基于机会约束规划的输电系统规划方法

输电系统在电力市场中扮演着十分重要的角色,因为其提供了实现公平竞争的场所.输电系统的状况如容量充裕性对电力市场的竞争性有重要的影响.适当地扩展或加强输电系统对满足发电公司和用户的需要、消除或减缓输电系统阻塞具有重要作用.与传统的输电系统规划问题相比,电力市场环境下的输电系统规划更加复杂,需要处理的不确定性因素更多.机会约束规划是专门用于解决包含不确定性因素的优化问题的一类随机优化方法,适用于市场环境下的输电系统规划问题.文中将机会约束规划引入到市场环境下的输电系统规划研究中,给出了基于蒙特卡罗仿真和遗传算法的求解方法,为解决这一重要而困难的问题做了一些新的尝试,并通过一个算例系统说明了该方法的可行性.     

基于灰色机会约束规划的输电系统规划

与传统的输电系统规划相比,电力市场环境下的输电系统规划需要处理更多的不确定因素。文章针对规划期限内负荷增长和发电机装机容量的灰色性、随机性特点,建立了基于灰色机会约束规划(grey chance constrained programming,GCCP)的输电系统规划数学模型,采用灰色模拟的遗传算法求解目标函数,得到了对应不同置信水平的最优输电系统规划方案。算例分析表明,采用本文方法求得的规划结果有较好的灵活性和适应性,对规划工作有一定的参考意义。     

计及风险约束的多阶段输电系统规划方法

多阶段输电系统规划问题是一个复杂的非线性组合优化问题。与传统的输电系统规划问题相比,电力市场环境下的输电系统规划更加复杂,需要处理的不确定性因素更多。在不确定性环境下所制定的输电系统规划决策不可避免地会带有一定的风险,包括安全风险与经济风险。因此,在制定输电系统规划方案时需要适当考虑风险的影响,亦即需要进行风险管理。在此背景下,文中利用机会约束规划可以显式描述风险的特点,构造了计及风险约束的多阶段输电系统规划的模型框架,并给出了相应的求解算法,为解决这一重要而困难的问题做了一些新的尝试。最后通过一个算例系统说明了所提出的方法的可行性。     

基于模糊随机机会约束规划的输电可靠性裕度计算

提出了基于模糊随机机会约束规划的输电可靠性裕度的数学模型和混合智能算法。将影响输电可靠性的重要因素表述为随机变量或服从正态分布的事件,例如将发电机和线路运行状态视为服从二次型分布的离散型随机变量,将用户需求看成服从正态分布的随机事件。在不确定因素随机化的基础上,将输电可靠性裕度问题转化为等价的模糊随机优化问题,输电线路开断、发电机开断和负荷模型的等约束条件退化为随机函数、模糊函数。文中提出的求解该机会约束规划模型的混合智能算法,在IEEE30节点系统上进行了仿真计算,验证了该方法的正确性和可行性。     

考虑负荷和风电出力不确定性的输电系统机会约束规划

提出了一种考虑负荷和风电场输出功率不确定性、基于机会约束规划的输电系统规划方法。将Monte Carlo方法与解析的概率潮流计算方法相结合,得到含风电场电网输电线路的有功概率潮流分布。通过改进经典的输电系统规划模型,得到考虑负荷和风电场有功出力的概率分布、基于概率潮流计算的输电系统机会约束规划模型。为了有效求解该模型,设计了一种两步式遗传算法。该方法可以有效处理输电系统规划中的不确定性,并为规划人员提供比传统方法更丰富的信息。算例证明了该方法的有效性。     

基于模糊机会约束规划的跨区直流电网系统优化调度

直流跨区输电成为当前新能源发电快速发展背景下新能源电力消纳和资源优化配置的有效手段之一,但风力发电的不确定性也给跨区直流电网的决策调度带来困难。利用模糊参数对风电的不确定性进行描述,以可信性测度为理论依据,形成模糊机会约束,建立了计及风电预测不确定性的跨区域日前调度模型。求解时将模糊机会约束清晰化,降低了模型的求解难度,并使用混合整数线性规划方法求解。算例分析表明,相比传统的确定性模型,该方法更能反映风电预测不确定性对直流跨区输电决策的影响,验证了该模型的有效性。     

基于混沌量子蜜蜂算法的机会约束输电规划

电力市场环境下的众多不确定因素具有明显的随机性与模糊性,且对输电规划会产生重要影响.利用不确定规划理论建立了随机模糊最小最大机会约束输电规划模型,在最小可能的总投资成本条件下寻找最优规划方案.借鉴蜜蜂觅食与交配行为,引入混沌优化与量子计算方法,设计混沌量子蜜蜂算法实现了对上述输电规划问题的求解,研究给出具体求解步骤,基于梯度的量子旋转角的计算方法提高解的精度,利用高斯量子突变保持种群的多样性,并证明了该算法以概率1收敛.通过30节点系统测算表明,混沌量子蜜蜂算法求解机会约束输电规划问题具有收敛速度快、精度高的特点.     

