电压稳定约束最优潮流算法的发展

电压稳定约束最优潮流(VSCOPF)作为最优潮流问题研究的一个专门研究方向,在优化系统运行时强调维持系统的电压稳定裕度,在一定程度上缓解了系统接近稳定极限运行的紧张局面.本文对近几年国内外关于电压稳定约束最优潮流问题的研究进行了比较全面的介绍,其算法的发展一方面依赖于最优潮流算法的发展,另一方面取决于电力系统运营机制的转变.随着电力市场理论与实践的不断完善,电压稳定约束最优潮流的研究将会把更多的重点用于解决电力市场下的电压安全成本及定价问题,以经济利益驱动市场参与者维持系统运行的电压稳定裕度.     

电压稳定约束的最优潮流

介绍了近年来考虑电压稳定约束的最优潮流问题的研究新进展。综述了考虑电压稳定约束的最优潮流问题。讨论了在电压稳定约束的最优潮流中考虑高级发电机及负荷模型。最后比较了求解电压稳定约束的最优潮流问题的单阶段法和多阶段法。     

电压稳定约束的最优潮流

介绍了近年来考虑电压稳定约束的最优潮流问题的研究新进展.综述了考虑电压稳定约束的最优潮流问题.讨论了在电压稳定约束的最优潮流中考虑高级发电机及负荷模型.最后比较了求解电压稳定约束的最优潮流问题的单阶段法和多阶段法.     

考虑环境因素和电压稳定性的多目标最优潮流

建立了综合考虑环境因素和电压稳定性的多目标最优潮流模型。模型中将减少发电成本、污染气体排放量和提高静态电压稳定裕度作为子目标函数;由于继电保护误动是引起电压崩溃的重要因素,模型中计及了线路距离Ⅲ段保护动作裕度约束。设计了包含多目标优化和辅助决策的两阶段法对模型进行求解。在优化阶段,提出一种自适应多目标差分进化算法来获取Pareto前沿;在决策阶段,首先利用模糊C均值算法对Pareto最优集进行聚类,进而在每一类中应用超效率数据包络分析法评估各决策方案的相对效率,以帮助运行人员提取出有效折中解。IEEE 118节点系统算例结果验证了模型的合理性和解法的有效性。     

基于L指标的电压稳定约束下的最优潮流

为追求更大的经济利益,电力系统的运行日益接近其稳定临界,增加了系统出现电压失稳的可能性,故在传统的最优潮流中考虑电压稳定约束十分必要。本文利用电压稳定￡指标,建立了包含电压稳定约束的四种最优潮流模型（VSCOPF）：最大化稳定裕度模型、固定稳定裕度模型、线性组合模型和混合模型。通过多个测试系统对上述模型进行了分析和计算,基于计算结果对各个模型解的存在性、能否科学地兼顾电压稳定性和经济性等问题进行了较为详细的讨论。该项工作对于寻求更为科学实用的、能够合理计及电压稳定约束的最优潮流模型,具有一定的帮助。     

电压稳定约束多目标最优潮流的自适应ε约束方法

电压稳定约束最优潮流可以看作考虑发电成本和负荷裕度双目标的优化问题.Pareto前沿解可以提供负荷裕度和发电成本之间的妥协信息,是运行人员权衡经济与安全、进行决策的基础.为了解决传统的数值计算方法难以得到均匀分布Pareto前沿解的问题,提出了一种自适应的ε约束方法.该方法利用ε约束的灵敏度信息,自适应地改变ε约束的阈值,逐步确定各个仿真点,并应用内点法的热启动策略,提高各仿真点的计算效率.IEEE-30和IEEE-118系统测试结果表明,与传统ε约束方法相比,自适应ε约束方法无需增加多余计算量,可以得到较为均匀的帕累托前沿近似,所提出的热启动策略提高了电压稳定约束最优潮流的计算速度.     

基于改进微分进化算法的电压稳定约束最优潮流

建立了考虑静态电压稳定性的电力系统多目标最优潮流模型,该模型以同时降低火电机组的发电成本和提高系统静态电压稳定性为优化目标函数,并采用L指标来量化系统电压稳定性.针对标准微分进化算法容易陷入局部收敛的缺点,引入基于Logistic混沌映射的子代重构技术和控制参数动态调整策略对DE算法进行改进以提高全局收敛性.IEEE 30节点系统的仿真结果验证了本文所提最优潮流策略的合理性和有效性.     

电压稳定约束的最优潮流研究

针对电力系统将运行在更加接近电压稳定临界点的情况,建立了一种包含电压稳定约束的最优潮流(OPF)数学模型,在常规OPF模型基础上增加了一组电压稳定裕度约束作为不等式约束。引入能正确反映系统当前电压稳定程度的L指标函数作为电压稳定约束,通过调整该约束的上限值,可以获得系统所要求的电压稳定裕度。利用基于扰动KKT(Karush-Kuhn-Tucker)条件的原始-对偶内点算法对问题进行求解。多个IEEE测试系统上的仿真结果表明,该模型能较好地兼顾系统对电压安全性与经济性的要求;在电压稳定约束起作用时,发电总费用会随着系统对电压稳定要求的提高而增大;L指标约束的加入对系统的调节能力有一定影响;所用算法收敛性好、鲁棒性强,能有效地处理大量等式和不等式约束。     

计及电压稳定的最优潮流综述

系统安全运行和经济控制是电力运行中较难协调的问题。在最优潮流的基础上结合电压稳定分析,综合考虑安全运行和经济控制可获取合理的效果。该文综述了国内外研究人员对计及电压稳定的最优潮流的研究状况。首先阐述电压稳定指标和最优潮流等基本概念,研究了计及电压稳定的最优潮流建模问题,总结并提出了两种模型：约束型优化模型和多目标优化模型;其次介绍和分析了模型所采用的常见成熟算法及其应用策略,指出了各种算法的优点和缺陷;最后提出了该方面研究的几个需要深入解决的关键问题。     

