基于粗糙集和多目标规划的火电厂优化选址

新形势下如何根据负荷中心的用电需求,综合考虑技术、经济、社会各方面因素,合理选择待建火电厂的厂址,以增强电网的安全和企业的竞争力,已成为电网和发电企业共同关注的问题.首先基于粗糙集方法获得指标的权重,集结指标值后得到备选火电厂的综合评价值,并以建设成本最小化和建厂综合效益最大化的综合评价值为目标,建立双目标规划模型.算例分析结果表明,该方法具有较好的适用性和可行性,对优化火电厂选址具有重要意义.     

基于LCC和量子遗传算法的电动汽车充电站优化规划

电动汽车充电站优化规划是电动汽车与智能电网灵活互动的重要研究内容之一。面向电动汽车充电站运营周期,详细分析了充电站的成本效益及全寿命周期成本（LCC）的计算方法;基于上述工作,提出利用交通路网车流量信息估算充电站容量,以充电站运营商获得的净现值收益最大为优选目标,以交通路网车流量、电网电能质量和经济性、用户充电需求为约束条件,确定充电站的选址和容量;进一步地,提出了计及LCC的充电站优化规划模型,并采用量子遗传算法求解该模型。算例仿真表明,优化规划模型及其求解方法有效。     

考虑生物质供给价格弹性的工业园区综合能源系统规划

针对以生物质联供机组为核心的综合能源系统(integrated energy system,IES)在实际运行过程中存在的生物质燃料收集困难、供应不稳定等问题,文章提出了一种考虑生物质供给价格弹性的综合能源系统规划方法。首先,基于生物质收购价格弹性理论建立了秸秆收集成本模型,并将其引入工业园区综合能源系统双层规划中。其次,上层模型以设备规划容量及秸秆收购价格为优化变量,以年化综合费用最小为优化目标;下层模型以设备逐时出力及秸秆消耗量为优化变量,以考虑价格弹性的秸秆收集成本在内的年运行成本最小为优化目标,并采用粒子群算法和CPLEX工具箱进行联合求解。最后,以吉林省某典型工业园区为算例验证了所提规划方法更贴合工程实际情况,具有更加优越的经济性。     

计及线路路径优化的空间电网规划

针对传统电网规划方法难于有效计及复杂路径及环境成本的问题,基于栅格化三维地图,以设备投资成本和运行费用综合最小为目标函数,考虑传统电网规划约束和线路路径优化约束,建立了考虑路径优化和变电站选址的空间电网规划模型。该模型是一个复杂的混合整数非线性规划模型,将其分解为考虑变电站选址的电网规划上层问题和线路路径优化下层问题,并提出适合求解该模型的遗传算法和动态规划法相结合的混合优化算法,该混合优化算法在采用遗传算法解决网架结构优化和变电站选址优化的同时,将动态规划法嵌入到遗传算法中,求解线路路径优化问题,为了提高计算效率,在遗传算法中引入了记忆体结构,IEEE Graver-6节点算例,IEEE 118节点算例和一个实际电网算例的结果验证了模型和算法的有效性。     

考虑负荷灵活分配的综合能源系统站-网-荷协同规划方法

综合能源系统的规划建设是构建清洁低碳、安全高效的现代能源体系的重要组成部分。针对目前综合能源系统能源站与多能网络联合规划存在的灵活性与协同性不足问题,提出一种考虑多能负荷灵活分配的综合能源系统站-网-荷协同优化规划方法。首先,基于图论理论与P中位模型,提出多能负荷灵活分配的综合能源系统能源站选址,以及考虑站间互连的多能网络布局规划方法。其次,构建计及网络约束的综合能源系统运行架构,进一步建立能源站设备、负荷侧设备与多能网络管线的容量协同配置模型。最后,建立综合能源系统的站-网-荷协同优化规划模型,并将其转化为混合整数线性规划问题进行求解,得出包含站点选址、网络布局以及设备配置的系统规划方案。算例分析表明,所提方法能有效减小系统投资建设成本与网络传输损耗,使规划方案更为经济合理。     

