泵站单机组叶片调节与变频变速组合日运行优化方法研究

本文提出了考虑峰谷电价与站下水位变幅的单机组叶片调节与变频变速组合日优化运行（以下简称为组合日优化运行）数学模型,以日开机运行总耗电费用最少为目标函数,1日24h划分的若干时段为阶段变量,各时段叶片安放角、水泵转速为决策变量,规定时段内抽水总量为约束条件。对该复杂系统最优化问题,提出了各时段叶片安放角正交试验选优、水泵转速动态规划模型优化的试验选优方法。对江都四站单机组组合日优化运行与叶片调节日优化运行、额定日运行进行了比较分析,结果表明,在扬程变幅范围内,不管是否考虑峰谷电价,从经济可行性的角度江都四站的改造中没有必要安装变频设备,不需考虑叶片调节与变频变速组合优化运行。     

基于改进离散粒子群算法的电力系统机组组合问题

提出一种新的离散粒子群算法。结合改进的自学习策略优化粒子群算法适用于求解电力系统中的机组组合（unit commitment,UC）问题。算法将UC问题分解为具有整型变量和连续变量的2个优化子问题,采用离散粒子群优化和原对偶内点法相结合的双层嵌套方法对外层机组启、停状态变量和内层机组功率经济分配子问题进行交替迭代优化求...     

改进混沌离散粒子群与等微增率的机组组合优化

针对火电机组组合问题具有非线性、离散性、随机性以及高维、非凸等特点,提出一种适用于求解大容量火电机组组合优化问题的改进混沌离散粒子群优化算法。基于改进混沌离散粒子群算法来确定机组启停决策变量,采用跟踪负荷变化并引入修正策略来修正机组启停决策变量,提高算法的效率和解的精度。采用Kuhn-Tucker最优性条件对等微增率进行改进,使其分配结果满足爬坡及出力上下限要求。通过改进的混沌离散粒子群与等微增率混合嵌套,分别对外层机组启、停状态变量和内层负荷分配进行交替迭代优化。仿真算例表明,所提出的算法在求解机组组合问题时具有较强的全局搜索能力和适应性。     

市场环境下梯级电站厂间–厂内负荷分配模型

市场环境下梯级负荷分配包括厂间负荷分配和厂内机组两个层次,厂间负荷分配目标为梯级效益最大化,厂内负荷分配目标为在安全前提下满足耗水量最小化。本文建立两个层次分配模型：厂间采用发电收益最大目标,使用逐步优化算法解决;厂内机组负荷分配采用耗水量最小目标,使用双动态规划解决,先采用动态规划解决逐时段内安全约束下最优分配,在此基础上时段间采用动态规划解决机组启停优化。两层次间以时段综合出力系数为协调变量的策略进行协调优化,将厂间负荷分配作为第一阶段,将厂内负荷分配作为第二阶段,两阶段迭代求解,得到最优分配结果。实例表明算法高效、快速完成了厂间–厂内负荷分配的统一调度,提高市场环境下梯级电站的竞争能力。     

一洞多机引水式水电站短期负荷分配方法

我国许多大型水电站采用一洞多机长距离引水发电模式,短期负荷分配面临机组间水力相互干扰、水头计算困难等问题,建模及求解极其困难。考虑到一洞多机式电站机组间水力联系复杂,采用两阶段建模求解：第一阶段建立考虑持续时段约束的水电机组开停机优化模型,结合启发式搜索策略和逐步优化算法确定开机隧洞及最优开停机组合方式;第二阶段建立以电定水准则的负荷分配模型,采用动态规划方法进行给定开停机方式下机组间的负荷最优分配。以红水河某水电站枯水期不同负荷率典型日分配为例,结果表明所提方法具有较强的实用性,可满足实际运行要求。     

一种求解机组组合问题的新型改进粒子群方法

将电力系统中机组组合这一复杂的多约束混合整数规划问题分解为具有整型变量和连续变量的两个优化子问题,提出采用改进离散二进制粒子群算法和标准粒子群算法相结合的双层嵌套方法,分别对外层机组的启、停状态变量和内层功率经济分配进行交替迭代优化求解。同时在算法中引入基于机组优先顺序的变异技术和修补策略,能有效地处理机组最短启、停时间约束,并提高算法的全局寻优能力和计算效率。通过对10机系统的算例计算,并同其他算法的结果进行比较分析,仿真结果表明新方法求解精度高、收敛速度快,从而验证了新方法的可行性和有效性。     

一种求解机组组合问题的新型改进粒子群方法

将电力系统中机组组合这一复杂的多约束混合整数规划问题分解为具有整型变量和连续变量的两个优化子问题，提出采用改进离散二进制粒子群算法和标准粒子群算法相结合的双层嵌套方法,分别对外层机组的启、停状态变量和内层功率经济分配进行交替迭代优化求解。同时在算法中引入基于机组优先顺序的变异技术和修补策略，能有效地处理机组最短启、停时间约束，并提高算法的全局寻优能力和计算效率。通过对10机系统的算例计算，并同其他算法的结果进行比较分析，仿真结果表明新方法求解精度高、收敛速度快，从而验证了新方法的可行性和有效性。     

