含风电场电力系统的有功优化潮流

提出了一种基于机会约束规划的风电并网系统的有功优化潮流模型和算法。引入了表示风电场发电功率和母线负荷的随机变量，以概率的形式描述约束条件（如线路潮流、节点电压、旋转备用以及稳态频率偏移等）。开发了基于遗传算法和随机模拟技术的计算程序。在IEEE30节点系统上的测试结果验证了文中所提方法的可行性。     

交流潮流凸松弛约束发输电联合扩展优化规划

电力系统交流潮流方程是非线性非凸的,直流潮流是交流潮流的有功近似,输电网扩展规划数学优化方法使用线性的直流潮流。考虑到电源规划对输电网影响,在输电网扩展规划中增加发电机组待选集,构建发输电联合扩展规划。为求解交流潮流约束的发输电联合扩展规划,分析了交流潮流支路功率方程,提出了一种新颖的支路功率方程凸松弛方法,并建立了最优潮流凸松弛模型。为加强松弛的紧性,提出了电压相角近似约束,建立了交流潮流凸松弛约束的发输电联合扩展优化规划模型,该模型是混合整数二阶锥规划。最后使用IEEE RTS 24节点和IEEE 118节点标准算例,调用数学优化引擎GUROBI,测试了以上模型,对比了直流潮流约束和交流潮流凸松弛约束的发输电联合扩展优化规划结果。算例验证说明了该方法的有效性和意义。     

基于有功矩法的分布式电源优化配置方法

分布式电源(distributed generation,DG)的接入使得配电系统从无源网络转变为有源网络,DG接入的位置、容量以及运行方式对配电网的节点电压、线路潮流、网络损耗等都有较大影响,因此对DG进行优化配置的研究有着重要意义。本文研究了DG的优化配置问题,从网损最小的目标函数出发,分别定义了有功二次矩和有功一次矩,建立了分布式电源优化配置的有功矩模型:按有功二次矩来确定分布式电源的安装位置,按有功一次矩来确定分布式电源的优化配置容量,并在IEEE33节点系统和69节点系统分别进行了仿真,验证了所提方法的正确性和有效性。方法的物理概念清楚、计算过程简捷可靠,具有实用价值。     

电力系统电压无功的序列二次规划算法

以网络有功损耗最小为目标函数,考虑潮流无功平衡方程的等式约束和一系列电压和控制变量的不等式约束,使用SQP序列二次规划法计算电压无功优化潮流。在形成目标函数和约束方程式时,没有将电压相角当做常数,而是认为支路有功潮流在优化过程中保持不变。对Ward & Hale 6母线、IEEE 14母线和IEEE 30母线系统分别进行电压无功优化计算,结果表明文中所述的数学模型有利于优化的收敛。     

基于暂态能量裕度灵敏度计及暂态稳定约束的优化潮流计算

提出了一种基于暂态能量裕度灵敏度的含有暂态稳定约束的优化潮流算法.它用时域仿真法对系统进行暂态稳定分析,提前滤除不失稳故障,并结合混合法计算失稳故障的能量裕度.依据最严重故障的能量裕度与发电机有功出力变化量的近似线性关系及能量裕度对发电机有功出力的灵敏度来调整发电机的有功出力.在计算程序中充分运用变步长搜索策略提高了计算效率,对考虑多个预想故障的含有暂态稳定约束的优化潮流问题具有良好的全局收敛性.最后通过IEEE 30节点系统和IEEE 57节点系统验证了该方法的有效性.     

基于安全域的电力系统有功及无功优化

提出了一种同时计及电力系统有功及无功的新型优化潮流模型与算法。在构建优化潮流(OPF)的数学模型时借助了3种电力系统安全域的概念与方法,它们分别是:满足系统潮流约束(母线电压约束、支路热稳定极限以及发电机出力限制)的“静态安全域”、“静态电压稳定域”以及针对既定的网络结构和既定的网络结构变化过程的保证系统暂态稳定性的“动态安全域”。在此基础上,利用电力系统的有功功率与支路角之间、无功功率与节点电压幅值之间的仿射关系,建立了通过二次规划来求解优化潮流(OPF)的算法。文中最后在新英格兰10机39节点系统中演示了所提出算法的有效性。     

配电网无功规划三次优化解析算法

基于经济效益和电压约束,综合考虑并联电容器、分布式电源、主变分接头、弱环网等因素的影响,提出一种实用的配电网无功规划三次优化解析算法:在近似满足电压约束的基础上,一次优化按逐次单节点净收益最大为目标初步确定补偿节点数量、位置及其容量;考虑到各补偿位置和容量的相互影响,二次优化对一次优化初始解进行迭代修正计算;三次优化对二次优化的结果采用交流潮流校验电压并作进一步的优化微调。该算法不需事先人工指定候选电容器补偿位置,可以在保证工程计算精度的同时大幅提高计算速度,特别适用于大规模配电系统的无功规划优化。经对多个IEEE算例和实际系统的计算分析,验证了所提算法的高效性和稳定性。     

多故障暂态稳定约束最优潮流的轨迹灵敏度法

将暂态稳定约束最优潮流(transient stability constrained optimal power flow,TSC-OPF)计算过程分解为潮流、暂态稳定及轨迹灵敏度、降阶二次规划最优潮流3个子问题的交替求解。在迭代过程中,根据潮流和暂态稳定计算得到状态变量和代数变量时变轨迹;由此判断系统的稳定性,并计算失稳时刻状态变量和初始时刻代数变量对发电机有功和无功功率的轨迹灵敏度;据此将暂态稳定约束最优潮流问题转化以发电机有功和无功功率增量为独立变量的降阶二次规划最优潮流问题;求解这个二次规划模型得到发电机有功和无功功率增量。通过这种交替求解,最终能寻找到满足暂态稳定约束的最优潮流解。以此为基础,提出了不受故障类型和模式影响的多故障处理方法。新英格兰10机39节点和UK 20机100节点系统的计算结果表明,所提方法在计算精度和速度方面具有一定优势。     

