配电网分布式电源双层优化配置与运行

基于分解协调原理建立配电网分布式电源双层规划模型,上层选址模型模型应用系统各节点有功网损灵敏度指标确定分布式电源安装位置,下层配置模型以分布式电源投资收益、有功网损和电压指标为目标函数,采用多目标灰狼优化算法对下层模型进行求解得到最佳配置容量,以PG&E-69节点配电系统为仿真算例。仿真结果表明双层模型得到的规划结果均衡了投资收益与系统运行经济性和安全性,且从不同负荷水平分析规划结果符合负荷需求发展趋势。     

气电热联供网络规划与运行联合优化

多能源耦合系统是将电力、天然气、热能等通过能源集线器作为能量变换枢纽建立起来的混合能源网络,也是未来能源互联构架的一种发展趋势。该文对多能源耦合系统的结构和运行机制进行了阐述,提出了以能源集线器为调度枢纽的气电热联供网络规划与运行联合优化模型。该模型以规划建设、调度运行、可靠性等方面的总成本最小化为目标函数,同时兼顾了系统满足各能源系统网络约束、能源集线器（energy hub,EH）能量平衡等约束条件,是一个目标函数和约束条件都含有非线性项的混合整数优化问题,采用线性化和大规模优化方法求解,使耦合系统规划和运行共同达到最优。算例仿真将耦合与非耦合规划、耦合系统考虑元件种类不同的情况进行求解和对比,验证了该模型和处理方法的优越性和有效性。     

基于约束非线性规划的励磁系统参数优化

对励磁系统模型进行了研究,提出了一种新的励磁系统参数优化方法。为了使励磁系统满足性能指标的要求,实现最佳控制,采用了各种不同的控制目标准则。基于不同控制目标准则得出励磁系统参数优化模型,参数优化的目标函数是含多变量的复杂的非线性函数,且含有不等式约束。引入惩罚项将含约束优化问题转化为无约束优化问题,然后采用单纯形替换法求出可变参数全局最优解。以IEEE AC2型励磁系统标准模型为例,基于6种不同控制目标准则,采用约束多变量非线性规划方法,通过程序设计与模型仿真相结合对励磁系统参数进行优化。对小偏差信号作用下的励磁系统各种暂态响应指标进行比较分析,结果表明所提出的基于约束非线性规划的励磁系统参数优化的方法是有效、可行的。     

计及风电与负荷不确定性的电力系统无功随机优化调度

随着风电渗透率的不断增大,风电的不确定性给电力系统安全稳定运行带来了严重影响。含风电电力系统无功优化调度为非线性混合整数规划问题,在满足多个约束的同时,确定了电力系统无功控制参数的最优值,以优化特定的目标函数。建立了计及风电与负荷不确定性的电力系统多目标无功随机优化调度模型,设置了两个目标函数：有功功率损耗最小化、电压稳定指标最小化。采用ε约束优化方法求解多目标优化模型,利用模糊满意度方法选择最优折衷解。设计了两种不同案例在IEEE-57节点系统上进行仿真。仿真结果表明所提模型及方法可有效解决含风电电力系统无功优化调度问题,显著降低有功损耗,提高系统电压稳定性。     

基于改进粒子群算法的分布式电源接入规划

建立了含分布式电源的配电网规划经济性模型,以折算到每年的分布式电源的投资及运行费用和线路有功网损运行费用最小为目标函数,并应用改进粒子群优化算法进行配电网分布式电源(DG)规划,从而有效地提高了改进粒子群优化算法的全局收敛能力和计算精度。对69节点和33节点配电测试系统进行仿真计算,结果表明了论文采用的DG规划模型和改进粒子群优化算法的正确性和适用性。     

与需求响应联合优化的联网型微电网储能容量随机规划

针对含分布式电源、需求响应资源的联网型微电网,提出一种与微电网内多类型需求响应资源联合优化运行的储能系统容量配置优化规划模型。模型以微电网用能成本与储能设备年投资成本之和最小为目标函数,考虑需求响应资源可柔性调节区间、储能设备的荷电状态、微电网与主网间变电容量等约束条件,并计及分布式电源出力的不确定性影响,建立储能容量随机优化规划模型,利用混合整数线性规划算法求解。对某实例微电网仿真分析优化配置储能容量对提高微电网运行和规划的经济性的影响,结果表明模型可实现微电网储能系统最佳容量配置决策,同时优化需求响应资源和储能系统的运行策略。     