用大系统分解与协调理论研究电力系统的最优机组组合

本文根据大系统分解与协调理论,提出了一个新的求解电力系统最优机组组合的数学模型,并将这个N维混合整数非线性规划模型降维分解成N个一维子模型,从而可用简单实用的一维动态规划法求解子模型。并借助于协调器进行全局协调优化,求出最优机组组合,克服了应用直接动态规划法遇到的“维数灾”。 电力系统实例计算结果表明,在机时、内存和经济效益等方面,本文方法均明显优于直接动态规划法。     

水电厂经济运行的优先表动态规划方法

基于常规动态规划方法，将负荷最优分配与开停机组合寻优过程同时在线计算，机组组合方案按参与运行的机组台数递增选取，最优负荷分配亦随机组台数递推，排除不符合日发电计划中负荷要求的机组组合，以流量最小为优先原则，存储有限项可行组合，减少中间数据存储，降低寻优维数，缩短计算时间，适合机组特性数据经常变化的要求。对12台机组的实例计算表明，合理选择有限项的个数，可较快地解算出最优开停机计划。     

计及直流限额动态调整的送受端一体化日前调度计划模型

通过特高压直流输电将能源基地的大规模电能送往负荷中心是我国电网的一种常态化运行方式.直流计划与送受端发电计划分阶段协调模式及直流输电限额可能受制于受端电网运行方式使得安全约束机组组合问题难以获得全局最优解.该文将开机台数、开机容量、备用容量等电网方式信息对直流限额的影响纳入机组组合模型,提出了计及直流限额动态调整的送受端一体化日前调度计划优化模型.针对模型中约束边界条件随决策变量动态变化的问题,通过引入0-1指示变量,将复杂逻辑约束转变成混合整数规划问题,确保了模型的有效求解.将所提模型应用于新英格兰10机39节点标准算例和我国某省级电网,验证了所提模型的正确性和有效性.     

计及风电置信风险的源网协调多目标优化调度

为了更为合理灵活地评估风电高估/低估给电力系统优化调度带来的风险性以及降低调度决策的保守性,基于风电机会约束提出风电高估/低估置信风险功率偏差量化计算方法,并在决策变量中引入变压器变比调节和无功补偿容量优化,构建计及风电置信风险和源网协调运行的经济/风险多目标优化调度模型。提出一种基于可行性和非劣性综合排序回溯搜索算法,从而实现对调度模型的高效准确求解。IEEE 30节点系统算例结果验证了所提方法的有效性和优越性。     

考虑动态重构的主动配电网多目标双层优化调度方法

提出一种考虑网架动态重构的主动配电网双层优化调度模型。模型上下层的优化目标均为运行费用最小和系统快速电压稳定性最优,下层优化目标是上层优化目标的组成部分,通过定义相同目标函数实现上下层决策变量的协同优化。模型上层决策变量是各个重构时段内的网架结构,采用基于基本环路的网架十进制编码方式,提高网络重构的求解效率。模型下层的决策变量是各主动管理时段内分布式电源出力、补偿电容器、静态无功补偿器的投切、OLTC动作情况,实现主动配电网的最优调度。采用IEEE 33节点配电系统验证所提方法的有效性。仿真结果表明,所提动态重构方法能大大提升网络重构的求解效率,所提双层优化模型能有效降低配电网运行费用,同时提升系统电压稳定性。     

水火电力系统有功无功经济调度的新算法

本文建立了水火电力系统有功无功经济调度的大系统分解协调模型,将复杂电力系统分解成火电有功、水电有功及无功三个相对简单的子系统,协调求解。求取协调变量λ时采用区间寻优法妥善处理火电机组越限问题。用网流法优化水电有功和无功子系统,并提出了一种特殊变费用系数网络的最小费用流算法,算例结果表明,本文模型合理且算法有效,经济效益明显。     

考虑综合能源站柔性调控作用的城市配电网多阶段规划方法

随着城市经济发展与终端用能电气化的普及,以制冷用电为首的电负荷需求持续增加且峰谷差情况愈发严重化,导致现有配电网运行负担逐渐加重。在此背景下,将综合能源站(IES)作为多能流耦合节点,在配电网中引入多能协调互补及蓄能移峰功能,计及多个阶段负荷发展及多类型负荷特征,提出在IES柔性调控作用下的配电网多阶段规划方法。基于IES能流结构及其运行机制,分别在不同气候类型地区负荷模拟场景下,以总规划期内投资与运行经济性最优为目标,建立由线路、变电站和IES构成决策对象的配电网双层多阶段规划模型,规划与运行层模型通过决策变量关联达成一体化协同求解。通过修改后的IEEE 33节点配电系统对所提方法的有效性进行校验,并进一步将所提方法应用于某地实际152节点配电系统,分析不同负荷特征下配电网规划运行效益、负荷峰谷差调节效果及IES运行状况,得出计及IES的城市配电网规划方法的实用性结论。     

