固定整数变量的方法,将非凸的混合整数优化子问题转换为线性优化子问题,从而能向主问题返回对应的Benders割。6节点与IEEE RTS-96节点算例验证了所提模型与算法的有效性。     

发电侧电力市场中安全校核算法的研究与实现

为适应当前我国电力市场下新的运营规则提出了安全校核算法,并充分利用原有发电计划程序。在安全校核中,系统如果可以仅仅通过调整机组出力来消除过载,则给出机组出力调整措施;如果系统必须要通过调整机组开停计划才能消除过载,则给出建议的机组开停指标;从而与通用的发电计划算法一起,可以生成带安全校核的闭环交易计算。该算法 以系统购电费用最小为目标,基于线性规划中的对偶单纯纯形方法,同时利用松纯技术和降阶基方程技巧,并且考虑了机组报价曲线的非线性特点。依据该算法所开发的应用软件已经在辽宁省发电侧电力市场中投入实时运行,实际计算结果表明,该算法收敛速度快,计算结果合理、符合系统实际,与发电计划一起实现了带安全校核的闭环实时交易计划。     

华北电网安全节能发电优化调度系统功能设计

华北电网安全节能发电优化调度系统采用与能量管理系统（EMS）一体化设计,可直接应用EMS采集的电网模型,并以此为基础进行拓扑分析。该系统采用分布式软件设计,便于开发、维护、实用。以安全约束机组组合为核心完成年度合同分解、月度合同分解、月度市场、日前调度等功能。这些功能在优化时考虑电网安全约束和机组的技术参数,保证优化结果真实可行。通过系统的研究态多时段交流全网络安全校核功能对优化结果进行校核,保证结果真实可行。实际应用表明该系统效果良好。     

A decomposition approach to nonlinear multi-area generationscheduling with tie-line constraints using expert systems

The authors propose a rigorous method to treat multiarea generation scheduling with tie line limits. An expert system was used for obtaining the initial solution. As the generation scheduling problem involves unit commitment and economic dispatch, the method adopts an iterative procedure to deal with these two phases. The hourly load demand and the area power generation will cause the tie flows to change. To maintain the operation security in every area, the spinning reserve should comply with the area power generation rather than its load demand. After economic dispatch, it is necessary to adjust the unit commitment in each area for preserving the spinning reserve requirements. Heuristics were used to modify the generation unit combinations. The objective is to find an economic generation schedule for a multiarea system. The interchange transactions among areas represent the transportation problem, embedded within the nonlinear optimization process. The equivalent system concept is adopted, and the transmission losses are included in this study. A four-area system with each area consisting of 26 units was used to test the efficiency of the proposed algorithm     

Optimal generation scheduling with ramping costs

In this paper, a decomposition method is proposed which relates the unit ramping process to the cost of fatigue effect in the generation scheduling of thermal systems. The objective of this optimization problem is to minimize the system operation cost, which includes the fuel cost for generating the required electrical energy and starting up decommitted units, as well as the rotor depreciation during ramping processes, such as starting up, shutting down, loading, and unloading. According to the unit fatigue index curves provided by generator manufacturers, fixed unit ramping-rate limits, which have been used by previous studies, do not reflect the physical changes of generator rotors during the ramping processes due to the fatigue effect. By introducing ramping costs, the unit on/offstates can be determined more economically by the proposed method. The Lagrangian relaxation method is proposed for unit commitment and economic dispatch, in which the original problem is decomposed into several subproblems corresponding to the optimization process of individual units. The network model is employed to represent the dynamic process of searching for the optimal commitment and generation schedules of a unit over the entire study time span. The experimental results for a practical system demonstrate the effectiveness of the proposed approach in optimizing the power system generation schedule     

大型水火电力系统短期最优机组启停调度

给出了描述大型水火电力系统短期机组启停调度的数学模型,应用大系统分散控制理论将这一复杂问题分解为3个简单的子问题,分别用一维动态规划和网络规划法术解,最后,通过拉格朗日乘子协调控制得出最优可行解。该算法也可同时考虑火电的最优启停机计划和水电的优化调度。     

电网安全节能发电日前调度优化模型及算法

华北电网安全节能发电调度辅助决策系统中的日前调度模块实现了机组组合和安全约束经济调度两大功能,制定日发电计划既符合各种安全约束又满足各类辅助服务需求。采用同一个优化模型,通过修改输入信息实现节能发电调度、电量进度发电调度、成本调度、市场竞争等多种调度模式。引入violation和violation penalty weights两类参数,确保优化模型始终有解,满足工程实际应用的要求。采用同时可行性测试与优化计算相迭代的方法缩短了计算时间。日前调度模型为混合整数规划模型,采用分支定界法进行求解。为了精确校核日前调度结果,该系统开发了研究态全网络多时段安全校核功能,选择多个时间节点对日前调度结果进行精确的交流潮流校核,确保日前调度结果满足安全运行要求。     

Coordination of Midterm Outage Scheduling With Short-Term Security-Constrained Unit Commitment

The proposed model solves the coordinated generation and transmission maintenance scheduling with security-constrained unit commitment (SCUC) over the scheduling horizon of weeks to months. The model applies the Lagrangian relaxation technique to decompose the optimization problem into subproblems for generation maintenance scheduling, transmission maintenance scheduling, and short-term SCUC. The decomposition and cooperation strategy is applied to the first two subproblems for the scheduling of generation and transmission maintenance. The SCUC solution is based on the mixed integer programming (MIP) technique. The optimal hourly results for maintenance scheduling, generation unit commitment, and transmission flows are obtained using a chronological load curve. Effective strategies are applied for accelerating the convergence of the hourly solution. The numerical examples demonstrate the effectiveness of the proposed model.     

基于混沌遗传混合优化算法的短期负荷环境和经济调度

环境和经济短期负荷调度主要由在调度周期内的最优机组组合和负荷分配组成,该文将优先次序法、遗传算法与混沌优化相结合,以应用到电站机组环境／经济运行优化问题中,在混沌遗传算法中采用递阶基因结构,将控制基因用于机组组合全局粗寻优,参数基因用于负荷分配局部优化, 基因修正与罚函数相结合解决约束问题,采用混沌扰动避免遗传算法早熟,运用基于线性搜索的混沌局部优化方法,加快算法的收敛速度和降低计算时间,优化计算结果可以同时得到最优机组组合及负荷最优分配,为实际调度系统提供了一个良好的方法。     

基于退火演化算法和遗传算法的机组优化组合算法

机组组合问题是编制短期发电计划时首先要解决的问题，合理的开停机方案将带来很大的经济效益。现代电力系统对机组优化组合算法的收敛速度和解的质量要求越来越高，作者从改善传统算法这两方面着手，根据退火演化算法和遗传算法各自的特点，提出了一种用于机组优化组合的组合算法。与传统的一些优化算法相比，该组合算法具有搜索速度快，收敛性好，而且解的质量相当高。通过对实际系统的测算，验证了该方法的有效性和优越性。该方法具有良好的并行性，易于在并行计算机上实现。