考虑注入功率分布的随机最优潮流方法

大规模风电接入电网给电力系统的经济调度带来了更多的不确定性因素.考虑了负荷与风电出力的随机性,以期望发电成本和机组的出力调整费用最小为目标,建立了含机会约束的随机最优潮流模型.通过分布式平衡节点考虑AGC机组的调节作用,基于确定性最优潮流问题的内点法和随机潮流的解析法,采用迭代的方法求解所提出的随机最优潮流模型.对5节点和118节点系统的测试结果表明了所提模型和算法的有效性.     

基于静态安全域的含新能源输电网随机最优潮流

为应对新能源发电出力随机性对输电网最优潮流造成的显著影响，本文基于静态安全域构建一种便于处理的随机最优潮流模型。首先，本文基于交流潮流模型和灵敏度法推导出静态安全域的超平面表达式；其次，结合Cornish-Fisher级数构建随机最优潮流的机会约束模型；再次，提出一种启发式算法进行求解；最后，针对改进IEEE39输电网的仿真结果验证了所提方法能够在保证安全性的前提下快速处理功率不确定性。     

考虑最优负荷削减方向的电网多目标分层随机机会约束规划

提出了一种含机会约束的电网多目标分层随机规划模型。以最优负荷削减量和电压稳定裕度乐观值为上层优化目标、网络损耗期望值为下层优化目标。用最危险负荷增长模式计算静态最小电压稳定裕度,并提出了计算最优负荷削减方向的方法。将最优负荷削减方向作为约束条件之一,采用基于拉丁超立方抽样的蒙特卡洛模拟嵌入非支配排序遗传算法求解含机会约束的多目标分层优化模型。基于IEEE 39节点系统仿真,结果表明所提方法在保证经济性的同时,能够有效提高电网安全水平和电压稳定裕度。     

基于蒙特卡罗随机选线最优潮流的电压崩溃临界点算法

提出了基于蒙特卡罗随机选线最优潮流的电压崩溃临界点算法.在最优潮流的基础上,融入蒙特卡罗随机选线以及基于负荷预测的负荷正态分布,以系统能够承受的最大负荷为目标函数,对由负荷的不确定性导致的变量随机性建立起相应的机会约束规划,采用非线性规划方法对目标函数进行优化,直接求得满足某一概率约束下的系统最大负荷.以IEEE3机9...     

基于蒙特卡罗随机选线最优潮流的电压崩溃临界点算法

提出了基于蒙特卡罗随机选线最优潮流的电压崩溃临界点算法.在最优潮流的基础上,融入蒙特卡罗随机选线以及基于负荷预测的负荷正态分布,以系统能够承受的最大负荷为目标函数,对由负荷的不确定性导致的变量随机性建立起相应的机会约束规划,采用非线性规划方法对目标函数进行优化,直接求得满足某一概率约束下的系统最大负荷.以IEEE3机9节点系统为例进行仿真,研究负荷分布和蒙特卡罗随机抽样下的支路切除对电力系统电压崩溃点的影响,计算出不同情况下的电压崩溃临界点,以此检验此模型的有效性.     

电力系统最优潮流的计算方法

为了保障电网安全稳定运行,结合当前条件,提出了一种求解电力系统最优潮流方法-原-对偶内点法.介绍了原-对偶内点法的基本思路和算法步骤,并用Matlab语言编写了关于原-对偶内点法的最优潮流程序.计算了14节点系统的发电成本,其结果表明原-对偶内点法对目标函数的优化效果更好,算法的中间量也能为调度提供合理的经济信号.     

基于网损等值负荷模型的改进直流最优潮流算法

交流最优潮流因需要处理大量非线性约束,求解效率不高,且在求解含有小阻抗支路和重负荷特征的病态电力系统时,容易出现不收敛的情况;而直流最优潮流计算速度快,可以处理病态电力系统,但是计算精度较低。基于此,文中提出了基于网损等值负荷模型的改进直流最优潮流算法。该算法首先采用网损等值负荷等效替代线路网损,有效地提高了原有直流模型的计算精度;然后使用简化原—对偶内点法进行求解,提高了算法的计算效率。通过对IEEE 30节点、IEEE 300节点、Polish 2736节点和Polish 3120节点系统的测试,证明了所提算法不仅有着较高的计算精度和效率,而且在不依赖于交流潮流解的基础上对于病态电力系统具有较强的处理能力。     

考虑电网运行状态不确定性的最优潮流研究

在面向实时态的优化控制中,最优潮流(optimal power flow,OPF)是重要手段.已有最优潮流研究往往假设系统当前的运行状态已知,而实际上系统的真实运行状态无法确知.基于不准确的电网运行状态进行最优潮流控制,其控制结果不满足经济上的最优性要求,甚至给电网带来安全性问题.为解决此问题,建立了考虑状态不确定性的最优潮流的随机规划模型,并采用场景分析的方法将其转化为确定性的优化模型,求解该模型,可得到可控资源的调整量,该调整量面向所有可能的运行状态均满足安全性和经济性的要求.针对标准系统进行了算例测试,证明了所提方法的有效性.     

