基于改进支界法的配电网规划优化方法研究

提出一种应用改进的分支界限法对配电网规划问题进行优化计算的方法,分支界限法中的松弛子问题采用内点法进行求解;分支界限法可以很好地求解混合优化问题,而内点法则是求解连续优化问题的成熟算法。为了对所提出的优化方法进行验证,对IEEE-39母线测试系统进行仿真分析,仿真结果表明提出的用分支界限法对配电网规划问题进行优化计算的方法是可行的,此方法使规划模型得到简化,减少计算量并结合最优潮流得出经济最优方案,且此方法建模与求解过程简单,节省计算时间。最后提出了此方法在电力系统优化规划问题中的进一步研究内容。     

含离散变量的大规模电力系统无功优化

针对实际电力系统的数学模型包含离散变量和连续变量的特点,提出了一种精确求解电力系统无功优化的方法——内点分支定界法。通过把离散变量连续化,采用原始对偶内点法在可行域内进行全局寻优,结合广度优先遍历的分支定界法对离散变量进行归整处理等办法,找到了比传统无功优化更加合理的全局最优解。为了解决大规模系统计算耗时的问题,又提出了简化的分支定界法以加快求解速度。IEEE-118和IEEE-300系统的计算结果表明:所提出的算法对于求解大规模电力系统的无功优化问题是有效的。     

内点-分支定界法在最优机组投入中的应用

机组投入是现代电力系统编制发电计划的重要优化任务,具有显著的经济效益。从数学上讲,机组投入问题是一个多约束的NP难组合优化问题,很难得到理论上的最优解。提出运用内点-分支定界法求解最优机组投入问题。该方法将机组投入的离散变量松弛为[0,1]区间上的连续变量,结合有功出力,进行优化。原始-对偶内点法收敛迅速、对初值不敏感,用来求解松弛问题,分支定界法用来处理离散变量。通过对2个算例的计算及与其它算法结果的比较,验证了该算法能得到更好的全局最优解。     

内点-分支定界法在最优机组投入中的应用

机组投入是现代电力系统编制发电计划的重要优化任务,具有显著的经济效益.从数学上讲,机组投入问题是一个多约束的NP难组合优化问题,很难得到理论上的最优解.提出运用内点-分支定界法求解最优机组投入问题.该方法将机组投入的离散变量松弛为[0,1]区间上的连续变量,结合有功出力,进行优化.原始-对偶内点法收敛迅速、对初值不敏感,用来求解松弛问题,分支定界法用来处理离散变量.通过对2个算例的计算及与其它算法结果的比较,验证了该算法能得到更好的全局最优解.     

发电系统检修计划优化问题实用研究

从服务生产角度出发,考虑实际运行中的多项约束条件,选择等备用容量法和等备用率法编制机组检修计划优化程序,应用启发式算法进行求解,采用随机生产模拟中原理先进的等效电量函数法计算全年各时段系统可靠性指标.通过利用计算出的可靠性指标,对已优化的检修计划迭代计算后,可以进一步优化结果.最后应用该程序对甘肃电网机组检修计划方案进行优化,结果验证了模型和算法的有效性和实用性.     

基于扰动KKT条件的原始-对偶内点法和分支定界法的最优潮流研究

针对严格最优潮流模型的精确求解提出了一种新算法。新算法将基于扰动KKT(Karush-kuhn-Tucker)条件的原始-对偶内点法和分支定界法巧妙结合。运用分支定界法的分支处理对离散变量进行整数逼近．同时采用基于扰动KKT条件的原始-对偶内点法求解系列松驰问题,然后通过剪支处理和逐层定界达到收敛．实现了精确求解严格最优潮流的目的。此外。新算法将原问题的可行域进行逐步细分实现了全局寻优性。通过对IEEE14-118节点测试系统的数值仿真和不同算法的比较分析．证明了该算法是行之有效的。     

基于状态监测的配电网可靠性检修选择模型

针对配电网检修的对象选取主观性强、可靠性评估采用历史平均数据等问题,提出基于状态监测的配电网可靠性检修选择模型及算法。根据设备状态监测量与故障率的关系,建立了以检修前后系统平均停电频率、系统平均停电时间、系统缺电量的变化量最大为目标,以预算成本和人力资源为约束条件的多目标配电网可靠性检修选择模型,基于规格化法向约束方法高效准确获得完整且均匀分布的Pareto前沿,采用模糊选择策略确定最优折中解。对RBTS-BUS6系统的计算表明,所提出模型及算法能够有效求解配电网可靠性检修问题。     

