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。     

考虑电网N-1闭环安全校核的最优安全发电计划

提高发电计划的安全性和经济性是将短期发电计划应用于实际调度运行的关键.提出了将机组组合与电网线路N-1安全校核直接闭环的发电计划模式,实现了考虑线路N-1闭环安全校核的机组组合全空间优化,有效地提高了发电计划的安全性和经济性.基于该模式,提出了主、子问题一体摔制的最优奔德斯(Benders)分解方法,确保了分解协调的最优性和高效性,并且将起作用整数变量的识别方法嵌入主问题求解流程,进一步提高了安全机组组合模型的求解效率,为所提方法的实用化奠定了计算基础.理论分析和算例测试验证了所提最优闭环发电计划的最优性和高效性.     

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。     

基于安全约束机组组合的中长期电量安全校核两阶段优化

为量化评估中长期电量计划和交易合同可能对电网运行带来的安全风险,解决电量合同执行的受限因素定位与调整难题,提出了一种基于安全约束机组组合的中长期电量安全校核两阶段优化方法。阶段1严格考虑电厂的电量约束,以断面潮流越限量最小为目标建立电量校核优化模型,获得电量约束下的最优机组组合方案;阶段2则考虑电网运行约束,建立电量安全校正优化模型,通过调整机组组合方案来消除断面越限。通过统筹电力电量平衡和电网安全的两阶段优化调度,获得电量合同的可执行性结论,以及不可行时的原因定位和调整方案。实际系统算例分析验证了该方法的有效性和实用性。     

考虑经济性与快速性的虚拟电厂多目标优化调度

风电大规模并网对电网产生很大影响,为保证电网安全运行,需要通过火电厂快速调节负荷来平抑风电出力的波动。火电机组在低负荷运行时经济性较差,且频繁调负荷会导致机组的安全性和寿命降低。为了解决上述问题,提出风火互补发电,将风电场与火电厂构成虚拟电厂统一参与电网调度。通过理论分析,建立了考虑经济性和快速性的虚拟电厂多目标优化调度模型,采用改进的遗传算法进行求解。通过对不同场景的算例进行仿真分析,结果表明,多目标优化调度模型在满足电网调度时间要求的前提下,可以实现虚拟电厂经济性最佳。同时,给出了多目标优化模型权重系数的选取策略,并分析了虚拟电厂的风电消纳能力。     

节能调度环境下电网分层、分区潮流自动控制策略的设计与实现

出了节能调度环境下基于潮流控制灵敏度的电力系统分层、分区控制策略及算法.在电磁环网方式下,将机组煤耗率和联变潮流控制灵敏度相结合,求解在保证系统各联变下送断面不超稳定极限的条件下,各类机组的最优调用顺序.在豫北电网的实际工程应用表明,该方法和策略可以在保障电网安全的前提下,充分利用电网的能源、资源优化配置功能,以达到电网安全性与经济性的协调统一.     

计及机组组合状态调整的发电计划安全校正策略

发电计划安全校正是调度计划和调度运行的一项重要内容.提出了一种基于调整量最小的安全约束经济调度模型的发电计划安全校正新策略,并通过松弛机组出力限值约束,可以在调整机组出力无法满足电网安全的情况下,进一步调整机组的组合状态来消除潮流越限,从而提高安全校正算法的鲁棒性和实用性.实际系统算例分析证明了算法的有效性,在此基础上...     

火力发电机组基于同源设计的一次调频优化策略

在新能源大规模接入、特高压互联等智能电网新形势下,电网对常规火电机组的调频能力提出了更高的要求,需要机组在运行控制方面深挖潜力,即在保证稳定运行的前提下,灵活调频、深度调峰,具备更高的网源协调支撑能力.以华北区域某机组为研究对象,结合华北电网一次调频考核要求,通过信号同源、控制策略优化和阀门流量特性优化等工作,有效提升机组一次调频性能,提高机组运行的安全性和经济性.     

