一种基于扩展线性规划的在线最优潮流方法

提出了一种基于对偶松弛法的扩展凸规划和序列线性规划相结合的在线最优潮流方法。通过分析核心约束交换逻辑的物理内涵,使优化过程清晰可理解;通过一个独立的探测和处理不可行解的预过程,使核心优化计算摆脱了不可行问题;通过引入控制效能指标,使低效控制解的数目减少,增强了结果的可操作性;通过扩展凸规划方法,使各种可分目标得到有效处理,部分实现了目标函数和算法自身的分离。该方法可灵活应用于在线安全校正控制及在线优化调度。在几个测试系统及一个省级实际电网上进行了数值试验,结果表明该方法是快速可靠的。     

考虑柔性交流输电系统设备控制的校正型安全约束最优潮流

为提升安全约束最优潮流调度的经济性与安全性,提出一种基于直流潮流的考虑柔性交流输电系统(FACTS)设备控制的校正型安全约束最优潮流模型。在线路故障发生后,通过FACTS设备校正措施,将线路潮流控制在其容许范围内。由于所提模型为大规模的非凸、非线性优化问题,难以直接求解,因此先采用大M法,将原非线性优化模型转换为混合整数线性规化模型,并采用Benders分解算法将转换后的模型分解为基态最优潮流主问题与N-1故障校验子问题。通过固定整数变量的方法,将非凸的混合整数优化子问题转换为线性规划子问题,从而能向主问题返回对应的Benders割。6节点系统与IEEE RTS-79节点系统算例验证了所提模型与算法的有效性。结果表明,考虑FACTS设备校正控制的安全约束最优潮流能有效提升调度运行的经济性。     

空间飞行器有限推力轨道转移优化设计

为了解决空间飞行器有限推力轨道转移最优轨迹的设计问题,利用参数化控制思想和强化控制技术给出了最优轨道转移轨迹求解方法.给出了空间飞行器轨道转移最优控制问题的基本描述,通过参数化控制及强化技术将有限推力轨道转移最优控制问题转化为静态参数优化问题,即用若干段个分段的常数去逼近最优解.应用经典的数学规划方法即可求得最优控制律...     

考虑网络损耗的节能发电调度模型及其混合整数二次规划算法

首先,提出一种非凸的节能发电调度模型,该模型考虑了火电机组的发电阀点效应、直流潮流、线路的安全传输容量约束和网络损耗;然后,运用线性近似和混合整数编码技术处理非光滑的目标函数和网络损耗,并将直流潮流和线路的安全传输容量约束表示为线性约束,从而将非凸的节能发电调度模型转化为混合整数二次规划模型;最后,通过IEEE-30节点系统、IEEE-118节点系统和波兰2746节点系统测试所提模型和方法,并与直流最优潮流模型和交流最优潮流模型的仿真结果进行比较。对比结果验证了所提模型和方法在节能发电调度中的有效性。     

采用基于分解的多目标进化算法的电力环境经济调度

为了准确、快速地求解电力系统环境经济调度(environmental economic dispatching,EED)问题,将基于分解的多目标进化算法(multi-objective evolutionary algorithm based on decomposition,MOEA/D)应用于电力调度领域,提出了基于MOEA/D的多目标环境经济调度算法。该算法首先采用Tchebycheff法将整个EED Pareto最优前沿的逼近问题分解为一定数量的单目标优化子问题,然后利用差分进化同时求解这些子问题,并在算法中加入约束处理及归一化操作,以获得最优的带约束EED问题的调度方案。最后,应用模糊集理论为决策者提供最优折中解。对IEEE 30节点测试系统进行仿真计算,并与其它智能优化算法的调度方案对比。结果表明,该算法有效可行,且具有很好的收敛速度和求解精度。     

基于故障风险指标排序的安全约束最优潮流

安全约束最优潮流(SCOPF)是一种常用的电力系统运行调度方法,但由于需要考虑大量的预想事故,问题的求解十分困难。如何加快SCOPF的求解速度是现阶段研究的热点问题。在传统的基于故障严重度排序的安全约束最优潮流基础上进行改进,采用改进过载风险指标代替传统的严重度指标,并考虑电力网络实时的天气状况,提出了一种新型的基于故障过载风险指标排序的安全约束最优潮流算法。算例分析表明,该算法所采用的故障集更小,具有迭代速度快、安全性高和经济性好的特点,可为调度员的运行决策提供重要参考。     