电力系统无功优化规划的进化策略法

无功优化规划是一个复杂的混合优化问题,传统方法较难获得全局最优解。文中提出了求解电力系统无功优化规划的进化策略方法。该方法通过对不同类型的变量采用不同的变异函数,使得进化策略方法可以解决组合优化问题,对优化问题无可导性要求,对初始点无特殊要求,获得全局最优解的概率大。以IEEE-9节点系统为例进行无功优化规划计算,结果表明此算法是可行的。     

风力发电系统可靠性建模与优化检修策略

针对风力发电系统可靠性评估及运行维护存在的问题,对双馈风力发电系统的运行原理、故障机制进行了研究,运用马尔可夫过程方法和可靠性理论建立了风力发电系统的可靠性模型,在考虑系统随机故障和老化故障的情况下,提出了一种改进型发电系统的状态检修模型,根据系统的状态转移关系得到系统的状态转移矩阵,借助MATLAB对系统的可用度进行求解并探讨了检测时间对于系统可用度的影响,最后分析得出不同发电老化系统可靠性最优时的检修策略。结果表明,该模型能有效地对发电系统可靠性进行量化评估,为制定科学合理的风机维护方案提供了理论支持。     

基于等风险度的输电系统检修计划

随着国内电网的快速发展,输电系统检修的重要性得到越来越多的重视。从整个输电系统角度出发,研究了输电系统短期检修策略的制定。首先利用设备状态监测技术选出待检修的设备,由于对输电网进行断线分析来获取输电元件对系统可靠性的灵敏度存在一定的困难,文中提出了以影响电量作为评价设备重要度的指标,可以有效提高计算效率,并以此形成设备的检修优化序列。然后借鉴发电机组检修策略,基于等风险思想建立了输电系统优化检修模型,其目标函数为检修期内系统切负荷风险削减量最大。该模型以检修周期内可靠性指标作为核心优化量,考虑了检修前后设备故障率的动态变化以及人力资源和检修费用等约束。最后,利用启发式算法对该模型进行了求解。通过实际算例验证了所提出模型和算法的可行性和有效性。     

基于复杂辐射状配电系统简约模型的可靠性评估算法

建立了一种配电网简约模型,提出了开关节点和负荷区间等概念以及适用于复杂辐射状配电系统的可靠性评估算法。该算法只需考虑开关节点和负荷区间对故障的影响,不需具体到系统各个元件,通过遍历搜索分析故障事件的影响、评估其可靠性。对于分支馈线较多的配电系统,该算法在原理和编程上具有优势,且能计及开关故障、备用电源和计划检修等多种情况。利用C 语言计算RBTS母线6系统的可靠性指标,验证了该算法的正确性和有效性。     

计及可靠性约束的配电网故障指示器优化布点方法

近年来,故障指示器凭借其接入灵活性和经济性被广泛应用于配电网故障定位中。然而全覆盖式地故障指示器安装配置方案投资成本高,规划方案不精益。文中提出一种基于故障信息变量的配电网可靠性评估模型;进一步给出一种基于混合整数线性规划的可靠性约束的配电网故障指示器优化布点方法,将可靠性指标作为约束放入优化模型中,在满足可靠性要求的前提下降低故障指示器的投资维护成本。基于IEEE 53节点系统的算例仿真结果表明,所提方法兼顾了故障指示器布点的可靠性与经济性,可以精确获得不同可靠性要求下的布点方案。     

考虑经济性可靠性的输电网二层规划模型及混合算法

建立考虑经济性可靠性的输电网确定性二层线性规划模型,将可靠性问题以约束加入到经济性规划问题中,改变了传统输电网规划建模方式,实现规划方案在高可靠性条件下的经济性最优。模型上层规划目标采用线路建设成本最小,约束为待架线路数目约束;下层规划目标为切负荷最小,约束为常规运行约束,且严格满足N-1安全约束,实现最优规划方案的N-1安全运行要求。提出采用改进小生境遗传算法(improved niche genetic algorithm,INGA)和原始-对偶内点法(prime-dual interior point method,PDIPM)相结合的混合算法,并对上述模型进行求解,利用小生境遗传算法处理上层规划的整数变量,进行全局寻优;对下层规划采用原始-对偶内点算法进行快速求解,提高算法速度和收敛性。18节点系统和46节点系统的结果表明该模型和算法是有效的。     

