考虑暂态稳定约束的发电再调度研究

提出了一种暂态稳定的发电机有功调度新算法.通过求取暂态稳定约束下的发电机有功输出极限,将暂态稳定约束转化为最优潮流中的发电机有功出力约束,从而将暂态稳定约束下的发电机有功调度问题转化为常规最优潮流问题进行求解.介绍了电力系统角半径的概念,通过仿真计算轨迹灵敏度,在此基础上可得到系统角半径对各发电机有功输出的灵敏度,该灵敏度信息可用于计算发电机有功输出的调整量.算法实现简单,可处理多个预想故障.在10机新英格兰典型电力系统上的算例分析验证了新方法的有效性和合理性.     

实际报价结算下的灵敏度矩阵消除阻塞的算法

为了保证系统运行的安全性提出了一种基于灵敏度矩阵的阻塞消除算法,在按机组实际报价结算时,针对出现阻塞的支路,形成相应的灵敏度系数矩阵,以调整费用最小为目标函数,整体解决过载支路的阻塞。它以过载支路的过载量和相应的发电机组的灵敏度系数和调整量的乘积形成等式约束,并和目标函数构成拉格朗日函数,采用拉格朗日求极值的方法,通过推导得出各发电机的调整量。整个计算过程只需求解一个线性方程组,计算较为简单快捷。通过对IEEE9和IEEE30节点系统两个算例的计算,验证了所提算法的正确性和有效性。     

发电市场技术支持系统中的有功安全校正策略

提出了符合中国发电市场运营规则的安全校正策略。考虑了机组出力变化速率约束、线路潮流速率约束和断面潮流速率约束,在灵敏度计算的基础上,以机组出力调整量最小和购电费用增量最小2种目标对机组出力计划进行调整。依据该算法研制开发的应用软件已在浙江发电市场技术支持系统（PMOS-2000）中投入实时运行,实践证明,该算法切实可靠,收敛速度快,鲁棒性强,能够处理实时运行中的各种情况。     

考虑暂态稳定约束的发电再调度研究

提出了一种暂态稳定的发电机有功调度新算法。通过求取暂态稳定约束下的发电机有功输出极限,将暂态稳定约束转化为最优潮流中的发电机有功出力约束,从而将暂态稳定约束下的发电机有功调度问题转化为常规最优潮流问题进行求解。介绍了电力系统角半径的概念,通过仿真计算轨迹灵敏度,在此基础上可得到系统角半径对各发电机有功输出的灵敏度,该灵敏度信息可用于计算发电机有功输出的调整量。算法实现简单,可处理多个预想故障。在10机新英格兰典型电力系统上的算例分析验证了新方法的有效性和合理性。     

基于统一边际价格结算的用线性规划法消除阻塞的算法

针对统一边际价格结算的电力市场,提出了一种采用线性规划方法消除阻塞的数学模型.首先,形成阻塞支路的灵敏度矩阵,再乘以发电机的调整量等于过载支路的过载量负值,从而形成线性等式约束条件,然后根据各发电机的报价曲线形成虚拟发电机及其虚拟价格,最后以等价的系统调整费用增量最小为目标函数再加上其他约束条件构成了线性规划模型.对该模型进行求解,得出发电机的调整量.这种方法保证了快速的消除阻塞,减少了计算时间,同时也避免了逐条支路消除阻塞方法可能出现的振荡缺陷.通过IEEE-9节点系统和IEEE-30节点系统分析计算,验证了所提算法的正确性和有效性.     

实时电力市场中暂态稳定约束下的阻塞管理模型研究

提出了实时电力市场中基于联营体交易模式的动态阻塞管理模型。该模型将暂态稳定约束下的动态阻塞管理问题描述为调整发电机出力使购电费用增加最小的非线性规划问题,其特点是暂态稳定约束和线路潮流约束均由发电机有功出力调整量表示。采用该模型对新英格兰39节点典型系统进行阻塞管理仿真验算,并将计算结果与静态阻塞管理模型的计算结果进行比较和分析。结果表明本文提出的模型在消除网络阻塞的同时可以确保电力系统的安全稳定运行。     

水火电力系统多目标环境经济调度模型及其求解算法研究

通过综合考虑发电费用最小及污染气体排放量最小这两个调度目标建立了水火电力系统多目标环境经济调度模型,并提出一种混合多目标差分进化算法对模型进行求解.该算法针对多目标优化问题的特点对差分进化算法的算子进行了修正,并基于混沌序列提出一种参数自适应调整策略以克服算法参数率定的难题.设计了一种二次变异算子来防止算法陷入局部最优.针对不同类型约束特性提出一种约束处理方法.实例计算结果及对比分析验证了所提方法的可行性和有效性,为实现水火电力系统实现经济与减排双目标均衡优化提供了一条崭新途径.     

