南方电网交直流输电断面暂态安全传输极限分析

分析了南方电网2005年和2006年丰大运行方式下制约东送断面以及送端云南系统的外送输电断面的传输极限的因素,以FASTEST为仿真工具,通过设置负荷、发电机变化模式,分别计算了在静态负荷模型和动态负荷模型下系统的暂态安全传输极限、负荷极限以及临界安全稳定裕度等.由程序自动搜索断面或线路极限传输能力,帮助调度部门的工作人员在此项工作中节省大量的时间,是对工作的一次解放.并对提高断面输电能力的措施进行了仿真计算.     

电—气集成能源系统环境下的电力系统动态输电断面识别

随着电力系统中可再生能源发电占比的不断增加和电转气技术的逐步成熟,电力系统和天然气系统的耦合程度逐步加深,电-气集成能源系统应运而生。这将影响电力系统的运行状态,进而影响对输电断面的识别。在此背景下,发展考虑IEGES运行安全性的电力系统动态输电断面识别方法。首先,以最小化系统运行成本为目标函数,考虑电力系统的物理运行约束,建立IEGES环境下电力系统的运行优化模型。接着,采用扩展拉丁超立方算法模拟间歇性可再生能源发电出力的不确定性,并对样本进行削减并生成含概率信息的典型场景集合。然后,采用基于分区的输电断面搜索方法对IEGES环境下的电力系统进行输电断面识别。最后,以修改的IEEE 39节点电力系统和比利时20节点天然气系统所构成的IEGES为例,对所提方法进行说明并验证其有效性。     

考虑风电综合利用指标约束的输电规划模型

风电的大规模并网,对输电网的影响不容忽视.考虑风电出力的随机性及不可控性,建立风电机组发电功率评估模型,计算风电发电功率的期望值;引入风电综合利用指标,统筹风电利用及输电规划成本二者之间的矛盾;建立考虑风电综合利用指标约束的输电规划模型.以18节点系统为例,时比分析传统输电规划模型与考虑风电综合利用指标约束的输电规划模...     

考虑发电报价和N-1安全约束的ATC建模与仿真

基于最优潮流(OPF)算法,建立电力市场条件下可用输电能力(ATC)计算模型.构造发电区域总有功出力最大、用电区域总负荷最大、区域间输电经济效益最大等3个目标函数,全面分析比较电网间可用输电能力.该模型考虑了输电线路故障对输电能力的影响,引入线路N-1故障的潮流方程及相应的不等式约束条件,使电力系统在故障时有负荷裕度,...     

计及不确定因素影响的交直流系统可用输电能力评估

提出并建立了计及不确定因素影响的交直流混合系统可用输电能力优化计算模型,在综合考虑交直流混合电力系统运行的各种不确定因素基础上,量化分析各种不确定因素对系统运行可靠性的影响,采用蒙特卡罗方法对交流和直流系统的不确定性因素进行抽样,借助于内点法对可用输电能力优化模型进行求解。以IEEE-30节点系统和扩展的IEEE-30节点交直流混合系统为例对本文所提方法进行仿真计算,算例分析表明该方法的合理性和有效性。     

一种改进的最优潮流算法研究

提出一种改进的信赖域内点算法.新方法无须与潮流计算配合增加算法通用性,并由常规潮流获得初始点改善信赖域子问题可行性;此外,改进信赖域子问题模型提高计算精度,调整收敛判据加快计算速度;由现代内点法求解信赖域子问题,并构造简约修正方程减小计算量.用改进的方法求解电力系统中以发电费用最小为目标的最优潮流问题.通过对IEEE14-300测试系统的数值仿真实验,证明所提出的算法是正确和有效的.     

求解无功优化的线性规划最钝角松弛法

采用最钝角松弛算法求解无功优化问题的线性规划模型,为解决线性化步长调整问题在该模型中增加了信赖域约束。首先,根据最钝角原理定义主元标的概念及其计算公式,计算各个不等式约束的主元标。然后,根据不等式约束的主元标值对其进行筛选,形成一个松弛的线性规划问题,用原始单纯形法对其求解。如果松弛问题的最优解能满足原问题的不等式约束,则直接获得原问题的最优解。否则,将所有剩余的约束条件全部添加到松弛模型中,得到改变约束条件顺序后的原问题,再用对偶单纯形法进行新的求解。该算法本质上是一种2阶段单纯形法,并且第二阶段的求解可以充分利用第一阶段松弛问题的解信息,大大提高第二阶段的计算效率。以5个试验系统和1个省级538节点实际系统为测试系统,通过与单纯形法、信赖域内点法进行比较,验证其有效性。     

