基于鲁棒优化的含风电场系统无功规划优化

在电网总网损费用和无功补偿设备费最小的同时在目标函数中加入电压越限惩罚费用,使系统保持理想的电压水平的同时达到无功的最优配置。考虑到接入风电后,风力发电机组出力的不确定性,将风电出力作为一个随机变量,引入鲁棒优化的盒式集合方法,建立了在一定约束条件下的含风电场系统无功规划优化模型。为了使模型易于求解,采用优化对偶理论对其进行简化,将约束条件中的不确定量转化为确定量的形式,并通过实例验证了所用模型和方法的可行性。     

考虑多能负荷不确定性的区域综合能源系统鲁棒规划

提出了一种考虑冷电热多能负荷不确定性的区域综合能源系统鲁棒规划方法。基于能源集线器(energy hub,EH)模型,建立了含冷电热三联供、燃气锅炉、集中式制冷站在内的区域综合能源系统模型;根据历史/预测年8 760 h多能负荷数据,通过k-means聚类分群方法得到多个典型日负荷场景,以上下界区间描述负荷不确定性,形成鲁棒规划模型;将相应鲁棒规划模型等价转化、形成子问题为凸的混合整数规划模型求解。算例结果证明了该规划方法的有效性,同时体现了综合能源系统多能互补集成优化效益。     

面向投资收益的综合能源系统鲁棒优化配置规划

合理优化综合能源系统容量配置是提高其投资收益和实现能源高效利用的基础。针对综合能源系统规划中风光出力及用能负荷不确定性对成本与收入的双重影响,提出了一种面向投资收益的鲁棒优化配置方法。首先,考虑投资容量、设备运行、能量平衡与内外部网络交互等约束,建立了以项目内部收益率最大为优化目标的综合能源系统优化配置模型;然后,引入信息间隙决策理论处理供需两侧的不确定性,构建了面向投资收益的鲁棒优化模型,通过等价转换和对偶变换降低了模型求解的复杂性,并提出了分步求解策略,以获得在满足预期收益前提下的不确定参数最大波动范围及鲁棒最优配置方案;最后,采用某实际综合能源系统进行算例分析。结果表明：与传统配置方法相比,所提方法在提高系统投资收益和兼顾方案鲁棒性方面具有更高的有效性和实用性。     

考虑储能与动态重构的柔性互联配电系统两阶段鲁棒优化

强波动性分布式电源的大量接入给配电系统可靠安全运行带来了挑战。为此,提出了一种考虑储能与动态重构的柔性互联配电系统两阶段鲁棒优化调度方法。首先,建立了综合考虑柔性配电开关、储能与动态重构的柔性互联配电系统两阶段鲁棒优化数学模型,其中第一阶段考虑日前分布式电源出力预测的不确定性以及网络拓扑和储能的时序相关性进行全局优化,第二阶段基于第一阶段的决策方案和准确的超短期预测信息,在各时段对柔性配电开关进行实时调度;其次,采用改进的列与约束生成算法对模型进行求解,通过辅助变量和对偶变量交替迭代,显著提高子问题的求解效率;最后,通过33和69节点系统进行测试,验证了所提调度模型和求解算法的有效性。     

考虑储能与动态重构的柔性互联配电系统两阶段鲁棒优化

强波动性分布式电源的大量接入给配电系统可靠安全运行带来了挑战。为此,提出了一种考虑储能与动态重构的柔性互联配电系统两阶段鲁棒优化调度方法。首先,建立了综合考虑柔性配电开关、储能与动态重构的柔性互联配电系统两阶段鲁棒优化数学模型,其中第一阶段考虑日前分布式电源出力预测的不确定性以及网络拓扑和储能的时序相关性进行全局优化,第二阶段基于第一阶段的决策方案和准确的超短期预测信息,在各时段对柔性配电开关进行实时调度;其次,采用改进的列与约束生成算法对模型进行求解,通过辅助变量和对偶变量交替迭代,显著提高子问题的求解效率;最后,通过33和69节点系统进行测试,验证了所提调度模型和求解算法的有效性。     

一种具有参数不确定性的直流电机系统鲁棒自适应摩擦补偿方法

针对陀螺漂移测试转台直流力矩电机系统中存在的非线性动态摩擦和电机参数不确定性，为提高转台摇摆状态位置跟踪精度，提出了一种新的鲁棒自适应补偿控制器。电机中摩擦模型采用摩擦参数为非一致性变化的LuGre动态摩擦模型。该控制器包含一个参数自适应律和等效PID控制律来估计未知LuGre模型参数和电机参数并给与补偿。最后Lyapunov方法和仿真结果证明该鲁棒自适应补偿控制器保证了闭环系统全局稳定性和对期望位置信号的渐进跟踪，提高了转台摇摆跟踪精度。     