基于N-1原则的输电断面热稳定功率极限评估

为提高电力系统运行安全水平,提出一种基于N-1原则的输电断面热稳定功率极限评估方法。计算功率灵敏度矩阵得到各发电机节点对线路功率的控制情况,依次以断面各线路为目标线路,通过调整发电机出力,在满足全网线路冗余量约束、开断线路功率增加约束以及发电机可调量约束的基础上,利用最优化方法得到各目标线路对应的断面最大传输功率,取其中最小值为断面热稳定功率极限。在IEEE39节点系统中对该方法的正确性进行了验证。     

基于暂态能量裕度灵敏度计及暂态稳定约束的优化潮流计算

提出了一种基于暂态能量裕度灵敏度的含有暂态稳定约束的优化潮流算法.它用时域仿真法对系统进行暂态稳定分析,提前滤除不失稳故障,并结合混合法计算失稳故障的能量裕度.依据最严重故障的能量裕度与发电机有功出力变化量的近似线性关系及能量裕度对发电机有功出力的灵敏度来调整发电机的有功出力.在计算程序中充分运用变步长搜索策略提高了计算效率,对考虑多个预想故障的含有暂态稳定约束的优化潮流问题具有良好的全局收敛性.最后通过IEEE 30节点系统和IEEE 57节点系统验证了该方法的有效性.     

大规模交直流系统潮流计算的实用化模型

给出了一种不发散的大规模交直流系统潮流计算的实用化模型.通过在交直流潮流方程组引入一组松弛量,将常规的潮流计算转换为松弛量平方和最小的非线性规划模型.在该模型中引入不等式约束以反映运行约束及直流控制方式.采用内点法求解该模型,减少修正方程的维数,使之与牛顿-拉夫逊潮流计算修正方程具有完全相同的维数,而且修正方程的系数矩阵具有对称正定特性.采片j近似最小度(approximate minimum degree,AMD)算法与改进平方根分解法来求解修正方程以提高程序计算速度.该模型具有如下特点:无需特殊的初值计算环节:能够适应具有大量小阻抗与负阻抗支路的系统;在潮流有解、潮流无解、可行域边界附近具有良好的、一致的收敛性.在6891节点含8同高压直流输电(high voltage direct current,HVDC)线路的测试系统的潮流计算中验证了所提算法的有效性和高效性.     

考虑消除阻塞的分段竞价电力市场出清算法

研究了在发电侧开放的电力市场下,作为电网公司,在保证电网运行的安全性及电能质量的前提下,如何购买各发电厂的电力,使得既满足用户的需要又实现安全性和经济性。提出了一种用灵敏度方法消除阻塞的分段竞价电力市场的出清算法,先在不考虑支路过载的情况下,按各发电机的报价进行竞价,依次安排基荷、腰荷和峰荷段的出力;再选取负荷最大时刻对网络进行阻塞管理,以阻塞调整的费用最小为目标,根据各发电机相对阻塞支路的灵敏度调整各发电机的功率,根据此阻塞管理结果对整体竞价过程进行调整并考虑爬坡约束,通过优化腰、峰荷的分界点,得到考虑消除阻塞的分段竞价电力市场的各发电机出力。这种考虑消除阻塞的分段竞价电力市场的出清算法不仅满足电能生产的连续性,区分了电能质量,体现了市场公平性,而且消除了阻塞,因此其结果更具有实用价值。以IEEE 30节点系统为例,证明了算法的可行性。     

以价格为控制变量的交易计划和阻塞管理算法

交易计划及阻塞管理是电力市场安全经济运营的重要问题。但现有的交易计划及阻塞管理算法都是基于复杂的数学推导、并以不断调整机组出力为引导迭代的关键步骤,缺乏足够的市场特征。本文深入分析了电力市场中各种价格的含义及其相互之间的关系,提出了一种以价格为控制变量的交易计划和阻塞管理算法。算法在无约束交易计划的基础上,通过判断和调整阻塞线路的价格、相关发电机节点的价格,来引导系统达到新的价格平衡,进而改变机组出力和线路潮流而消除阻塞。这种算法体现了价格对资源稀缺程度和供需关系的衡量效果,整个计算过程经济意义和物理意义非常明确,突出了价格对资源优化配置的导向性作用。IEEE-14系统的计算结果表明了该算法具有快速、准确、迅速收敛的特点。     

基于DMPC和储能单元约束的分组一致性控制策略

针对多个电池储能单元间的分布式协调控制问题,提出了一种分布式储能单元分组一致性控制策略。首先,提出了一种基于分布式模型预测控制和状态约束的加权一致性算法,能考虑各储能单元的功率约束条件并快速完成多储能单元的功率分配。其次,提出了一种储能单元分组控制策略。根据荷电状态(state of change, SOC)信息设定储能单元的权重,达到改善储能单元SOC的一致性的目的。同时基于所提一致性算法,制定储能单元组间协调控制策略和储能单元效率提升策略,从而达到改善储能系统调节能力、延长储能系统寿命和提升能量转换效率的目的。最后,在Matlab中构建含8个电池储能单元的微电网系统,对所提算法和控制策略进行仿真分析。仿真结果表明,所提算法和控制策略在提升收敛速度、优化控制效果、延长储能系统寿命以及提升储能系统运行效率方面均具有一定优势。     