求解多目标最优潮流的改进粒子群优化算法

本文对多目标最优潮流算法进行了研究,通过运用改进粒子群算法对考虑发电费用和有功网损的多目标最优潮流进行了计算。首先运用模糊集理论对多目标函数进行了处理,使其转化成单目标问题;其次对粒子群算法进行了改进,通过对加权系数和粒子位置变量的改变,避免粒子群在寻优过程中陷入局部最优;运用C均值聚类算法对解集作了聚类处理,使解满足均一化的要求。通过对IEEE系统的测试,证明了本文算法的正确性。     

自适应多目标差分进化算法在计及电压稳定性的无功优化中的应用

计及电压稳定性的无功优化是一个兼顾降低有功损耗和提高静态电压稳定性的非线性约束多目标优化问题。提出了一种自适应多目标差分进化算法（self-adaptive multiobjective differential evolution,SAMODE）对多目标无功优化进行求解。在差分进化的寻优机制中嵌入非劣排序和拥挤距离排...     

考虑电压稳定性的电力系统多目标无功优化

提出了考虑电压稳定性的多目标无功优化的一种方法。在本无功优化的 多目标中,包括了电压稳定性的静态指标——系统的最大负荷裕度。文中首先在模态分析法 的 基础上找出系统的薄弱点,并决定在这些地方加装多少容量的无功补偿设备。这对于整个电 网进行合理的无功补偿,提高整个系统的电压稳定性,增强送电能力都具有很重要的意义。 多目 标无功优化问题在数学上利用模糊集理论和模拟退火算法来实现。     

基于运行模式的电压稳定性分析及其调整方法

给出一种基于运行模式的态势分析方法,并结合对系统状态的模式分析研究,通过对最优潮流（ＯＰＦ）中目标函数中控制变量的整定,实现了在运行模式分析基础上的动态优化调整系统运行方式。     

电力市场中最优潮流模型及算法研究

对传统最优潮流模型做了改进,提出了基于模糊理论和多目标优化理论的最优潮流模型,综合考虑了网损量最小和有功、无功购电费用最低3个目标;将免疫克隆算法和变尺度混沌搜索方法有机地结合起来,形成了免疫克隆混沌优化算法,并应用于改进最优潮流模型的求解。用IEEE 14节点算例进行了仿真分析,结果表明改进最优潮流模型有效,采用免疫克隆混沌算法对改进最优潮流模型求解是可行和高效的。     

基于混沌搜索的多目标模糊优化潮流算法

提出了一种混沌搜索与模糊集理论相结合求解电力系统最优潮流问题的新方法。该方法利用混吨变量的随机性、规律性、遍历性进行寻优,克服了基于导数的优化方法对于梯度信息的高度依赖性而造成的困难。用模糊集理论将多目标函数和可伸缩约束条件模糊化,把多目标最优潮流问题转化为单目标非线性规划问题,这种方法结构简单,易于实施。试验系统的计算结果表明,该算法具有较好的全局收敛特性,搜索速度快,求解精度高,使用灵活,是解决电力系统最优潮流问题的一种有效方法。     

A method for voltage stability‐constrained optimal power flow (VSCOPF)

This paper presents a novel formulation for solving optimal power flow (OPF) problems with voltage stability constraints. The proposed Voltage Stability Constrained OPF (VSCOPF) formulation is based on voltage sensitivity with respect to total load demand representing the gradient of the P‐V curve at the operating point. In the formulation, voltage constraints are given by a set of equality constraints which must be satisfied by the voltage sensitivity. Since the voltage stability constraints retain a sparse matrix structure, the method based on the proposed OPF formulation may effectively solve large‐scale problems. The feasibility and effectiveness of the proposed method are demonstrated on test problems with 2‐, 49‐, and 2312‐bus systems. © 2002 Wiley Periodicals, Inc. Electr Eng Jpn, 142(2): 29–39, 2003; Published online in Wiley InterScience ( www.interscience.wiley.com ). DOI 10.1002/eej.10125     

基于电压控制分区的发电机无功备用优化方法

发电机无功备用对电力系统电压稳定和电压控制具有重要意义。提出了基于电压控制分区的区域发电机无功备用定义,该定义综合衡量了区域发电机无功备用对静态电压稳定和准稳态电压控制的价值以及无功备用的可供给性。分析了控制变量的特性和选取方式,建立了用于优化区域无功备用和区域电压水平的二次规划模型,提出了逐次分区优化求解算法。通过3节点系统算例验证了无功备用定义和控制变量选取方式的合理性。通过IEEE 118系统算例验证了优化方法的正确性和可行性,优化方案显著提高了区域无功备用量和电压稳定裕度,改善了电压水平。区域无功备用优化方法将高维的无功备用优化原问题简化为少量的低维区域优化子问题,具有较高的容错性和计算效率,可用于较大规模系统的发电机无功备用评估和优化。     

控制分区中含有多个先导节点的静态电压稳定裕度计算

提出考虑协调二级电压控制作用的静态电压稳定裕度计算最优潮流模型,重点解决各控制分区中含有多个先导节点的问题。模型中引入无功出力因子促使发电机无功出力裕度最大,引入多个互补约束方程来保证控制分区中的全部先导节点的电压都维持在设定值附近。优化模型的求解采用原对偶内点法,并在求解过程中使用稀疏技术加快计算速度。最后,对IEEE 39节点测试系统进行静态电压稳定裕度计算,结果表明,控制分区中含有多个先导节点能够提高系统的静态电压稳定性和系统在电压崩溃前的电压水平。