一种基于深度强化学习算法的电网有功安全校正方法

电力系统有功安全校正对于保障电网安全运行具有重要意义。传统有功安全校正方法无法综合考虑系统潮流分布状态和机组的调整性能，求解效率低、涉及调整的机组多，存在调整反复的现象，在实际应用中具有一定困难。因此，采用深度强化学习算法，提出一种基于深度Q网络(Deep Q Network, DQN)的有功安全校正策略。首先，建立系统有功安全校正模型。其次，采用卷积神经网络(Convolutional Neural Networks, CNN)挖掘电网运行状态深层特征。进一步利用DQN算法通过“状态-动作”机制，以“奖励”为媒介，构建电网运行状态与最优调整机组组合的映射模型，确定调整机组。最后，根据过载线路对调整机组的灵敏度，计算得到调整量。IEEE39节点系统的验证结果表明，所提出的有功安全校正策略在处理多线路过载时可综合考虑系统潮流分布的总体状况和机组调节性能，高效地消除线路过载。     

考虑电动汽车换电站与电网互动的机组组合问题研究

大规模电动汽车换电站接入电网后,其充放电行为将给系统优化运行带来新的挑战。将电动汽车换电站引入传统机组组合问题中,提出考虑换电站与电网互动的机组组合(unit commitment,UC)新模型。在深入研究电动汽车电池更换物理过程的基础上,以常规机组的发电成本、启动成本和考虑换电站充放电净负荷的方差为目标函数,考虑了换电站的充放电效率、电量平衡和满足日换电需求的最小储能等约束,形成机组组合问题优化新模型。通过换电站充、放电过程优化,降低机组出力的调整频率,提高电网安全运行的经济性。最后,在10机电力系统模型上进行算例仿真分析,验证所提模型的有效性和正确性。     

机组组合问题的模型及算法综述

机组组合问题是电力系统优化运行的重要组成部分。在总结传统的机组组合数学模型及经典求解方法的基础上,深入分析了近年来考虑环保、安全、市场及随机性等因素的机组组合模型的特点和意义,详细评述了智能类(如优先顺序法)、数学规划类(如分枝定界、动态规划)、元启发类(如遗传算法、粒子群算法)等各种求解方法的原理、所取得的研究成果及不足之处,介绍了近年来出现的如整数辨识、社会演化、邻域搜索及模式搜索等求解方法的特点,并总结了现有较具代表性的混合整数规划数学软件GAMS和CPLEX的优缺点。最后,探讨了未来适应于智能电网的机组组合的发展方向,提出了机组组合尚需研究和解决问题,希望能为机组组合问题的研究者提供参考。     

考虑网络安全约束的机组组合新算法

市场机制驱使电网运行于安全极限的边缘,考虑网络安全约束的机组组合问题变得尤为重要,基于对偶原理的拉格朗日松弛法是解决这一问题的有效途径。文章提出了一种解决网络安全约束下的机组组合问题的新算法,在拉格朗日对偶分解的基础上结合变量复制技术,通过引入附加人工约束将网络约束嵌入单机子问题中,实现在机组组合中考虑网络安全约束。该算法摆脱了现有各种处理手段在解决网络安全约束的机组组合问题时将网络安全约束与机组启停相分离的不足,揭示了安全经济调度和安全约束下的机组组合在概念上的区别和联系。     

松弛约束发电计划优化模型和算法

安全约束机组组合和安全约束经济调度是发电计划优化的核心,算法鲁棒性是影响其工程应用的关键因素.在对通用安全约束机组组合优化模型分析基础上,提出安全约束发电计划的松弛约束模型.通过松弛机组发电量约束、环保约束、网络约束、机组速率约束和机组调节范围约束等,提高算法收敛性能.文中所提出的模型和算法已成功应用于某省级电网.     

电力系统静态安全混合控制方法

提出一种将预防控制和校正控制相协调的电力系统静态安全混合控制方法。预防控制模块中,利用风险指标确定进入预防控制模块的预想故障集,该风险指标考虑了预想故障发生的概率及其严重性,采用连续线性规划技术求解考虑多预想故障的静态安全预防控制策略。校正控制模块中,首先判断系统静态安全裕度是否满足要求,并考虑风电/光伏的随机波动特性,针对不安全故障分别制定校正控制策略。所提方法通过系统风险指标协调预防控制和校正控制中考虑的预想故障集,从而将预防控制和校正控制相互协调,以获得安全性和经济性均满足系统需求的静态安全控制策略。以我国某682节点系统的算例验证了所提方法的有效性。     

Multi-objective optimization operation with corrective control actions for meshed AC/DC grids including multi-terminal VSC-HVDC