含风电的电力系统鲁棒优化调度

风力发电是目前较为成熟的一种可再生能源发电技术,其出力具有随机性和间歇性,电力部门很难对其进行准确的预测。风电的不确定性给电力系统的经济调度带来重大挑战,如何最大化利用风电资源以及减小风电波动对系统供电侧的影响,是经济调度常需要解决的问题。文中建立了含风电且以最低发电成本为目标的鲁棒优化调度模型,该模型考虑机组的自动发电控制(Automatic Generation Control,AGC)响应来应对不确定性出力波动,维持系统功率平衡。然后模拟实际场景,分析该鲁棒调度方法的安全性和经济性。     

发输电系统鲁棒优化规划研究综述与展望

随着电力系统不确定性增加,应用发输电系统鲁棒优化规划研究抵御不确定性极端场景已成为重要研究方法。首先从是否计及不确定因素概率分布特征角度,将鲁棒优化分为经典鲁棒优化和分布鲁棒优化,梳理了这2类鲁棒优化的数学模型和不确定集合特征。然后将现有的发输电系统经典鲁棒优化和分布鲁棒优化研究分为考虑节点注入功率不确定性、电源容量增长及成本不确定性、输电网络状态不确定性3个方面,提炼了发输电系统鲁棒优化规划的研究框架和局限性。最后展望了发输电系统鲁棒优化规划值得深入研究的问题,为发输电系统鲁棒优化规划后续研究提供思路和方向。     

基于数据驱动分布式鲁棒的热-电-气综合能源系统日前经济调度优化

部署综合能源系统的微网能够实现风电与多种能源的能量互济,进而提升能源的综合利用率.然而风电自身的不确定性为综合能源系统的日前经济调度方案带来了诸多挑战.为应对风电的不确定性,首先构建了热-电-气综合能源系统两阶段日前经济调度模型,其次利用数据驱动分布式鲁棒方法刻画了风电的不确定性,然后引入对偶理论、大M法进一步将非线性的第二阶段经济调度模型转换为易于求解的线性优化模型,最终采用列约束生成算法进行迭代求解.算例证明,相比于传统模型,所提模型能够实现16.9％的经济性提升;相比于鲁棒优化方法,所提方法能够实现经济性提升4％.     

面向工业园区的供水-供能耦合系统鲁棒规划方法

随着可再生能源的持续开发利用和高效能源转换技术的不断涌现,电、天然气、热等能源系统之间的相互依赖性不断增强,使得供能系统呈现多能耦合发展趋势.水是能源生产和转化过程中最必需的物质之一,而供水系统中水泵的运行依赖于电能驱动,使得供能系统和供水系统存在双向耦合关系.以工业园区为对象,综合考虑其水资源及多种能源需求,针对工业...     

考虑规模化分布式光伏接入的配电网台区鲁棒优化规划方法

间歇强的分布式光伏规模化接入配电网台区具有点多面广、分散无序的特点,导致其接入方案的选址定容难,为此,考虑配电网台区接纳分布式光伏的能力,提出了一种规模化分布式光伏接入配电网的鲁棒优化规划模型.首先,设计了分布式光伏接入配电网台区的拓扑分析方法,并构建以成本最小为目标的分布式光伏接入配电网的规划模型.其次,应用鲁棒优化...     

考虑用户差异化可靠性需求的配电网规划方法

综合考虑配电网中源储荷等资源的运行响应特性和终端用户的差异化可靠性需求,提出一种基于主从博弈且满足经济性、可靠性、安全性相协调的配电网双层优化规划方法.其中,上层模型以配电网经济性最优为目标,求解分布式电源选址定容结果;下层模型以用户差异化可靠性指标最优为目标,求解各时段分布式电源和可中断负荷最优出力安排.最后,采用改...     

