基于改进Benders分解的配电网扩展规划机会约束优化方法

为了解决已有配电系统规划中非线性潮流模型建模问题和不确定性优化效率问题,本文提出了基于双线性Benders分解的配电网扩展规划机会约束优化方法。首先通过在规划投资层面和运行优化层面进行分阶段,构建了两阶段随机混合整数二阶锥规划模型;然后为了避免极端场景下导致的高昂投资成本,进一步扩展了传统的Benders分解方法,设计了基于双线性Benders分解的机会约束优化方法。通过三个算例系统验证了本文所提出方法的卓越的优化性能。     

基于Benders分解和纳什议价的分布式热电联合优化调度

考虑供热管网储能特性的热电联合优化调度可以有效地提高电力系统的灵活性,促进可再生能源高比例消纳。电力系统和热力系统隶属于不同的运营主体,热电联合优化调度在最大化总体效用时,不应损害个体利益。该文提出一种基于Benders分解和纳什议价的电-热综合能源系统分布式优化调度方法。首先,热力系统与电力系统依次计算最优热流和最优功率分配,分别得到各自独立调度的运行总成本;然后,利用Benders分解计算电-热综合能源系统最优能流,相应得出电-热综合能源系统运行总成本;最后,通过纳什议价重新分配两者的合作剩余以鼓励热力系统参与热电联合优化调度。两个不同规模算例的仿真结果表明,所提方法能在保护信息隐私的前提下,实现激励相容并促进可再生能源消纳。     

分布式热电联供技术在上海世博会的应用

上海世博会的主题是“城市,让生活更美好”,在世博园区采用分布式热电联供技术,实现节能与环保,是城市最佳实践区的一个多燃料热电联供展示项目。文章介绍了以热气机为原动机的分布式热电联供系统,在上海世博会城市最佳实践区的成功应用。该系统以天然气为燃料,在向世博园区提供50kW电力的同时,利用发电余热产生1．5t／h的热水供园区餐饮中心使用,体现了建成后的上海世博园区将是一个微型的低碳、和谐城区。     

基于广义Benders分解的启发式机组组合优化

电力系统机组组合问题是一个高维、离散、非线性的工程优化问题。提出了一种基于Benders分解的启发式算法。该算法一方面充分利用研究时段负荷曲线的特征,将问题进行解耦,减小被研究问题的规模。另一方面,利用Benders分解算法在混合整数规划中的有效性,提高了解决问题的效率。算例表明该方法效率高、结果稳定,有较好的实用价值。     

次高压热电联供机组的补给水处理系统

<正> 由于我国目前工业热负荷和采暖热负荷还比较分散,许多中、小城市的区域热电站和工业企业的自备热电站,均需要中、小型供热发电机组,例如6000～12000千瓦机组,甚至更小的3000千瓦机组。其中以次高压热电联供机组节能效果较好,从“六五”期间投运的机组实际运行情况看,次高压机组的运行是安全可靠的。“七五”期间,这类机组还会有较大发展。     

燃气热气机热电联供机组在国内分布式供能领域的发展和应用

发动机是影响热电联供系统发展的技术关键。在目前我国已安装的分布式供能项目中,蒸气轮机机组、燃气轮机机组、燃气内燃机机组、热气机热电联供机组等均有采用。文章介绍了不同发动机类型的热电联供系统的技术特点和适用条件,提出在现阶段我国拥有自主知识产权的小型分布式供能系统中,燃气热气机和燃气内燃机是最有发展前途的,并分析了上海川东农场和闵行莘庄园区分布式能源示范工程项目的应用情况。     

采用Benders分解含机组禁止运行区间的安全约束最优潮流

由于机组的物理结构特性等原因,机组的部分出力区间无法达到,又称其为发电机禁止运行区间,如果在安全约束最优潮流中未考虑禁止运行区间,可能会导致线路故障后机组的校正出力无法消除潮流越限。提出了考虑发电机禁止运行区间的安全约束最优潮流。由于所提模型为大规模的混合整数线性优化问题,难以直接求解,采用Benders分解算法将模型分解为基态最优潮流主问题与短、长期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优化子问题,从而能向主问题返回对应的Benders割。6节点与IEEE RTS-96节点算例验证了所提模型与算法的有效性。     

基于不同算法求解子问题的Benders分解法在无功规划中的应用

利用Benders分解法将复杂的非线性无功规划问题分为投资子问题和运行子问题,通过约束割集将子问题联系在一起,在2个子问题间迭代求解,经过有限次迭代,最终求出最优解.求解子问题时,运用Dantzig-Wolfe分解法求解运行子问题,运用改进单纯形法求解投资子问题,并考虑了多种运行方式下最优的无功优化方案.     