基于二层规划并计及负荷预测的电动汽车充电桩选址定容方法

针对城区内电动汽车充电桩选址定容问题,计及充电负荷需求预测并采用二层规划理论建立选址定容模型。针对充电负荷需求预测,采用自回归模型建立其负荷预测模型。以充电桩规划节点与容量为控制变量,以系统综合规划成本最小为目标函数,基于网络拓扑结构和充电负荷预测,计及设备容量配置约束等必要约束条件建立上层模型;以电动汽车用户充电方案为控制变量,最小化用户综合充电成本建立下层模型。下层模型基于上层模型的选址定容方案制定充电计划,同时向上层模型反馈综合充电成本。上层模型制定方案需要计及下层模型的策略。采用萤火虫算法设计模型的求解流程,最后通过一个算例针对河北某地城区内某新区内电动汽车充电站选址定容方案进行了优化,验证了文中模型的有效性和正确性。     

基于计算几何方法的电动汽车充电站规划

综合分析了影响电动汽车充电站规划的若干因素,建立了电动汽车充电站规划的最大收益模型。根据电动汽车充电特性和出行特征,计算电动汽车充电功率需求期望值,从而得出规划区充电站的容量需求。根据电动汽车的分布特点,通过调节加权伏罗诺伊图的权重,使得服务区域划分更合理,同时保持各充电站负载率的均衡。利用粒子群优化算法的全局寻优能力,结合加权伏罗诺伊图,对充电站进行选址定容和服务区域划分的优化规划。算例分别针对不同电动汽车数量和不同分布方式的情况进行计算,结果验证了所述模型和方法的有效性和可行性。     

基于集对分析的柔性电网规划方法

文中引入集对分析理论处理电网规划中的不确定性因素,建立了基于集对分析和体现多目标的柔性电网规划模型：目标函数中采用集对分析法将电网规划的经济性和可靠性有机地结合起来,使优化方案的经济性和可靠性综合效益达到最佳;而在约束条件中允许一些线路在N－1情况下出现一定的有限量过负荷,以提高规划方案的经济性;先在相对确定条件下利用相对贴近度评判方案优劣程度,再利用相对不确定性信息对排序结果的稳定性进行定性和定量分析,给出排序稳定区域,并寻找其它可能的排序结果。算例分析表明该方法可行、有效,而且能为电网规划决策提供更多信息。     

计及静态电压稳定性的风光电站选址定容协同规划方法

为了降低风光电站并网给电力系统电压稳定性带来的负面影响,提出了计及静态电压稳定性的风光电站选址定容协同规划方法。分析了风光电站的发电特性,并对其建立数学模型;考虑并网等值阻抗和静态电压稳定性的内在制约关系,进一步综合风光电站及其汇集站选址定容、并网点位置等优化目标,建立了风光电站选址定容协同规划模型;基于地图栅格化和分段线性化方法,将所提规划模型转换为混合整数线性规划模型;在此基础上,利用K-means算法提取典型场景,并给出了所提模型的求解流程。基于西南某地区的实际数据进行算例验证,结果表明所提规划方法能够充分发挥规划区域内自然资源的禀赋特性和风光发电互补性,有效提高了风光电站并网后的静态电压稳定性。     

电动汽车充电站规划布局与选址方案的优化方法

在兼顾充电站运营者和电动汽车用户双方利益的前提下,提出了一种基于全社会成本最小化的充电站规划布局的优选模型。在充分考虑路网结构、车流信息和用户路程损耗等影响因素的情况下,提出了充电站选址定容的优化方法。该方法以路口节点的交通流量来表示路网中的车流情况,以权重来反映车流密度对充电站服务范围的影响,以用户在充电路程中的损耗成本最小为目标进行选址,并利用加权Voronoi图来实现充电站服务范围的自动划分。最后,以全社会成本最小为目标从多种规划方案中选择最优方案作为规划区充电站最终的规划方案。算例表明,所提出的方法和模型对于城市区域电动汽车充电站的优化规划具有一定的可行性和合理性。     