基于不确定网络理论计及经济性与可靠性的主动配电网规划

提出了基于不确定网络理论的主动配电网扩展规划模型。首先,考虑负荷与分布式电源出力时间分区相关性,构建特征概率不确定性集合;其次,建立统筹分布式电源、网架、静止无功补偿装置、变电站和有载调压变压器各设备的升级新建及其主动管理措施的经济子规划模型,并提出了适用于规划问题的两阶段整体最优可靠性方法,且通过二阶锥松弛将原模型转化为混合整数二阶锥规划问题进行快速求解。分别得到全过程多阶段经济和综合可靠性不确定性测度分布作为网架树权重。最后,利用不确定网络中最小生成树理论,搜索与理想网架树分布最接近的最优规划方案。改进的IEEE 33节点系统与IEEE 69节点系统算例验证了所提模型的有效性。     

基于细菌觅食算法的故障指示器优化配置研究

提出了一种配网故障指示器的优化配置方法,通过合理规划故障指示器的数量和位置,使得在保证供电可靠性的前提下最大的降低成本。综合考虑设备投资成本、运行维护费用以及停电损失等因素建立数学模型,并用细菌觅食算法进行求解。针对细菌觅食算法在解决离散域问题时存在的缺陷,通过定义进化域的方法确定细菌的前进方向,改进了其趋化算子,使得算法能很好的解决0~1规划问题,并通过设立电子公告板避免了迁徙算子有一定几率删除最优解的可能性。通过对IEEE 33系统进行仿真证明了该方案的有效性及科学性。     

面向经济性与可靠性的FTU优化配置研究

馈线开关监控终端是重要的配电自动化终端设备,数量众多、安装分散,对数量和位置进行优化配置有利于提高配电自动化系统的可靠性、经济性。对此,提出了一种数量规划与位置优化分步进行的FTU配置方法:首先从经济性、可靠性两方面出发,基于非线性整数规划的方法进行FTU的数量优化配置,并借助遗传算法进行求解;其次考虑馈线开关附近的不同负荷类型及数量,兼顾不同类型FTU的功能特性,进行FTU的位置优化配置,从而达成配电自动化系统中FTU配置的最优方案。实际算例验证了方法的可行性。     

基于随机动态规划方法的电缆运维最优方案

提出了一种基于随机动态规划方法的电力电缆最优更换方案。该方案基于电缆绝缘材料随机老化模型,得出电力电缆的故障概率分布和绝缘老化等级;给出了计划区间内每年的维护决策,从而优化整体成本,降低电缆线路引起的意外停电事故,提高电网运行可靠性。     

计及节能调度的分布式电源优化配置及其并行计算

研究了多负荷水平下计及节能调度的配电网分布式电源(DG)优化配置问题,建立了2层规划数学模型,上层优化以DG并网运行价值最大为目标,确定DG与储能电池的位置和容量;下层优化模拟配置储能装置的配电网最优节能调度,确定DG的运行出力。采用蚁群算法结合线性规划的混合算法对该模型进行了求解,并实现了主从模式与对等模式相混合的并行算法。算例表明,该模型可显著提高DG接入容量和实际发电量,使DG并网运行价值最大化;并行算法可有效提高算法的计算速度和搜索效率。     

配电系统开关优化配置的混合整数线性规划模型

配电系统中的开关设备可以有效提高系统的运行可靠性,而开关的种类以及安装的位置对配电系统运行可靠性的影响有所不同。在此背景下,研究了计及可靠性的配电系统中开关优化配置策略。首先介绍了在不同预想故障条件下用户停电时间的计算方法。之后构建了以开关投资费用、运行维修费用和用户停电损失费用之和最小,以可靠性指标在给定阈值内为约束条件的开关优化配置模型。通过对用户停电损失函数线性化处理,将所提出的模型转换为混合整数线性模型,并通过高效商业求解器进行求解。最后,对IEEE RBTS-Bus 4系统和某实际中压配电系统进行测试分析,算例结果说明了所提出的模型与求解方法的基本特征。     

基于AER模型的配电网大面积断电供电恢复算法

针对现有的配电网供电恢复算法普遍存在计算速度慢或难以搜索到全局最优解的问题,提出了基于约束满足问题的主体–环境–规则(agent-environment-rules,AER)模型对配电网大面积断电情况下的供电恢复问题进行求解。配电网供电恢复中的各种因素被表示为AER模型中的Agent、环境和环境更新规则。该模型结合多主体系统(MAS),构造了一个格子环境,所有Agent均可感知局部环境并在环境中进行移动。文章提出的算法在离线状态下计算与故障形式无关的基础数据,并使用异步回溯算法通过Agent间的交互和Agent与环境间的相互影响来不断地更新每个Agent在解空间的位置,使其能够快速地搜索到最优解。算例结果表明了该算法的有效性和优越性。