电力-天然气集成能源系统的统一规划模型与Benders解耦方法

近年来随着天然气发电渗透率的逐步提高,电力系统规划和运行时就需要适当考虑天然气系统的影响。同时,多能源互联代表了未来能源系统的发展趋势之一。这样,电力系统和天然气系统的统一规划和运行就成为值得研究的重要问题。在此背景下,在考虑天然气系统稳态潮流模型的基础上,对电-气集成能源系统的统一规划进行了初步探索。首先,研究了考虑电力系统和天然气系统边界条件约束的电-气集成能源系统的统一规划问题,对燃气电厂、输电线路、天然气供给站、天然气管道的选址和定容进行优化,构造了混合整数非凸非线性规划模型。接着,采用Benders解耦将该混合整数非凸非线性规划问题简化为双层主、子问题,并分别采用高效的商业求解器CPLEX和IPOPT迭代求解。最后,采用所构建的包括54节点电力系统和19节点天然气网络相互耦合的电-气集成能源系统,说明了所发展的基于Benders解耦的统一规划模型的可行性。     

市场环境下基于Benders分解的输电网规划决策

市场条件下,由于不确定因素对市场经济运行的影响,输电网的扩展规划必须考虑发电公司和用户的需求,减缓输电系统阻塞,促进市场的公平竞争。首先以电力联营市场模式为研究背景,针对不确定因素作用下可能的未来场景,基于最优潮流的输电网边际定价模型,提出了以投资成本和运行成本为优化目标的输电网静态规划模型;然后基于奔德斯(B enders)分解算法先求解出各个典型场景下输电网规划优化方案,再根据决策理论中的最小最大悔则进行多场景规划决策;最后在IEEE-24节点系统上进行了仿真计算。与确定性输电网规划方法相比,该模型计及了电网规划与经济运行中不确定因素的影响,从而能更有效地指导市场环境下输电网规划综合决策,提高规划系统经济性能。     

基于Benders分解的供水服务商与多微网能量共享

针对供水服务商（WSSC）泵站分散性较强的特点,提出一种WSSC与多个微电网分布式能量共享策略。首先,对所建立的WSSC运行优化模型进行凸化处理,考虑到WSSC与各微电网信息隐私性问题,以WSSC与多微电网综合运行成本最小为目标,建立了基于Benders分解的WSSC与多微电网分布式能量共享模型;随后,采用Shapley值对WSSC与多微电网合作运行的收益进行分配。仿真结果表明,通过WSSC供水系统中泵站、水的调节构筑物与微电网中需求侧资源协调配合,可以有效降低WSSC与各微电网的综合运行成本。     

基于分布式电源置信容量评估的变电站规划方法

针对未来规划区域面临大规模分布式电源(DG)接入的情况,提出了一种基于DG置信容量评估的有源配电网变电站选址定容方法。首先,从可靠性的角度出发,综合考虑变电站主变压器故障及DG出力的时序特性,根据DG接入前后可靠性指标不变的原则,引入了一种DG置信容量评估方法,然后结合加权Voronoi图算法,提出了一种含DG的变电站选址定容方法。最后,通过对实际算例的对比分析,验证了所提方法的有效性和实用性。     

孤岛微电网潮流的类奔德斯分解算法

在传统Newton-Raphson潮流算法中一般仅定义平衡节点、有功功率—电压节点、有功功率—无功功率节点这三类节点,难以直接使用传统Newton-Raphson潮流算法求解含下垂控制策略的微电网潮流问题。提出一种类奔德斯分解的潮流计算新方法,将采用下垂控制策略的孤岛微电网的潮流计算问题分解成传统Newton-Raphson潮流计算子问题和下垂节点更新子问题,通过两个子问题的交替迭代获取潮流解。该方法将一个复杂的原问题分解成了两个简单的子问题,实现了原问题的高效、快速求解。通过算例分析,验证了所提方法的可行性和有效性。     

基于KKT条件分解的互联电网分布式状态估计算法

分布式状态估计可用于在线生成互联电网一体化潮流断面.针对无约束优化问题描述的全网状态估计,提出了一种新的分解协调算法.采用节点撕裂法对互联电网进行切分,将全网状态估计问题的KKT(Karush-Kuhn-Tucker)条件方程分解为协调侧和分区侧2个部分.在边界节点状态给定情况下,各分区电网可独立求解分区侧KKT条件方程,获得自身状态估计结果.此时,若协调侧KKT条件方程的残差满足设定条件,则可判断全网状态估计收敛.由此出发,可构建全网状态估计分解协调计算模型,通过求解协调侧KKT条件方程获得边界节点状态修正量,从而调整分区状态估计结果,使其达到一致收敛.文中分别采用JFNG(Jacobian-free Newton-GMRES (generalized minimal residual))算法和逆Broyden拟Newton法这2种方法实现协调侧KKT条件方程求解过程.IEEE 14节点系统、IEEE 39节点系统和实际电网1 165节点系统的测试结果证明,所提出的分布式状态估计算法具有较高的准确性、收敛速度和计算效率.     

含热电联产机组的分布式能源集群动态划分方法

集群划分是实现分布式能源网络优化调控的基础环节。文中提出含热电联产机组的分布式能源网络集群划分方法。首先,提出综合考虑结构性与功能性的集群划分指标体系:结构上采用计及电热网络特性的模块度指标,用以刻画不同网络节点间的联系强度;功能上引入供需匹配度指标和热电耦合度指标,反映单一能源网络集群内部供应和实际需求间、源侧耦合出力和实际用能间的平衡程度。其次,依托集群划分指标体系设计电网和热网2个层面的优化目标作为集群划分的依据,采用Louvain社区检测算法生成以热电联产为中心的电热双重集群。最后,通过实际算例验证了所提方法的有效性。