This paper presents a multi-objective optimal operation of meshed AC/DC power grids including multi-terminal voltage-source-converter-based high-voltage direct current (VSC-MTDC) systems. The proposed approach is modeled as a corrective security-constrained optimal power flow (CSC-OPF) problem, with the minimization of both the operation cost and power loss as the objectives. Moreover, it provides a cost-effective solution to assist in decision-making, and improves the system security during operation. The N − 1 contingency security criterion is enforced for both AC and DC transmission networks, and corrective control is used to eliminate or alleviate post-contingency security violations. The corrective control actions used in this paper include not only secure operation control actions, but also economical post-contingency corrective control of the multi-terminal VSC-HVDC. To increase the computation speed, a contingency screening technique is applied to CSC-OPF by efficiently selecting the most severe case of the N − 1 contingency, as obtained using a voltage security index (VSI). The proposed approach uses the non-dominated sorting genetic algorithm (NSGA-II) to find multi-objective OPF solutions by checking the post-contingency state feasibility while taking into account post-contingency corrective actions. Simulation results confirm the validity and effectiveness of this approach.     

基于备用安全的含风电场的电力系统经济调度

随着风电在电网中渗透功率的持续增加,风电的不确定性给系统的备用决策和发电调度带来新的难题。为保障含风电场电力系统的安全运行,本文结合风电预测误差的概率密度函数,提出了一种系统运行安全性指标——备用安全可信度,并以备用安全可信度最大化和火电机组运行费用最小化作为优化目标函数,建立了含风电场的电力系统经济调度模型。针对寻优效率,本文采用了一种将优先顺序法和内点法相结合的优化方法对机组组合问题求解。算例分析证明了所提模型和解法的可行性和合理性。     

含储能虚拟电厂接入配电网的联合优化调度

为解决不确定性能源发电给配电网带来的隐患和经济性问题,研究含间歇分布式能源的虚拟电厂(virtual pow er plant,VPP)接入配电网的联合优化调度对提高系统安全和促进新能源消纳具有十分重要的意义。综合考虑风电及储能的运行特性,提出一种改进的Buckets方法,建立了考虑风电不确定性和含储能的虚拟电厂参与配电网调度的优化机组组合模型,基于6节点系统研究了改进的Buckets方法对发电成本和机组组合的影响。与传统Buckets方法相比,采用所提方法使得模型的发电成本及开机时段减少,表明该方法能够实现发电成本最优、风电的充分消纳以及储能的灵活运用。     

具有安全校正与超前控制功能的自动发电控制研究

针对目前国内电力系统自动发电控制(AGC)技术的应用现状,提出了具有安全校正与超前控制功能的AGC系统构架。该系统首先将超短期负荷预测应用于AGC,使发电机组出力保持与负荷变化同步;然后采用内点法求解有功安全校正问题来修正AGC的功率设置点,以满足电网的安全约束条件。通过对数学模型以及求解方法的分析,认为提出的AGC系统是对现有的EMS系统的进一步完善,对电网AGC技术深层次的应用具有重要的现实意义。     

A method for unit commitment with transmission losses and flow constraint

Researches on the unit commitment with transmission network have been reported recently. However, most of these researches mainly discussed the security constrained unit commitment, while the relationship between unit commitment and transmission losses was not considered. However, from the standpoint of operating reserve for ensuring power supply reliability, a unit commitment considering transmission losses is required. Further, under the deregulation and liberalization of the electric power industry, not only the line's security but also transmission losses are expected to play an important role in calculating the network access charge, and unit commitment taking into account transmission losses is also desired from this viewpoint. In this paper, a unit commitment approach with both transmission losses and line flow constraint is presented. Based on a heuristic iterative optimization method, first, an initial schedule is created by using a successively decommitting unit approach that is proposed in this paper. Then, we determine constraints included in the unit commitment schedule by a heuristic iterative optimization approach, in which an algorithm able to get rid of line overload by DC optimal power flow is developed. Through numerical simulations on two test power systems, the effectiveness of the proposed method is shown. © 2003 Wiley Periodicals, Inc. Electr Eng Jpn, 142(4): 9–19, 2003; Published online in Wiley InterScience ( www.interscience.wiley.com ). DOI 10.1002/eej.10116