基于生物质热电混合供能的城镇综合能源双层优化

生物质发电相当于小型火电,单独发电时效率低,且现有研究对含生物质热电联产机组系统的优化调度关注较少。针对上述问题,提出了适用于城镇综合能源系统的多种新能源高效消纳的综合能源运行双层优化方法。通过补燃设备调整热天然气和生物质电联产机组的运行状态,建立可补燃生物质热电联产运行模型;研究了多个可补燃热电联产机组的联合控制,分别以综合供能费用和能源利用效率作为上下层优化目标,同时对热电联产机组间的能源分配调度和各热电联产机组内部运行状态进行优化,构建包含光伏生物质和天然气在内的区域能量枢纽双层优化模型。算例验证了可补燃的生物质热电混合供能对提高系统能效、降低供能费用的设计目标。     

含功效系数法的电力系统综合优化

针对电力系统多目标规划,引入了功效系数法来弥补综合加权平均法的缺陷。基于其原理选取了发电系统总发电成本、有功网损、电压偏移量、静态电压稳定裕度作为评价指标,采用改进层次分析法确定评价指标相应的权重,建立了电力系统综合优化模型。以IEEE 14节点为例,使用改进粒子群算法对综合优化模型进行检验,研究结果表明含功效系数法的电力系统综合优化模型具备较高的可靠性和实用性。     

基于云模型的输电网规划方案综合决策方法

针对目前输电网规划方案综合决策中存在不确定因素以及确定指标权重方法主观性强的问题,提出了基于组合权重和云模型的输电网规划方案综合决策方法。该方法首先基于层次分析法、序关系法计算的主观权重和熵权法、变异系数法计算的客观权重,利用粒子群优化算法求取各评价指标的组合权重,克服了单一专家赋权或客观赋权的不足。然后采用云模型对各方案进行优劣排序,充分发挥了云模型能反映评价信息的模糊性和随机性的优势。最后结合IEEE Garver-6算例验证了该决策方法的有效性。     

计及能源利用效率的含生物质沼气发电农村能源系统优化运行

农村能源是中国能源体系的重要组成部分,随着生物质沼气发电的推广应用,农村综合能源系统的应用前景更加广泛。以农村地区综合能源系统为研究对象,重点构建了含生物质沼气发电的能源系统模型,采用机会约束对负荷及可再生能源出力不确定性进行描述,提出综合考虑系统经济性与能源利用效率的优化运行模型。经济优化运行考虑了系统购售电购气费用最低。能源利用效率考虑了标准煤能效指标。为综合考虑经济性与能源利用效率,通过定义目标隶属度函数,利用最大化满意度指标法将多目标问题转化成单目标进行优化求解。仿真结果表明所提方法能够统筹兼顾系统经济性与能源利用效率。     

考虑㶲损失的三联供系统容量配置与运行模式研究

节能减排一直是世界各国持续关注的热点问题,综合能源三联供系统因其具有更高的一次能源利用率而被广泛应用。针对综合能源三联供系统的容量配置和运行模式规划问题,提出考虑(火用)损失的综合性能指标作为优化的目标函数,从高效、低碳、经济三个方面进行综合优化。以燃气轮机的容量和运行模式为设计变量,建立综合能源三联供系统容量配置与运行模式研究模型。将此方法应用到某宾馆建筑的联供系统进行分析,研究结果为：燃气轮机的最佳容量为200 kW,热电结合是最优的运行模式。在该模式下综合能源三联供系统较传统供能系统(火用)损失率降低3.5%,年综合碳排量减少593.7 t,年经济成本节约29.8万元。该方法能够全面、客观地分析某容量、某种运行模式下的系统性能,为解决联供系统的运行规划问题提供参考。     