基于改进自适应遗传算法的分布式电源的选址和定容

对分布式电源进行合理的选址和定容对于配电网规划非常重要。考虑了经济性和安全性2个方面的问题,建立了以分布式电源投资成本最小、系统网损最小和静态电压稳定裕度最大为优化子目标的多目标规划模型。用模糊理论制定了总体满意度,将上述3个优化子目标转化为单一目标函数,应用改进自适应遗传算法,对IEEE33节点配电测试系统进行仿真计算,并将仿真结果与遗传算法进行比较,验证了改进的算法具有一定的收敛性和适应性。     

微网系统鲁棒优化规划模型研究

分布式可再生能源发电出力的不确定性给微网系统的优化规划带来了较大困难。以分布式发电的实际出力偏差与预测偏差的差值为主要分析对象,刻画了系统的鲁棒性约束条件,构建以规划成本、运行成本为目标函数的微网系统鲁棒优化规划模型,并整合了相应的NSGA-II优化算法。通过算例分析证明,该文的鲁棒优化模型能够在一定鲁棒约束、系统运行约束条件下求解得到系统最优规划方案,从而为微网系统鲁棒优化规划提供决策依据。     

交直流系统的动态无功优化

考虑直流输电系统对功率与电压的调节能力,建立了交直流系统的动态无功优化模型。模型的目标函数为交直流电网的全天网损最小,约束包括交直流系统的潮流约束、所有直流变量的控制约束、离散控制变量动态调节次数约束及节点电压的安全约束。模型求解是一个多时段非线性混合整数规划问题。以混合算法为基础,提出了交直流系统的动态无功优化混合智能算法。以PSASP 36节点系统为例,通过仿真计算验证了所建模型和算法的有效性,说明了动态无功优化在交直流输电网络中具有更大的降损潜力。     

考虑储能峰谷价差套利的综合能源系统策略性经济配置

计及储能系统分时电价峰谷价差套利,提出了综合能源系统的供热/冷、供电策略,并以此作为经济配置模型的内层仿真优化内核。基于全寿命周期理论和策略性仿真优化内核,建立了综合能源系统双层规划模型:外层兼顾综合能源系统经济与环境效益,以系统年总规划成本最小为优化目标;内层优化模型采用年仿真时域(8760 h)以增强电源侧发电出力与用能侧负荷的匹配特性,提升配置结果的有效性和经济性。运用增强精英保留遗传算法调用内层仿真优化内核对双层配置模型仿真求解,算例分析验证了所提出的综合能源系统策略性经济配置方法的有效性,并探讨了适合配置储能系统能源套利的临界峰谷电价差,可为相关工程项目提供项目前期分析参考。     

基于柔性分析的风电并网容量优化建模

针对目前风电并网容量优化分析对风电出力随机性考虑的不足,在电力系统柔性分析研究的基础上,引入柔性参数,将风电功率的随机性柔性化表示,并将其量化为惩罚成本计入风电运行价值函数中。同时,考虑风电运行价值对风电并网容量的影响,建立了风电并网容量优化柔性数学模型,并运用拉格朗日函数的鞍点理论将此多目标优化模型简化为2个单目标的优化问题。通过IEEE 30节点算例分析表明,风电功率的柔性化表示充分反映了风电出力随机性强的特点,同时优化柔性数学模型的应用使得风电并网容量规划方案的经济性和安全性有机地结合起来,实现了风电运行价值和风电并网容量折中决策。     

计及供电可靠性评估的地区电网风储电站选址定容方法

针对地区电网风储电站并网问题,计及对地区电网供电可靠性的影响提出其选址定容模型。模型以风储电站并网位置和配置容量为控制变量,以地区电网供电可靠性的提升最大化为子目标一,以系统综合规划运行成本最小化为子目标二,采用加权系数法将多目标转化成单目标函数,模型考虑了系统运行功率平衡约束、配置容量约束、弃风功率约束等约束条件。基于两阶段优化采用二进制粒子群和混沌粒子群算法设计模型求解流程。最后对河北省某地区电网采用所建立的模型进行风储电站选址定容规划,仿真算例表明所提出的方法能够显著提升系统的供电可靠性和经济性。     

考虑风力发电波动性的分布式发电可靠性规划

为保障分布式能源规划的科学性与可靠性,进行了分布式风电选址与选型研究。运用威布尔分布表征全年风速分布变化,并结合风机功率曲线方程,对风机出力波动性进行建模。在此基础上,构建分布式发电的波动的成本模型。以系统成本最小化目标,提出优化方案对分布式风电的选址和选型优化提供理论依据。根据情景实例分析,表明该模型和优化方案可以为分布式风电的选址和选型提供科学的理论依据。     