考虑安全和经济的发电权交易多目标优化

提出了一种新的发电机出力成本的计算方法,给出了较新的成本计算模型。在此基础上,建立了考虑碳排放约束下实现系统负荷裕度和发电机出力成本综合最优的发电权交易优化模型。所提模型以出力成本为枢纽,协调了系统在经济性和安全性方面的要求。引入法向量交叉投影法(NBI法)求解上述多目标优化模型,绘制帕累托曲线并求取发电机出力成本与系统负荷裕度之间的置换度。在IEEE118节点系统上验证该模型的有效性和正确性。仿真结果表明:所提模型能够满足系统交易时经济性和安全性方面的不同要求,为决策者提供判断依据。     

考虑电力系统经济调度的可用输电能力计算方法

本文提出了一种考虑电力系统经济调度的可用输电能力(Available Transfer Capability,ATC)计算方法。该方法通过增加发电区域总发电量,达到极大化发电区域总发电量的目标,在系统每一运行点对送电区域发电机出力进行经济调度,从而使系统运行于经济最优状态,并引入简化的电压稳定局部指标L,从静态电压稳定角度确定系统的临界状态,从而有效评估了系统的可用输电能力。运用综合粒子群算法思想的改进细菌觅食算法对IEEE30节点系统进行了仿真,在保证收敛精度的前提下,提高了搜索速度,仿真结果验证了该方法的可行性与合理性,有效解决了考虑经济调度的系统可用输电能力的计算问题。     

基于改进蚁群算法的专用输电工程电气设备优化选型

针对专用输电工程的建设现状,采用优化方法选择输电工程的主要电气设备如高压断路器、输电线路、变压器等,建立考虑一次性投资、年运行维护费用和停电损失费用的优化模型,并利用优化模型从众多符合技术参数要求的电气设备中选择成本效益最大化的投资方案,该方案兼顾经济性与可靠性,使得年综合运行费用最低.然后采用蚁群算法求解,针对该算法寻优较慢的缺点,利用改进的邻域蚂蚁"标兵"学习算法进行寻优,最后通过对居民专用输电工程算例的计算与分析,表明该模型和算法的有效性.     

变信赖域序列凸规划RLV再入轨迹在线重构

针对可重复使用运载器（RLV）的再入轨迹重构问题,提出一种基于变信赖域序列凸规划的RLV再入轨迹快速求解方法. 首先,通过离散化及对非凸约束的线性化处理,将RLV的非凸轨迹优化问题转换为凸优化问题,然后通过序列凸规划方法对凸优化问题进行求解. 在序列凸规划求解过程的初始迭代中,采用预测校正算法对初值猜测轨迹进行设计,确定轨迹求解的终端时间;在后续迭代过程中,设计基于优化性能指标的信赖域更新策略,提升算法的收敛性能. 在轨迹快速求解方法的基础上,考虑RLV再入过程中可能发生的突发事件,如实际轨迹大幅度偏离参考轨迹或目标点变更,基于变化的初值约束及终端约束在线重构轨迹,并结合重构轨迹和LQR（Linear quadratic regulator）方法设计再入制导律实现对重构轨迹的有效跟踪. 最后,将此设计方法与Gauss伪谱法及传统序列凸规划算法进行仿真对比验证. 仿真结果表明:变信赖域序列凸规划方法相较于伪谱法和传统的序列凸规划方法在轨迹求解实时性及收敛性方面有较大的提升,具备应用于轨迹在线重构的能力,此外,所提出的轨迹在线重构方法具备良好的鲁棒性以及抗扰性.     

大规模电力系统无功优化的一种分解协调算法

随着电力系统规模的不断增大以及电气设备和负荷种类的不断增多,无功优化问题变得越来越复杂,对大规模电力系统进行在线无功优化和实时控制就更加困难.无功优化和控制的本地性使得分解协调算法很适于解决这一问题.在此背景下,针对电力系统调度具有的按电压等级分层管辖的特点,首先按照电压等级对大规模电力系统进行分区,建立多区域系统的无...     

考虑需求响应和风电不确定性的能源系统调度

将价格型需求响应的影响因素分为电、气分时自弹性和电-气交叉价格弹性,两者分别考虑价格调控下能源需求在时间、类型上的转移. 依据模糊数的物理意义对风电历史数据进行拟合;考虑不同场景的发生概率对不确定性的影响,提出基于多场景的模糊优化模型. 依据模糊规划理论,考虑价格型需求响应、风电出力和系统负荷的不确定性,建立考虑风电消纳的电-气综合能源系统源荷互动日前模糊优化调度模型. 采用模糊期望约束、模糊机会约束的等效处理方法和天然气气潮流线性化方法将非线性约束转化为线性约束并求解该模型. 算例表明,通过考虑价格型需求响应和风电不确定性,可以更加准确地模拟在不确定的市场环境下,用户在不同能源间的选择行为,同时降低用能的峰谷差,提高风电的消纳能力.     