安全约束最优潮流的实用模型及故障态约束缩减方法

针对大型电力系统安全约束最优潮流(SCOPF)问题具有的计算规模庞大、求解困难的特点,提出了基于潮流转移关系的SCOPF实用模型及故障态约束缩减方法。首先通过预想故障分析建立故障前后的有功潮流转移关系,将故障态支路有功潮流描述为基态支路有功潮流的函数,从而将故障态支路有功潮流约束描述为基态支路有功潮流的线性不等式约束;然后通过对并联线路或并列主变压器进行分组,利用组内支路的有功潮流分布关系减少需监视的支路规模;最后利用设备短时通流能力明显大于其长期通流能力的特征对故障态支路潮流约束进行过滤,以尽可能减小SCOPF问题的计算规模。IEEE 14节点测试系统和华东电网的仿真分析验证了所提模型及约束缩减方法的正确性和有效性。     

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。     

考虑风电接入后二次备用需求的优化潮流算法

随着大量的风电场接入电网,风电对电力系统运行备用的影响成为一个关键问题。文中讨 论了考虑风电接入后电力系统备用需求的解决方法,采用概率方法来估计由风电接入导致的系统 备用需求,并在路径跟踪内点算法的基础上提出了一种考虑风电接入后二次备用需求的优化潮流 算法。通过对IEEE 39节点测试系统的算例进行分析,表明所提出的优化潮流算法可以有效解决 风电接入对系统备用需求带来的影响,具有较大的实用价值。     

考虑光伏出力相关性的配电网概率潮流

分布式光伏发电出力随机性强,且同一区域内的光伏出力相关性显著。考虑光伏接入的配电网概率潮流研究,关键在于相关非正态的光伏输入随机变量的处理。采用Nataf变换进行相关非正态输入随机变量的抽样,并与点估计方法相结合,提出了考虑光伏出力相关性的配电网概率潮流计算方法。与传统处理相关问题的正交变换相比,Nataf变换能够反映相关系数在不同变量空间中的变化,因此,在处理相关非正态随机变量方面,Nataf变换比正交变换法更为精确。通过对含有分布式光伏发电的IEEE 33节点算例系统的计算,验证了Nataf变换的优越性。进一步,分析了不同光照强度相关系数、负荷功率波动大小以及估计点个数对概率潮流计算结果精度的灵敏度。     

计及风电相关性的二阶锥动态随机最优潮流

可再生能源的大规模接入增加了系统运行调度中的不确定性。同时,实际运行中风电功率具有较强相关性,忽略这些因素将会带来较大的计算误差。目前二阶锥规划多应用于单个时间断面下的最优潮流,但只考虑单时段的最优潮流无法有效计及风电功率的不确定性以及相关性。而现有动态随机最优潮流缺乏对多维风电功率的准确建模,求解计算效率偏低,无法保证收敛性。针对以上问题,文中提出了计及风电相关性的二阶锥动态随机最优潮流模型。基于Pair Copula函数对多维风电功率进行建模,并通过凸松弛将非线性动态随机最优潮流模型转化为二阶锥规划模型,利用商业软件Gurobi结合改进三点估计法对模型进行求解。通过与传统模型以及不计及风电相关性的方案进行对比,验证该模型的有效性和实用性。     

计及价格型负荷响应不确定性的概率潮流计算

随着以风电为代表的间歇性电源的快速增长,未来电力系统将从"发电跟踪负荷"的单向调度模式发展到"源—网—荷"智能互动调度,同时电源侧和负荷侧均具有不确定性。针对上述问题,文中综合考虑风电出力波动、负荷随机变化以及价格型负荷参与电网互动的随机响应过程三方面的不确定因素。首先,描述了计及不确定性的价格型负荷响应概率表征形式,通过价格弹性系数,分析了价格型负荷响应的不确定性及响应范围,以反映出响应行为的随机性和主观性。其次,在传统概率潮流计算的数学模型基础上,将价格型负荷不确定响应量视做新的随机注入变量,引入源荷随机互动概率潮流模型中,并应用点估计法求解得到网络潮流的统计特征值,使得价格型负荷参与电网互动机理研究更具全面性和准确性。最后,通过IEEE 73节点系统的算例分析表明,该模型通过价格型负荷响应能够填补风电出力波动引起的系统功率缺额,降低对支路潮流造成的不利影响。另外,点估计法能同时处理离散型和连续型不确定因素,精度高,计算量小,具有实用价值。     