基于原对偶优化模型的配电网规划方法研究

将规划模型中的变量分为决策变量和场景参数,不同场景下场景参数的变化会导致规划方案的变化。为获得最优规划方案,采用原对偶优化理论寻找最优的决策变量和场景参数。首先,建立配电网规划的原模型获得初始规划方案;并且建立配电网规划的对偶模型,根据原对偶问题的强对偶性,进行经济性与可靠性的量化分析。其次,通过场景参数的灵敏度分析结果,修改初始规划方案中的场景参数以协调可靠性与经济性,获得最优的规划方案。最后,采用某地区网格规划作为算例,验证了所提方法可在较少的计算次数中有效地改善规划的可靠性和经济性。     

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。     

一种考虑极限场景的配电网鲁棒扩展规划方法

近年来,以风电、光伏为代表的分布式能源发展迅速,然而其出力的不确定性可能会导致出力严重偏离预测值,出现极端恶劣的场景,从而给配电网规划工作与可靠、稳定运行带来挑战。在上述背景下,文章以适应分布式能源以及负荷的不确定性为目标,以分布式电源的接入位置、安装数量以及新建线路为投资决策内容,提出了一种考虑极限场景的配电网鲁棒扩展规划方法。首先建立了配电网双层规划模型,通过大M法和二阶锥松弛将非线性模型转化为混合整数线性模型;其次,采用极限场景法处理随机变量,建立了基于极限场景法的配电网两阶段鲁棒规划模型;然后,采用了基于极限场景法的列和约束生成(column and constraint generation,C&CG)算法进行求解;最后,仿真算例表明,文章采用的鲁棒规划方法可以增强配电网在极端情况下的普遍适应能力,提高了配电网的可靠性和经济性。     

清洁低碳发展背景下跨国互联电力系统规划方法

在全球应对气候变化清洁低碳发展的宏观背景下,当前跨国互联电力系统研究在地域范围、时间跨度、多层次协调等方面都存在一定不足。提出了协同有序完整的跨国互联电力系统规划研究体系框架,重点介绍情景设置、网源协同规划、环境气候-经济-社会效益分析等关键技术模型;基于“工作体系”和“支撑体系”,设计了总体工作流程;以实现《巴黎协定》温控约束为目标,对全球电力需求、电源结构、电能流动等问题开展了情景分析,评估研究综合效益。最后对规划研究方法进行了总结,并提出了提升建议。     

低碳背景下考虑时序特性的分布式电源优化规划研究

分布式发电是利用可再生能源,缓解能源危机和环境问题的重要途径.基于不同类型分布式电源出力及负荷时序特性,建立考虑可再生能源利用的分布式电源优化规划模型,模型以向上级电网购电量最小为目标.采用自适应混沌粒子群算法对模型进行全时序计算,得到满足各时段下约束的分布式电源规划方案,确定DG安装位置和容量.最后通过Baran&Wu 33节点配电系统算例,分别在某夏季典型日和全年时段内验证了模型和算法的合理有效性.     

基于改进两阶段鲁棒优化的电力系统状态估计方法

误差是测量值相对于真值的偏差,由于实际中真值不可得,传统基于误差理论建立的状态估计模型具有较大的局限性。为此,首先基于马氏距离,确定PMU最佳缓冲长度并与SCADA数据统一到同一时间断面;然后,在两阶段算法框架下,基于不确定测度理论和在该理论下的测点相对偏离,考虑严格的零注入约束关系,以加权不确定测度相对偏离之和最小为目标,提出一种基于改进两阶段鲁棒优化的电力系统状态估计方法。仿真结果表明,相对于传统状态估计方法,所提方法能够严格满足零注入节点的注入功率为零,且鲁棒性好,估计结果契合度较高。     

低碳电力系统规划与运行优化研究综述

电力行业低碳化是应对全球气候变暖、实现我国社会经济可持续发展的关键,而合理有效的系统规划和运行方法,将是保证电力系统在安全稳定运行前提下实现高效碳减排的有力手段。作者力图在全面阐述低碳经济关键要素及其对电力系统规划运行影响的基础上,从系统规划和系统运行两个层面,建立完整的低碳经济模式下电力系统规划运行方法的整体研究框架,并对各重点研究方向进行概述和展望。     

低碳经济下基于排放轨迹约束的电力系统电源扩展规划模型

电力行业低碳化是应对全球气候变暖、实现我国社会经济可持续发展的关键,而电源规划将在其中发挥至关重要的作用。本文深入揭示了低碳经济相关要素及其对电源规划的影响,并结合基于总额度约束的CO2排放轨迹,建立了低碳经济下基于排放轨迹约束的电力系统电源扩展规划模型。该模型在传统模型的基础上将低碳电力技术成本、碳交易费用以及碳排放超过排放轨迹额度的惩罚费用加入目标函数,将CO2减排目标引入约束条件,从而更全面地反映低碳经济以及国家不同减排模式下的电源规划费用。利用该模型对某省级电网的电源扩展规划进行了研究,结果验证了所提出模型的正确性和有效性。