基于混沌量子蜜蜂算法的机会约束输电规划

电力市场环境下的众多不确定因素具有明显的随机性与模糊性,且对输电规划会产生重要影响。利用不确定规划理论建立了随机模糊最小最大机会约束输电规划模型,在最小可能的总投资成本条件下寻找最优规划方案。借鉴蜜蜂觅食与交配行为,引入混沌优化与量子计算方法,设计混沌量子蜜蜂算法实现了对上述输电规划问题的求解,研究给出具体求解步骤,基于梯度的量子旋转角的计算方法提高解的精度,利用高斯量子突变保持种群的多样性,并证明了该算法以概率1收敛。通过30节点系统测算表明,混沌量子蜜蜂算法求解机会约束输电规划问题具有收敛速度快、精度高的特点。     

基于双层模糊机会约束规划的虚拟电厂优化调度

提出了一种基于双层模糊机会约束规划的虚拟电厂优化调度方法。首先,通过虚拟电厂对分布式电源和主动负荷进行整合;其次,在电价激励机制下,利用双层机会约束规划描述电网与虚拟电厂的互动机理,并对碳排放成本、电动汽车的充放电成本、空调的舒适度效益、电网与虚拟电厂的供需不平衡成本等进行详细分析;进一步利用模糊参数描述分布式新能源发电和负荷的不确定性,由此建立基于双层模糊机会约束规划的虚拟电厂优化调度模型;接着,综合利用支持向量回归、模糊模拟、清晰等价类方法将所提模型的模糊机会约束条件转换为确定性条件,并结合模式搜索算法和人工蜂群算法进行求解;最后,通过算例验证了所提方法的有效性。     

基于机会约束2层规划的输电线路检修计划优化

通过对电力市场环境下输电线路检修计划优化问题（TMSOP）的研究,提出基于机会约束 2层规划的TMSOP模型和算法。模型考虑了TMSOP涉及的不确定因素,统筹了检修经济性和检修过程中电网的可靠性,同时综合评估了不安全现象的概率和后果。模型通过基于蒙特卡罗仿真的混合智能优化算法求解,在求解过程中引入禁忌表以提高计算速度。IEEE RTS-79算例仿真结果表明,文中提出的模型和算法不仅优化了线路检修计划和检修资源安排,而且明确了检修期间电网风险最低的运行方式。     

基于模糊机会约束规划的水火电力系统多目标随机调度模型

针对水火电力系统运行调度中所包含的不同种类的不确定量,提出了一种基于模糊随机机会约束规划的短期水火电力系统多目标优化调度模型。将调度周期开始的水库蓄水量作为一个三角模糊量,以描述初始蓄水预测可能存在的误差。针对某些随机变量可能由于历史数据不足而存在误差的问题,用模糊随机变量替代这些随机变量,描述水火电力系统运行中的不确定性。在考虑整个系统发电煤耗最小化和污染物排放最小化的目标同时,考虑了龙头电站周期末蓄水量最大的优化目标,并引入了火电机组煤耗量与梯级水电站蓄水量目标的协调函数。按照模糊机会约束和随机机会约束的确定性等价形式,将短期水火电调度不确定模型转化为确定性模型。以一个8级梯级水电站和6台火电机组组成的水火电力系统为实例进行计算,验证了所提出的水火电力系统随机调度模型的正确性。     

基于遗传算法的输电网络规划模型

针对输电网络规划存在的两方面的问题,把遗传算法应用于输电网络规划,提出了基于遗传算法的输电网络规划模型,该模型还考虑了“N—l”事故检验,使得规划方案更加合理。以新建线路的投资年费用和系统年运行费用之和最小为目标函数,建立了输电网络规划的数学模型。     

基于风险度评估的输电网规划

针对未来输电网规划面一临的不确定因素,引入多场景规划技术,通过对未来所预测的不确定性因素的随机组合,得到多个概率性场景。将未来规划年的不确定信息由原来的离散值转变为多个连续的区间。在求解各场景的最优网架时,利用遗传算法全局寻优能力强的特点,依次获得规划方案,并通过风险度评估得到适应性最强的网架方案。算例验证了所提方法的可行性。     

基于模糊机会约束规划的电力系统网架重构优化

针对电力系统大停电后网架重构阶段线路投运时其操作时间和恢复可靠性的不确定性,运用模糊机会约束规划理论,建立了基于模糊机会约束的网架重构优化模型。将线路操作时间和恢复可靠性分别用三角模糊变量表示,并定义了评价目标网架性能的恢复可靠性指标,在模糊机会约束的框架下,确保机组在其启动时限内成功获得启动电源的可能性不低于一定的置信水平,在此基础上优化得到在尽可能短的重构时间内达到恢复可靠性最高的网架。采用模糊模拟、交叉粒子群优化算法与Dijkstra算法相结合的求解方法对目标网架进行寻优。最后,以IEEE 30节点系统和云南电网的部分区域作为算例验证了该方法的有效性。     

基于机会约束规划的混合储能优化配置方法

微电源的容量配置问题直接关系微网的电能质量和经济性。考虑到风电的随机性,提出了基于机会约束规划的混合储能容量配置方法。该方法考虑了混合储能装置的功率出力和荷电状态约束,以装置成本最低为目标,采用遗传算法求解,得到风电输出功率波动不超过某一区间的置信度与混合储能最佳配置成本间的关系,从而为配置混合储能容量时为在电能质量和经济性间取得适度折中提供了定量依据。此外,该方法针对风电波动时间特性对混合储能装置进行功率分配,依据荷电状态限制设计了模糊控制策略,修正储能装置的功率参考值,以达到延长使用寿命的效果。仿真结果验证了该方法的有效性。     

基于可信性理论的输电网规划方法

输电网规划中存在着大量的随机性和模糊性的不确定性因素,传统方法将其分开考虑,作为单重不确定问题进行建模和求解;可信性理论是数学基础领域最近完成的数学分支,提供了随机性和模糊性综合评估的严格数学基础;运用可信性理论建立了双重不确定性的输电网规划模型,模拟了新增发电机节点出力、新增节点负荷变化值和新增线路造价的不确定性因素,结合随机模糊模拟技术和改进量子遗传算法对模型进行了求解,最后用一个18节点系统算例验证了所提模型和方法的有效性。