Security region based real and reactive power pricing of power system

This paper develops a novel model and an algorithm of security region based real and reactive power pricing of power systems. In the proposed model, the reactive power production cost is represented as the opportunity cost. The static voltage stability region in the cut set power space (CVSR) and the practical dynamic security region (PDSR) in the injection power space are used to represent the constraints of voltage stability and transient stability, so that the consideration of this kind of constraints in the optimization becomes very easy. In the proposed algorithm, a decoupled optimization and iteration method of active power production cost and reactive power production cost is suggested. According to the K-T optimality conditions, the prices of active power and reactive power, and the different components corresponding to the concerned security constraints are derived. The components of spot prices can reflect the influence of different node power injections on each kind of security constraints, so that through the node price all of the participants in power market can be stimulated to take an active part in maintaining the system security. An illustrative example on the New England 10-genetator 39-bus System is used to demonstrate the proposed method. Supported by the key research project of the National Natural Science Foundation of China (Grant No. 50595413)     

Application of MPSO technique to find optimal location and parameter setting of TCSC

A new mothod was presented to find the optimal location and parameter setting of Thyristor Controlled Series Compensator (TCSC) to maxmize the transfer capability.Firstly the sensitivity of the transfer capability with respect was described to the line’s reactance was described to find the more sensitive lines for installing TCSC,however,the line which has the most sesitivity value is always not the best line for installing TCSC.For solving this problem,the more sensitive m lines were selected as the alternative line group of installing TCSC,and then modified particle swarm optimization (MPSO) was used to find out the optimal location and the optimal parameter settings of TCSC.Particle swarm optimization (PSO) algorithm can results premature convergence.For solving this problem,population entropy and cellular automata were introduced to it.Simulation results of IEEE 30-bus system proved the effectiveness of the method and its application values.     

考虑潮流转移结构特征的输电线路脆弱度在线评估

潮流转移效果常被用于电力系统稳态安全评估.常见方法着重分析线路载荷或输电裕度等参数水平,对线路拓扑位置的影响关注不足.分析输电线路两端节点功率联通强度的熵权度数,将潮流转移结构分布特征融入到衡量输电水平的度量中,构建潮流改变后的输电线路脆弱度评估模型,通过少量计算或测量数据,得到线路脆弱性指标,为调度或运行人员提供更多...     

适应源荷不确定性的参考电网区间优化方法

针对现有电网评估模型未考虑源荷不确定性情形以及并未关联电网响应不确定性的运行策略的不足,提出适应源荷不确定性的参考电网区间优化方法,为实现柔性电网规划提供理论参考。基于规划周期内不确定电源、负荷预测区间和规划网络候选方案,充分关联电网运行策略,构建以追求电网的发电成本、备用配置成本和输电网络投资成本总和最小为目标,以不确定性背景下电网各种工况运行安全域为约束条件的参考电网区间优化模型,并给出模型求解方法,得到支撑源荷功率平衡的电网优化方案。通过算例分析说明了所提方法的有效性。     

考虑稳态频率约束的含大规模风电电力系统机组组合研究

风电的大规模接入给电力系统运行带来了新的挑战。随着风功率的渗透率逐渐增加,由风功率预测误差带来的不平衡功率将导致频率波动量的增加。含风电电力系统的机组组合问题往往没有考虑系统的安全约束,尤其是频率安全约束,而频率安全约束将直接影响发电计划的可行性。搭建考虑稳态频率约束的含大规模风电机组组合优化模型,并采用CPLEX优化软件来进行求解,从而得到系统常规机组发电成本最小。最后,以小规模电网算例对所提方法进行测试,将测试结果与传统的考虑频率约束的机组组合方案进行比较,验证了该方法的有效性与优越性。     

交流潮流约束下的机组组合求解

针对当前大电网与分布式发电并进,可再生资源发电大量接入的电网发展格局,构建交流潮流约束下的机组组合模型,在传统考虑有功网络安全约束的基础上,引入无功电压的制约,并计及机组的安全运行极限。依据Benders分解思想,将该模型分解为主、子两个问题,主问题为单母线模型机组组合,子问题为交流潮流约束的检验,通过子问题导引的Benders割形成主、子问题之间关联的附加约束。修正的IEEE-14节点仿真结果表明,该方法能够有效解决交流潮流约束下的机组组合问题。     

考虑内部动态约束的MMC功率运行区间的确定及控制方法

为了正确评估模块化多电平换流器(modular multilevel converter, MMC)的内部动态约束对运行区间的影响,提出一种通过求解MMC状态空间方程来获取MMC内部动态进而确定其功率运行区间的功率扫描方法。建立基于模块化多电平换流器的柔性直流输电(modular multilevel converter based high voltage direct current, MMC-HVDC)系统的稳态模型,通过求解状态方程得出各功率点对应的状态变量;提出一种系统非正弦周期电气量极值的计算方法求解各内部动态约束的幅值;通过逐点扫描得到满足MMC内部动态约束和常规约束时的功率运行区间。针对功率设置可能越限的情况,设计保证系统满足内部动态约束的边界控制策略。在PSCAD/EMTDC中进行仿真,仿真结果验证了MMC功率运行区间确定方法的正确性及边界控制策略的有效性。