具有状态约束的动态系统优化调度方法及其应用

给出了一种求解具有状态约束的动态优化问题的新方法,该方法充分利用了系统状态空间的结构信息而不必离散化状态变量,能快速递推得到相邻两时段cost-to-go函数的反向传递关系,进而前后传递求得问题的最优解,还给出了该法在电力系统优化调度中的应用实例,根据仿真试验表明,可成功地解决有爬升约束发电机组的优化调度问题,能得到问题的最优解,算法的效率较高。     

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。     

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.     

基于混合整数凸规划的含风力发电机组配电网无功补偿优化配置

提出一种基于混合整数凸规划的配电网无功补偿电容优化配置新算法。利用风力发电机组发电功率的多状态离散概率模型,以安装补偿电容所带来的经济效益最大为目标函数,考虑二阶锥松弛后的潮流约束方程和节点电压约束,对含风力发电机组的配电网中补偿电容器的安装位置和容量进行优化配置。基于二阶锥的凸多面体近似等价方法,将配电网无功优化问题描述为混合整数线性规划问题,利用更通用的求解器求得该问题的最优解。在含风电分布式电源配电网中分别对所提方法进行验证,仿真结果表明,该算法计算效率高,且能得到计及风电随机波动影响的最优方案。     

A homogeneous linear programming algorithm for the securityconstrained economic dispatch problem

This paper presents a study of the simplified homogeneous and self-dual (SHSD) linear programming (LP) interior point algorithm applied to the security constrained economic dispatch (SCED) problem. Unlike other interior point SCED applications that consider only the N security problem, this paper considers both (N-1) and (N-2) network security conditions. An important feature of the optimizing interior point LP algorithm is that it can detect infeasibility of the SCED problem reliably. This feature is particularly important in SCED applications since line overloading following a contingency often results in an infeasible schedule. The proposed method is demonstrated on the IEEE 24 bus test system and a practical 175 bus network. A comparison is carried out with the predictor-corrector interior point algorithm for the SCED problem presented previously (see ibid., vol. 12, no.2, p.803-10, 1997)     

A new approach to secure economic power dispatch

This article presents a new nonlinear convex network flow programming model and algorithm for solving the on-line economic power dispatch with N and N−1 security. Based on the load flow equations, a new nonlinear convex network flow model for secure economic power dispatch is set up and then transformed into a quadratic programming model, in which the search direction in the space of the flow variables is to be solved. The concept of maximum basis in a network flow graph was introduced so that the constrained quadratic programming model was changed into an unconstrained quadratic programming model which was then solved by the reduced gradient method. The proposed model and its algorithm were examined numerically with an IEEE 30-bus test system on an ALPHA 400 Model 610 machine. Satisfactory results were obtained.     

华东网调日计划安全校核系统及其扩展

阐述了华东网调日计划安全校核工作的基本内容和特点;围绕安全校核系统的具体实现,介绍了该系统的模块组成、数学模型;在此基础上讨论了其核心计算方法——带约束的经济调度(SCED)算法,并比较了节能调度模式下该计算过程与安全校核系统的异同,对SCED的输入和输出数据稍加改造,增加优化模块,使其适用于节能调度;用实际算例说明了安全校核系统的作用。     

Application of pattern search method to power system security constrained economic dispatch with non-smooth cost function

Direct search methods are evolutionary algorithms used to solve optimization problems. (DS) methods do not require any information about the gradient of the objective function at hand while searching for an optimum solution. One of such methods is Pattern Search (PS) algorithm. This paper presents a new approach based on a constrained pattern search algorithm to solve a security constrained power system economic dispatch problem (SCED) with non-smooth cost function. Operation of power systems demands a high degree of security to keep the system satisfactorily operating when subjected to disturbances, while and at the same time it is required to pay attention to the economic aspects. Pattern recognition technique is used first to assess dynamic security. Linear classifiers that determine the stability of electric power system are presented and added to other system stability and operational constraints. The problem is formulated as a constrained optimization problem in a way that insures a secure-economic system operation. Pattern search method is then applied to solve the constrained optimization formulation. In particular, the method is tested using three different test systems. Simulation results of the proposed approach are compared with those reported in literature. The outcome is very encouraging and proves that pattern search (PS) is very applicable for solving security constrained power system economic dispatch problem (SCED). In addition, valve-point effect loading and total system losses are considered to further investigate the potential of the PS technique. Based on the results, it can be concluded that the PS has demonstrated ability in handling highly nonlinear discontinuous non-smooth cost function of the SCED.     

