计及风险成本的输电网扩展规划

输电网扩展规划是一个非常复杂的非线性组合优化问题。在输电网扩展规划中既要满足一定的可靠性,也要考虑规划的经济性,如果过度追求网架的可靠性水平,则存在投资过大、不够经济的问题。由于电力系统行为具有随机性的特点,其发生事故的风险是客观存在的,通过投资可降低风险水平,但是不能够完全消除风险。提出一种考虑规划的潜在风险损失即风险成本的输电网扩展规划模型,使规划方案能综合考虑方案的经济性及风险水平,最后通过算例分析验证所提方法的合理性、可行性。     

计及电网运行非均匀性的多目标输电网规划

电网运行非均匀性是电力系统的一项基本状态属性,反映了电网结构的合理性以及对电网运行安全可靠性的影响。在分析影响电网运行非均匀性因素的基础上,结合分层分区思想,以输电线路负载率的标准离差率为各区域运行非均匀性评价指标,同时考虑电网扩建成本和线路损耗,建立电网扩展规划的多目标优化模型。针对多目标量纲的不统一性,定义遗传择优因子,通过改进遗传算法实现多目标优化的折中求解策略。IEEE Garver 6节点系统和华东某地区输电网规划算例分析表明,所提方法有效可行。     

计及缺电成本输电网规划方案的优化

针对电网事故等诸多因素对电网公司供电连续性的影响及增大供电成本问题,提出采用切负荷赔款措施以均衡用户和电网公司的损失,即在传统的输电网规划模型上增加考虑缺电成本影响而建立了数学模型,使规划后的网络具有最佳的综合效益。在符合工程实际的前提下,用故障排序法选取断线支路,有效减少了计算时间与计算量。对断线后支路分别采用逐步切负荷法与单一点切负荷法进行计算,验证了逐步切负荷法的合理性和有效性。     

计及电力市场阻塞成本约束的输电网规划

针对在POOL模式下电力市场中机组容量、报价、负荷信息等不确定因素,建立了阻塞成本约束下输电网随机规划模型。在输电规划水平年,采用蒙特卡罗算法进行市场模拟来量化输电线路阻塞程度,并利用遗传算法来优化阻塞成本约束条件下以投资费用最小为目标的输电网规划方案,最后在IEEE-30节点算例系统上进行了优化规划,得到了协调满足约束条件和经济目标的优化方案。     

计及过负荷风险的输电网多目标期望值规划

建立以方案总投资费用贴现值和平均网损功率期望值为目标函数的多目标动态电网规划的标准期望值模型。在应用随机变量的标准差对支路潮流过负荷风险进行控制的基础上,进一步提出了计入标准差的期望值规划模型。采用随机直流潮流实现了各随机变量的相关计算。采用SPEA (strength pareto evolutionary algorithm)对所提模型进行了求解,针对SPEA应用于动态电网规划问题中的种群初始化冗余问题和具体的进化操作实现2个环节进行了重点探讨。以18节点系统为算例验证了所提方法对过负荷风险评估和控制的效果。     

计及联络线簇潮流分布非均匀性的多目标输电网规划

为降低地区电网因电源及负荷分布不均匀对供电可靠性的客观影响,提高电网设备利用率,提出了计及联络线簇潮流分布非均匀性的多目标输电网规划方法。从区域角度考察负荷及电源分布的非均匀性,提出区域电源(负荷)划分方法;在分析各联络线簇权重的基础上,选择以联络线簇负载率的标准离差率作为衡量联络线簇潮流分布均匀性指标,表征各区域对外功率交换的差异程度;在同时考虑电网扩建成本和运行损耗的基础上,建立电网扩展规划的多目标优化模型,通过改进遗传算法实现多目标模型的优化求解。通过华东某地区输电网规划算例分析,说明了所述方法的可行性和有效性。     

考虑支路负载率均衡性的输电网规划

差分进化算法搜索速度快,但策略过于单一,存在早熟收敛现象。混沌优化算法的随机性、遍历性使得算法全局搜索能力强,但收敛速度慢。提出结合两种算法的混沌差分进化算法,进行优势互补。采用猫映射来替代传统的Logistic映射来提高混沌算法的计算速度,改变变异、交叉策略,增加混沌扰动来提升算法的全局和局部搜索能力。采用的输电网规划模型以综合投资运行费用和支路负载率方差为目标函数,考虑方案的经济性、安全性,同时优化重载及轻载线路,使支路潮流分布更加合理。通过18节点算例分析验证了模型的有效性及算法的可行性。     