基于统一边际电价结算的电力市场下考虑消除阻塞费用最小的竞价算法

按照统一的边际电价结算,采用排队法进行机组组合,在对组合进去的机组进行负荷分配时考虑了网损的影响.为了消除支路过载,采取调整费用增量最小的方法,即根据各机组灵敏度的大小以及相应的报价曲线使得增加出力的各机组按照相同电价来决定所应增加的出力.它既保证了消除过载又保持了电网的购电费用最小.在灵敏度计算中,使用了直流潮流公式和快速分解法计算潮流的B′矩阵的因子表,简化了计算且能方便地与潮流配合.算例证明了所提算法的正确性.     

An algorithm for combined heat and power economic dispatch

This paper presents a new algorithm for combined heat and power (CHP) economic dispatch. The CHP economic dispatch problem is decomposed into two sub-problems: the heat dispatch; and the power dispatch. The sub-problems are connected through the heat-power feasible region constraints of cogeneration units. The connection can be interpreted by the unit heat-power feasible region constraint multipliers in the Lagrangian function, and the interpretation naturally leads to the development of a two-layer algorithm. The outer layer uses the Lagrangian relaxation technique to solve the power dispatch iteratively. In each iteration, the inner layer solves the heat dispatch with the unit heat capacities passed by the outer layer. The binding constraints of the heat dispatch are fed back to the outer layer to move the CHP economic dispatch towards a global optimal solution     

改进整数变量辨识方法在机组组合问题中的应用

如何辨识待定整数变量,是机组组合问题中的难点,为此在综合考虑机组不同出力水平对成本的影响、系统时段耦合、系统备用以及网络安全等约束的情况下,提出了待定整数变量辨识方法.首先对各线性化目标函数进行安全约束机组组合松弛计算,根据所得结果按给定规则确定所有在全时段机组状态出现启停的机组集合,有效缩小了机组组合的寻优空间.在不影响最优解的前提下,利用负荷曲线特异性截取技术,加速了待定整数集合识别过程,提高了计算效率.算例结果验证了该方法的有效性     

Experiences with mixed integer linear programming based approacheson short-term hydro scheduling

This paper describes experiences with mixed integer linear programming (MILP) based approaches on the short-term hydro scheduling (STHS) function. The STHS is used to determine the optimal or near-optimal schedules for the dispatchable hydro units in a hydro-dominant system for a user-definable study period at each time step while respecting all system and hydraulic constraints. The problem can be modeled in detail for a hydro system that contains both conventional and pumped-storage units. Discrete and dynamic constraints such as unit startup/shutdown and minimum-up/minimum-down time limits are also included in the model for hydro unit commitment (HUC). The STHS problem is solved with a state-of-the-art package which includes an algebraic modeling language and a MILP solver. The usefulness of the proposed solution algorithm is illustrated by testing the problem with actual hydraulic system data. Numerical experiences show that the solution technique is computationally efficient, simple, and suitable for decision support of short-term hydro operations planning. In addition, the proposed approaches can be easily extended for scheduling applications in a deregulated environment     

基于改进蚁群算法的发电机组检修计划优化

随着计算机技术的迅速发展,人工智能方法在动态组合优化问题中得到了广泛应用。针对发电机组检修计划优化问题,以系统运行费用最小为目标建立了机组检修计划模型,从检修状态组合的角度将其转化为动态模型,并提出了一种利用改进蚁群算法进行求解的方法。针对基本蚁群算法的不足,从转移概率和信息素动态更新2方面对其进行了改进。利用蚁群算法的状态表记忆机制,较好地处理了检修计划连续性和检修开始时间等约束条件。对于其他约束条件,通过罚函数方式形成增广目标函数。算例结果表明,该方法计算速度较快,灵活性强。     

发电厂热备用容量的优化分配和成本分析

在竞争的发电市场环境下，备用作为一种重要的辅助服务，其成本分析是一个急待解决的问题，对发电厂热备用容量进行优化分配和成本分析，采用电能收益和备用容量收益总和最大化的目标函数。解算方法首先是根据发电厂总的发电负荷约束获得机组的经济组合，其次是将负荷在各机组间进行经济分配实现热备用容量的优化分配，热备用容量的成本采用其机会成本等值，方法简单，计算结果符合工程实际，研究结果表明，发电厂在计及备用收益和满足发电机组最低出力约束的条件下开机台数越多总收益也越大；在给定的时段和相应的电能电价下，备用容量成本随发电厂出力的增加而增加，在给定的时段和相应的发电出力下，备用容量成本随电价的增加而有较大的增加。