基于通用分布的含风电电力系统随机动态经济调度

随着风电大规模并网,其不确定性给电力系统经济调度带来了新的挑战。文中利用通用分布模型拟合不同风电功率预测水平下的实际风电功率分布,并以此建立了考虑风电低估、高估成本的日前动态经济调度的随机优化模型。通过对目标函数和约束条件的转化与分析,将随机优化模型转化为一个非线性凸优化问题。结合二次规划算法和内点法,提出了一种两阶段优化算法用以求解对应的经济调度问题。最后,在含风电场的IEEE 30节点系统上,验证了所提基于通用分布的随机动态经济调度方法的有效性。     

A simple two stage optimization algorithm for constrained powereconomic dispatch

A simple two stage optimization algorithm is proposed and investigated for fast computation of constrained power economic dispatch control problems. The method is a simple demonstration of the hierarchical aggregation-disaggregation (HAD) concept. The algorithm first solves an aggregated problem to obtain an initial solution. This aggregated problem turns out to be classical economic dispatch formulation, and it can be solved in 1% of overall computation time. In the second stage, a linear programming method finds optimal solution which satisfies power balance constraints, generation and transmission inequality constraints and security constraints. Implementation of the algorithm for IEEE systems and EPRI Scenario systems shows that the two stage method obtains an average speedup ratio of 10.64 as compared to the classical LP-based method     

节点边际电价的优化原理

为了实现电力市场的优化运营,关键是要建立安全约束经济调度与节点边际定价机制.安全约束经济调度能综合考虑系统的经济性与安全性目标,它既保证了系统的优化运行,也保证了系统的供电可靠性;而节点边际电价是从空间和时间2个层面尽量精确地反映电力系统的运行成本的定价机制.文中首先介绍了安全约束经济调度与节点边际价格的求解模型,描述了节点边际定价市场的优化原理;接着给出了节点边际电价的直流潮流法求解原理,并举例进行说明;最后指出节点边际电价有许多违反常规认识的地方,但这并不说明节点边际价格有错,关键原因在于电力系统运行除了遵守经济法则之外,还必须符合可靠性要求.     

机会约束随机动态经济调度的凸松弛迭代求解法

大规模风电并网给电力系统运行带来了重大技术挑战,其出力的随机性和波动性增加了线路传输能力和备用调节能力不足的风险,传统的确定性经济调度方法已不完全适用。首先提出了一种基于混合高斯分布的机会约束随机动态经济调度模型,该模型将最小备用约束和线路传输容量约束建模为机会约束,并引入调频机组的仿射控制策略以实时平衡风功率的波动。然后提出了一种机会约束规划的松弛迭代求解方法,将随机调度模型转化为二次规划模型以实现快速有效求解。利用中国西南某省25个风电场的现场数据以及IEEE 118节点系统进行算例分析,验证了混合高斯分布对风电预测误差的拟合精度,以及所提方法的可行性。     

深度学习辅助约束辨识的电力市场快速出清方法

日前电力市场出清需要求解大规模安全约束经济调度问题,尽管实际采用线化处理方法,但需要考虑N－1场景下的大量安全约束,导致其规模庞大,难以快速求解。提出了一种深度学习辅助的日前市场快速出清方法,以满足快速出清计算场合的应用需求。首先,设计基于深度神经网络的安全约束经济调度模型计算框架,将深度学习技术应用于日前电力市场出清计算过程,兼顾安全约束经济调度模型的求解速度和求解精度;其次,提出面向起作用约束辨识的深度学习策略,从特征向量、深度神经网络结果处理2个方面,实现安全约束经济调度起作用约束集的辨识,并将其纳入日前市场出清模型,以简化模型的复杂度;最后,在接入新能源的IEEE 30标准测试系统中验证了所述方法的有效性。利用深度神经网络预辨识安全约束经济调度模型的起作用约束,有利于降低模型复杂度,提高日前市场出清的计算效率。