高比例风电接入的电力系统灵活性评估与优化

针对含高比例风电接入的电力系统灵活性评估问题,建立了动、静态指标相结合的灵活性综合评估体系。其中,基于发电资源技术特性的灵活性静态指标用于评价系统中各类发电资源所固有的灵活性供给能力;基于电力系统运行特性的灵活性动态指标侧重针对风电和负荷的波动性和随机性,定量评估系统在不同运行状态下的灵活性不足程度。在此基础上, 提出了灵活容量缺额最小化的机组组合优化模型,在兼顾系统运行成本最优的基础上,构建了电力系统应对高比例风电接入的灵活容量缺额动态优化模型,可为系统灵活性的改造与规划提供参考。基于某省级实际系统数据的算例验证了所提指标与方法的有效性。     

并网风电最大注入功率影响因素研究

研究制约风电并网最大注入功率的影响因素对风电并网规划具有重要意义。基于MATLAB/Simulink建立了风电并网系统模型,研究了影响风电并网注入功率的主要因素。在风电规划中考虑这些因素并采取相应措施可提高并网风电的注入功率。     

风电场对电力系统电源规划风险评估的影响

风电是一种绿色可再生能源,在工业和经济飞速发展的今天,对能源的发展和电力结构的调整起着非常重要的作用。同时风电又具有间歇性、波动性和反调峰特性,对电力系统的风险评估造成了一定的影响。因此在传统电源规划的风险评估中,加入风电场这个不确定因素,考虑风电场对电力系统电源规划风险评估的影响。根据风电场的风速及强迫停运建立了风电场的可靠性模型,在此基础上,将蒙特卡洛模拟技术与最小费用评估模型结合起来,形成了含风电场的最小费用模型,通过算例仿真计算比较不同方案的系统的风险指标,结果表明风电场的容量和位置对系统电源规划风险评估的影响很大。     

基于非线性内点方法的风电接入能力研究

互联电网的风电接入能力是现代电力系统运行和规划的重要问题之一。提出一种基于非线性优化的风电接入能力计算方法。建立了电网风电接入能力问题的优化模型,利用非线性原–对偶路径跟踪内点算法进行求解。给出了具体的计算步骤,并且以IEEE30节点系统为例进行仿真,验证了所提方法的有效性。该方法可以综合考虑系统的运行约束和运行方式,较为准确地找出影响风电接入能力的关键约束。非线性内点算法具有较好的收敛特性,运用该算法可以得到较为准确和符合系统实际运行情况的风电接入功率极限,具有工程应用价值。     

计及风电相关性的区域间可用输电能力概率评估

大规模风电并网给电力系统区域间可用输电能力(available transfer capability, ATC)评估带来了新的挑战,为更加准确地评估高风电渗透率不确定性条件下的区域间ATC,文章提出了一种计及风电空间相关性的ATC概率评估方法。首先,利用条件概率原理对历史数据进行处理,并应用Copula函数对风电相关性进行建模;其次,区域间ATC的评估过程涉及到最大输电能力和现有输电协议的计算,因此提出一种ATC双层优化模型,在此基础上,利用Karush-Kuhn-Tucker(KKT)最优条件,双层模型即转化为均衡约束的数学规划(mathematica program with equilibrium constraint, MPEC)模型;再次,再将MPEC模型转化为混合整数二阶锥规划问题;最后,采用蒙特卡罗仿真对计及风电相关性的区域间ATC进行概率评估,并以IEEE 30节点系统为例,分析风电相关性对区域间ATC的影响,验证所提模型的正确性和有效性。     

风电利用水平评价关键指标研究

为合理评价风电发展状况,以及对风电利用水平进行全面的比较,构建了多元化的风电利用水平指标比较体系。在简要介绍我国风电发展现状的基础上,对国内外风电发展基础条件及风电利用水平进行比较与分析。利用电力系统整体优化规划模型,对未来风电利用水平进行了展望与分析。研究结果表明,科学衡量风电发展水平需从多个方面综合衡量,应重点考虑风电与电力系统协调发展水平;提高电力系统整体规划和运行水平,是最终实现风电科学、高效发展的关键。     

基于改进蝙蝠算法的风蓄联合优化运行研究

由于风电的波动性和不确定性,大规模并网将对电力系统稳定运行产生较大的影响.将风电和抽水蓄能电站联合优化运行,以输出功率标准差最小为目标函数,建立了风电-抽水蓄能联合优化运行模型.风蓄联合优化运行模型是一个典型的高维、非线性优化问题,涉及复杂的风电、水电多决策变量.为有效解决这一问题,引入佳点集方法对蝙蝠算法进行改进,分...