计及短路电流限制的输电网双层扩展规划模型

在传统输电网规划中考虑限流措施的优化配置,建立计及短路电流限制的输电网双层扩展规划模型。上层规划模型以输电线路投资和限流电抗器配置投资总成本最小为目标,下层规划模型在上层规划模型得出的线路方案下以限流电抗器优化配置投资最小为目标,上下层交互影响作用,最终由上层规划模型给出满足短路电流水平要求的总体规划方案,包括输电线路建设方案和限流电抗器配置方案。将遗传算法和粒子群算法相结合求解所建立的输电网双层扩展规划模型,并通过18节点算例及其扩展算例验证了该模型和算法的有效性。     

计及静态安全风险的输电网短期综合扩展规划

为兼顾输电规划的经济性与可靠性,建立了计及静态安全风险的输电网短期有功和无功综合扩展规划的数学模型,模型中将线路与无功补偿设备投资的年值费用、年运行费用及年风险费用总和作为目标函数,计及了预想事故发生的概率和交流潮流约束。为了基于交流潮流模型进行静态安全风险评估,提出了一种基于有功静态安全域和电压灵敏度循环迭代的2阶段削负荷方法。首先确定最优校正性控制下的负荷削减量,进而用损失电量的社会产值来衡量风险费用。为应对模型求解计算上的复杂性,给出了一个2阶段寻优算法,该法不仅降低了原问题的求解难度,而且最终可获得若干数目的满意解,辅助规划人员决策。通过巴西南部46节点系统算例验证了模型的合理性和算法的有效性。     

市场环境下计及阻塞集中度指标的输电网扩展规划

与传统的输电网规划相比,电力市场环境下的输电网扩展规划不仅要满足市场用户的需求,还对减缓输电系统阻塞、抑制市场力的滥用和提高社会效益起着重要作用.对于因网络充裕度不足造成的长期输电阻塞,首先参考市场集中度监管指标Lerner指数的定义,提出了新的阻塞集中度指标作为评估输电网络充裕度的指标;然后从市场运营的实际情况出发,以阻塞集中度指标作为约束条件来抑制网络的垂直市场力,构造了将阻塞收益用于回收投资成本的输电网扩展规划模型.IEEE-24节点算例系统分析表明该模型综合考虑了输电投资成本回收以及输电阻塞管理等实际问题,能有效减缓系统阻塞发生,降低投资风险,并为输电网监管提供可靠依据.     

市场环境下计及阻塞集中度指标的输电网扩展规划

与传统的输电网规划相比,电力市场环境下的输电网扩展规划不仅要满足市场用户的需求,还对减缓输电系统阻塞、抑制市场力的滥用和提高社会效益起着重要作用。对于因网络充裕度不足造成的长期输电阻塞,首先参考市场集中度监管指标Lerner指数的定义,提出了新的阻塞集中度指标作为评估输电网络充裕度的指标;然后从市场运营的实际情况出发,以阻塞集中度指标作为约束条件来抑制网络的垂直市场力,构造了将阻塞收益用于回收投资成本的输电网扩展规划模型。IEEE-24节点算例系统分析表明该模型综合考虑了输电投资成本回收以及输电阻塞管理等实际问题,能有效减缓系统阻塞发生,降低投资风险,并为输电网监管提供可靠依据。     

计及输电线路利用率的阻塞场景筛选及输电网扩展规划

能源转型背景下,输电网电源侧和负荷侧不确定性增强,输电网传输能力要求提高,阻塞风险加剧,将对输电网运行和规划产生深远影响。本文首先提出了衡量阻塞缓解的输电线路利用率指标,定量评估输电线路扩容对缓解输电网阻塞风险的投资效益和输电网运行场景的阻塞程度。在此基础上,提出了考虑输电线路利用率的阻塞场景筛选方法,建立了以最小化输...     

计及保护失效的输电网可靠性评估

如何提高输电系统可靠性分析的准确性一直是电力系统可靠性分析的热点课题。基于对保护两类失效、断路器失效及保护系统之间的配合对线路停运的影响分析,首先提出了结合线路完整模型及序贯蒙特卡洛仿真的输电系统可靠性分析新方法;然后建立了可计及保护、断路器失效影响的输电线路完整Markov模型;再根据该模型,采用序贯蒙特卡洛方法,对包括一次和二次设备的电力系统状态进行抽样仿真,并计算出各类可靠性指标,实现了完整电力系统的可靠性分析。所建线路状态模型完整,符合实际的运行状况,从而使得基于所提模型得到的系统可靠性分析结果的准确性及可信性更高。算例证明了所提方法的有效性。     