计及能源利用效率的含生物质沼气发电农村能源系统优化运行

农村能源是中国能源体系的重要组成部分,随着生物质沼气发电的推广应用,农村综合能源系统的应用前景更加广泛。以农村地区综合能源系统为研究对象,重点构建了含生物质沼气发电的能源系统模型,采用机会约束对负荷及可再生能源出力不确定性进行描述,提出综合考虑系统经济性与能源利用效率的优化运行模型。经济优化运行考虑了系统购售电购气费用最低。能源利用效率考虑了标准煤能效指标。为综合考虑经济性与能源利用效率,通过定义目标隶属度函数,利用最大化满意度指标法将多目标问题转化成单目标进行优化求解。仿真结果表明所提方法能够统筹兼顾系统经济性与能源利用效率。     

大规模风电集中接入的输电网扩展规划平台研发

为满足大规模风电集中接入对输电网扩展规划提出的安全性与经济性需求,提出了建设含大规模风电集中接入的输电网扩展规划平台的总体方案。应用综合考虑风险及经济性的输电网优化规划理论,开发了以风电场群功率波动分析、输电容量优化为核心,集运行中风电场出力的历史数据采集与管理、待建风电场信息处理以及最优规划方案综合评价一体化的信息管理和输电网扩展规划系统。构建了基于历史出力数据的风电场群出力汇聚演变模型、提出了利用在役风电场群历史出力规律性预测规划目标年风电场群出力的实用方法、建立了面对输电网的综合评价指标体系,为进行详尽的数据挖掘分析、高精度的出力预测、准确的方案评估和全局化的输电网扩展规划管理,提供了有力的技术支持。     

光热电站促进风电消纳的电力系统优化调度*

针对风电并网消纳困难问题,文中利用光热电站中蓄热系统的可调度性和电加热装置自身的消纳能力,提出一种光热电站促进风电消纳的电力系统优化调度方法。该方法以一种光热-风电系统结构为基础,分析光热电站的内部简化模型和风电功率爬坡事件的短时间尺度辨识方法。然后以系统综合成本最低为目标,考虑各种机组的运行特性和约束条件,建立光热-风电优化模型,对系统进行优化调度。利用MATLAB优化工具箱在IEEE-RTS24节点系统上对该方法进行仿真验证。结果表明,高比例风电并网时,光热电站的参与可以缓解系统中火电机组快速出力调节的压力,在保证系统运行经济性的同时,促进风电并网消纳。     

分布式储能运行规划一体的多目标选址定容方法

针对含高比例新能源配网中分布式储能的选址定容问题,首先以系统模块度、有功平衡度和群间交互功率波动指标对配网进行集群划分;进而考虑配网的经济性和安全性指标,以配网购电成本、储能日均成本、电压波动和网损为优化目标,以储能的位置及优化出力为决策变量,构建了分布式储能运行规划一体的选址定容模型;采用改进的NSAG-III多目标优化算法对模型进行求解,且针对位置变量提出了偏移交叉操作方法,对目标和多时间尺度规划变量分别采用嵌入式潮流和混合编码的方式进行处理;最后在IEEE33节点配网模型上验证了所提方法和模型的合理性和高效性,为未来新型电力系统的新能源消纳和储能合理规划奠定基础。     

一种热工控制系统综合性能的评价方法

性能评价对于提高热工控制系统控制品质,优化机组性能具有重要意义。以单一类型扰动存在情况下的性能评价方法为基础,提出了一种热工控制系统综合性能的评价方法,该方法针对设定值扰动和随机性扰动同时存在的情况,通过一系列数据处理将误差分解,得到随机性误差分量和确定性误差分量,进而计算出系统的确定性和随机性性能指标。文中给出了该方法的一般步骤,并通过仿真及对某1000Mw火电机组主汽压控制系统的实际运行数据进行评价验证了该方法的有效性。