An algorithm for the optimal scheduling of variable head hydro andthermal plants

The authors present an efficient and optimal method of scheduling thermal plants in coordination with fixed and variable hydro units. From the system model of the cost function, energy balance and water availability constraints, a set of coordination equations were derived from Kuhn-Tucker conditions of optimality. The equations when linearized were found to be partially separable. By neglecting the second order differentials of power losses the equations were made separable and this enabled the coordination equations to be reduced to two sets of equations and thus the Lagrange multiplier for the water availability constraints can be solved separately from unit generations instead of simultaneously. once the Lagrange multiplier of the reservoir constraint was determined the values of other variables were calculated by back substitutions. The reduction of the coordination equations reduced the size of the matrix to be inverted. Furthermore the matrix has a special structure that allowed its inverse to be computed directly and easily. Case studies with various systems were carried out to test the efficiency of the proposed algorithm and the detailed result of one test case is discussed     

梯级水电站长期多目标模糊优化调度新模型

梯级水电站不仅要满足电力系统运行要求,还要考虑发电和用水之间的协调,才能使综合效益最大化。提出一种兼顾年发电量和运行成本的梯级水电站长期多目标优化调度新模型。通过分别求解各个单目标优化问题和定义各单项目标的隶属度函数,把多目标问题模糊化;采用对各单项目标优化的目标值在一定范围内伸缩的方法来体现决策者的主观意愿;利用模糊最大满意度方法把多目标优化问题转化为单目标非线性规划问题;并构建了一种动态调整惯性因子的自适应粒子群算法。仿真计算验证了模型的正确性和求解方法的可行性,多目标模型比单目标模型获得了更佳的综合效益,模糊优化处理方法避免了目标权重选取的人为任意性,同时自适应粒子群算法计算速度快、收敛精度高。     

考虑多种变量不确定性的梯级水电站中期调度及交易决策方法

如何衡量在中期调度阶段参与中长期市场交易时由于日径流与市场出清电价的不确定性而承受的风险并做出相应决策是梯级水电站亟待解决的问题.结合中国西南某以水电为主导地位的真实市场结构与交易结算规则,建立联合信息间隙决策理论与前景理论的梯级水电站中期运行及交易决策方法.针对中期调度阶段水电站参与中长期市场交易面临的主要不确定性变量,根据信息间隙决策理论得到鲁棒模型中满足预期收益的变量的最大波动范围,再利用前景理论在该范围内构建一种计及决策者心理因素的竞价策略模型.以某电网梯级水电参与电力市场的实际资料为例进行仿真分析,结果表明所提方法可提供不同预期收益目标下日径流与市场电价波动范围,并且可在该范围内根据决策者不同的风险偏好程度制定合理的申报决策与运行方案.     

电力系统源-网-荷-储协调水平综合评价方法研究

在源-网-荷-储协调优化成为电力系统发展趋势的背景下,对系统协调水平进行全面、合理的评估有利于把握影响系统协调能力的关键环节,指导规划方案的优化。首先,分析源-网-荷-储协调运行背景下,影响系统协调能力的不确定性因素,构建计及多主体交互的分层级评价指标体系;然后,建立各指标数学模型,提出基于AHP-Delphi赋权法的源-网-荷-储协调水平评价方法;最后,展开算例分析,对某省3地区实际规划方案的合理性进行综合评价,为规划方案的优化决策提供参考。     

电力系统恢复的主从递阶决策模型及其优化算法

引入主从递阶决策概念，建立了一种适合于大面积停电后分布式恢复的主从递阶决策模型。该模型包括主从递阶恢复决策结构和基于承诺与约定的主从递阶决策模型。通过自下而上的可行性检验与自上而下的目标优化，限制问题的求解规模，避免了对大规模系统直接求解的困难。针对主从递阶决策问题的优化求解，提出基于回溯算法的优化方法。山东电网的仿真结果表明，该方法充分考虑了电力系统分层递阶调度的特点，能满足大规模电力系统大面积停电后分层分区恢复协调调度决策的要求。     

基于外部成本内置法的备用市场竞价模型

针对多因素下多种备用资源的优化配置问题,提出基于外部成本内置法的备用市场竞价模型。以需求响应为机会成本,同时考虑容量事故的不确定性,采用风险管理方法建立发电侧备用需求曲线,实现需求侧与发电侧两类备用资源的协调。量化分析发电侧备用可靠性与碳排放因素的边际外部成本,并将该成本内置到发电侧备用的内部成本报价中,以所得边际综合成本作为竞价依据,进一步实现了发电侧备用资源的内部协调。最后,通过供需理论得到备用最优点。算例仿真结果证明所提方法能够从社会角度实现备用资源的优化配置,具有可靠性与碳减排激励作用。