计及市场化电价信号导向的含高比例水电输电网扩展规划

传统电网扩展规划模型难以反映未来一段时期竞争市场模式下全局供需态势对电网投资收益、市场主体意愿、社会效益的量化影响,且在含高比例水电输电网中水电外送断面容量与丰枯潮流差异的不匹配导致网络阻塞及交易盈余问题愈加严重.为此,提出高比例水电场景下计及市场化电价信号导向的输电网扩展规划模型.上层模型以最大化线路年投资收益为目标函数,形成规划决策线路;下层模型采用改进的k-means聚类算法得到含高比例水电输电网全年典型运行方式,基于市场交易出清结果与区域负荷响应特征,量化线路规划后的负荷增量及过网利用率,以市场化电价信号引导电网扩展规划,促进区域水电消纳.采用KKT最优条件实现上、下层模型的耦合,将双层规划问题转化为混合整数规划问题进行求解.以我国西南部某含高比例水电的实际电网为例,通过综合比较不同规划方法的阻塞盈余、投资收益及水电消纳比例验证了高比例水电接入下市场信号对扩展规划结果的影响.     

计及电力安全事故风险的输电网可靠性评估

《电力安全事故应急处置和调查处理条例》(599号令)的实施对电力系统可靠性的要求更加严格。本文提出一种计及电力安全事故风险的输电网可靠性评估方法,从网架拓扑结构入手,考虑电磁环网对输电网可靠性的影响,将变电站划分为多种供电模式,针对不同供电模式提出相应的预想故障集选择方法。考虑负荷分布对事故风险的影响,提出不同行政区域内减供负荷分配方法。根据电力安全事故评价体系,建立事故等级评估模型,并设计事故风险评估程序算法。最后,仿真计算实际电网的电力安全事故风险,评估结果可有效识别网架的薄弱环节,能为系统规划和运行提供辅助决策支持。     

输电网投资规划的Nash均衡分析(二)——混合策略Nash均衡的分析

摘要： 在输电设备投资博弈中，有可能会出现纯策略Nash均衡不存在或多个Nash均衡同时存在的情况，这对投资主体的决策造成困难。为此，文中引入了混合策略的概念，并以改进的遗传算法为基础，提出了一种适用于输电投资博弈的均衡分析方法，为投资者的进一步决策提供了依据。研究结果表明，在无法确定纯策略Nash均衡点时，混合策略均衡点能以概率的形式预见参与各方的投资行为，并进一步说明了在输电投资博弈中各投资者采取的策略确是相互影响的，任何一方的投资数据有所改动，均会影响博弈的最终结果。     

输电网投资规划的Nash均衡分析(二)——混合策略Nash均衡的分析

在输电设备投资博弈中，有可能会出现纯策略Nash均衡不存在或多个Nash均衡同时存在的情况，这对投资主体的决策造成困难。为此，文中引入了混合策略的概念，并以改进的遗传算法为基础，提出了一种适用于输电投资博弈的均衡分析方法，为投资者的进一步决策提供了依据。研究结果表明，在无法确定纯策略Nash衡点时，混合策略均衡点能以概率的形式预见参与各方的投资行为，并进一步说明了在输电投资博弈中各投资者采取的决略确是相互影响的，任何一方的投资数据有所改动，均会影响博弈的最终结果。     

白银输电网规划探讨

定性探讨白银220kV、330kV输电网的发展方向，提出具体的规划及实施方案，力求将白银输电网规划建设成一个联系紧密，输电能力强大、水火电交换主干道畅通的目标电网。     

计及可靠性的输电网检修计划确定方法研究

本文研究了基于检修计划的电网可靠性评估,提出一种计及电网可靠性的输电网检修计划确定方法。该方法根据传统检修计划制定多个预选方案,针对各预选方案进行电网可靠性评估计算,将评估的可靠性指标经济化得到经济指标;并通过比较各预选方案的经济指标来确定最优方案,使得电网检修兼顾可靠性和经济性。     

输电网投资规划的Nash均衡分析(一)——纯策略Nash均衡的分析

电力系统引入市场机制后，输电网的投资具有分散化的趋势，同时，各参与者的投资策略及相互影响、相互依存。正确分析各潜在投资者的行为，对投资主体和系统运行管理部门的决策具有重要意义。文中以非合作静态博弈理论为基础，对输电投资博弈进行了定义，通过运行模拟计算各种策略组合下博弈各方的收益，进而求得Nash均衡点，为参与者的投资决策提供了依据。研究结果表明，面对众多的潜在投资者及其可能的投资行为，参与者总是以自身利益最大化为目标，充分体现了个体理性原则。