考虑风电调度策略的电力系统随机潮流计算

针对风电并网系统,提出了一种考虑风电调度策略的多点线性化随机潮流计算方法。该方法以半不变量和Gram-charlier级数为基础,综合计及风电出力、传统发电和负荷的不确定性,借助多点线性技术保证计算结果的准确性;同时,借助安全约束经济调度方法,在随机潮流计算中嵌入了风电的调度策略。算例仿真表明,与模拟法相比,所提方法可有效改善基于半不变量和Gram-charlier级数的随机潮流计算方法应用于含风电电力系统时的计算精度;同时,克服了传统随机潮流计算中,风电大范围波动引起的不平衡功率完全由平衡机承担的缺陷,所得结果更为贴近实际。     

概率最优潮流方法及其在无功优化配置中的应用

针对电力系统运行中存在的大量不确定因素,探讨概率最优潮流方法及其在无功优化配置中的应用。分析和比较了蒙特卡罗法、半不变量法、点估计法等几类主要概率分析方法及特点,重点介绍点估计法及应用。给出了概率无功优化模型及蒙特卡罗法、半不变量法和点估计法的求解方法,通过实例对各种算法的准确性进行比较,并验证了方法的有效性。     

考虑电压稳定约束的最优潮流

采用指数负荷模型研究了有载调压变压器对系统最优潮流的影响。在阐述电压稳定性L指标的基础上,将L指标引入传统最优潮流中形成电压稳定约束的最优潮流,运用原-对偶内点法求解该模型。算例结果表明,该模型鲁棒性较好,能更加真实地反映系统实际运行情况。不同静态负荷模型对系统电压稳定性和经济性有一定的影响,系统电压稳定性的提高是以牺牲经济性为代价的,在考虑电压稳定性时,有载调压变压器的加入可以有效降低系统燃料费用,平抑系统有功出力和燃料费用的波动,将波动维持在一个较小的范围内。     

计及电压稳定约束的微电网动态最优潮流

为使微电网并网运行满足电压稳定性和经济性要求,将改进后的小扰动电压稳定指标引入微电网最优潮流模型中,并研究了多时段动态负荷下的最优潮流算法。在有载调压变压器模型中引入虚拟节点,以消除模型中的变比及因变比而产生的高阶项,并计及分布式电源及储能单元的影响在直角坐标系中建立了微电网动态优化潮流的二阶新模型。进一步通过在拉格朗日方程进行泰勒展开时保留高阶项和利用近似最小度算法进行节点优化编号,对传统内点法进行改进。修正计算中所使用的常系数海森矩阵与改进内点法相结合,从而提出一种常系数海森矩阵内点法,有效地解决了计算精度与迭代效率之间的矛盾。在ETAP环境下建立微电网模型,应用所提方法进行优化计算,计算结果表明,在改进的小扰动电压稳定指标约束下,所提模型和算法能够满足微电网运行经济性和电压稳定性的要求。     

基于随机响应面法的主动配电网无功优化

考虑分布式电源(DG)的无功主动调控能力,计及状态变量的机会约束,建立主动配电网随机无功优化模型。通过非参数核密度估计对随机因素进行建模,进一步借助随机响应面法,研究适应于多种概率模型的概率潮流计算方法,用以判断状态变量是否满足机会约束,并利用Nataf变换处理随机变量的相关性。结合基于粒子群的无功优化方法,对所建立模型进行求解。最后,基于修改过的IEEE 33节点和美国PGE 69节点配电系统测试所提方法的正确性和有效性。算例表明所提概率潮流计算方法所得累积分布函数具有较高的精度,同时设计不同的场景,进一步表明所提模型和算法适应不同DG无功控制策略、可发现确定性优化方案的概率越界风险并调整解决。     

求解最优潮流问题的内点半定规划法

基于内点半定规划(semi-definite programming,SDP),提出一种求解最优潮流(optimal power flow,OPF)的新方法--SDP-OPF法。该方法将非凸OPF问题等价转换为半定规划问题,然后应用原始-对偶内点法求解。根据OPF半定规划模型的特点,采用基于半定规划的稀疏技术,使存储效率和计算性能得以大幅度提高。以4节点的简单电力系统为例,展示模型等价转换的过程及如何获取原OPF问题的解。IEEE-300节点等6个标准系统的仿真计算表明：所提算法具有超线性收敛性,其计算结果与内点非线性规划的结果一致,且能保证解的全局最优性,可在多项式时间内完成,是一种应用前景广阔的方法。