基于飞蛾扑火优化算法的电力系统最优潮流计算

飞蛾扑火优化(moth-flame optimization,MFO)算法作为一种最新提出的启发式智能优化算法,具有优良的搜索性能和鲁棒性,可用于求解复杂实际工程问题。针对电力系统最优潮流问题,提出采用MFO算法的最优化求解方案。该方案采用发电成本以及发电成本结合有功网损、节点电压偏移的加权和作为优化问题的目标函数,考虑电力系统潮流计算中复杂的约束限制,并与现有的基于其他智能优化算法的最优潮流计算结果展开对比与分析。IEEE 30节点系统仿真算例结果表明,采用MFO算法求解最优潮流问题具有收敛速度更快、搜索精度更高、鲁棒性强等优点。     

求解非光滑燃料费用函数的基于进化规划的机组最优潮流

提出求解具有非光滑燃料费用函数的存在爬坡率限制的最优潮流方法。针对两次、阶梯形、联合循环机组的非光滑燃料费用函数,介绍一个基于进化规划的算法。在该算法中,为避免早熟,交叉操作随后代的数目非线性变化。介绍了所提出的进化算法应用于有线路约束的IEEE30节点系统和印度62节点系统的情况。以MVA为单位的线路潮流直接采用牛顿-拉夫逊法计算。算例证明所提出的进化算法简单,对求解具有非光滑燃料费用函数的存在很多约束的最优潮流问题有效。     

基于全局序列二次规划算法的无功优化

为提高无功优化计算的收敛性和精确性,采用全局序列二次规划(SQP)算法来计算无功优化潮流.在优化的循环迭代过程中,电压相角和支路潮流并未当作常数看待,而是通过每次迭代后系统状态下的潮流计算重新获得的.对IEEE30节点系统进行无功优化仿真,结果表明全局SQP算法具有良好的收敛性和精确性.     

一种非迭代仿射算法的输电网区间潮流计算方法

当系统注入功率随机波动时,潮流分布也随之波动,但潮流方程的约束使得各变量之间存在一定的相关性。利用仿射运算能够有效克服这种相关性,为提高计算效率,采用非迭代算法,将区间潮流计算问题转为优化问题进行求解,分别建立线性规划、非线性规划和二次规划的优化模型,依次求解支路两端的相角差、节点电压幅值和相角以及支路有功功率和无功功率。9节点和57节点系统的仿真结果表明,所提算法得到的电压幅值和相角的区间结果与迭代算法基本相同,但支路区间功率要优于迭代算法,其时间复杂度近似为O(m3),能够快速有效地求解区间潮流问题,并且能够实现并行运算。     

主动配电网分布式无功优化控制方法

随着配电网中分布式电源的渗透率不断提高,配电网运行和控制面临诸多新挑战。集中式控制的成本高、通信要求高、可靠性差,不适应主动配电网的实际需求。基于分区协调控制和凸优化的思想,提出了一种主动配电网分布式无功优化控制方法。此方法以网络有功损耗为目标函数,考虑配电网潮流方程约束、各节点电压上下限约束和分布式电源无功出力上下限约束。以简化的支路潮流方程将非凸的无功优化控制问题转化成凸二次规划问题,以物理分区的形式对凸二次规划问题进行分布式计算求解。每个控制区域都配有一个独立的控制器,每个控制器仅对所控制区域数据进行测量,并且只收集相邻控制器的边界协调信息,采用同步型交替方向乘子法进行分布式优化计算,得到各区域分布式电源的无功优化控制策略。最后以IEEE 33和IEEE 69系统为例,仿真计算结果验证了该方法的正确性和有效性。     

逐步二次规划法在约束潮流中的运用

约束潮流就是当系统的结构、参数及负荷情况给定时，通过选取控制变量，找到能够满足所有运行限制的潮流分布。文中运用最优潮流算法计算约束潮流，将有功、无功出力以及电压值作为控制变量，并使用逐步二次规划法对其进行求解。给出了有关的数学模型和计算流程，介绍了处理Maratos效应的一种的灵敏度算法。中国电科院8机22节点系统和IEEE—118节点系统的计算结果证明了使用SQP方法计算约束潮流的有效性。     

用恒定分配因子法求解耦的优化潮流问题

本文提出的解算优化潮流的方法,是把整个优化问题分解为有功和无功两个子问题。在受约束的有功经济调度阶段应用分析法确定有功的分配因子。线损修正是通过由潮流的修正方程式导出平衡方程式和“相对线损修正系数Ψ_i”来考虑的。在潮流的定式中采用不设置平衡节点的方法。在第二阶段(无功优化)是应用简化梯度与惩罚函数相结合的方法。文中列出了5节点、11节点和IEEE30节点的系统所进行的数值计算结果。     

基于树木生长算法的含UPFC的最优潮流计算

最优潮流(OPF)计算是一个非凸优化问题,统一潮流控制器(UPFC)的引入增加了OPF问题的非凸程度,使得基于内点法的传统优化算法难以获取全局最优解。文中提出基于树木生长算法(TGA)的计及UPFC的最优潮流计算方法,将发电成本与有功网损、电压偏移加权作为目标函数,并考虑网络与UPFC设备的安全运行约束,优化了OPF模型。最后基于IEEE 30节点系统以及南京西环网116节点实际系统进行算例测试,对比TGA、粒子群与内点法的结果,并使用蒙特卡洛方法对不同的启发式算法分别进行50次计算,验证了TGA具有更好的求解精度与鲁棒性。     

考虑风电场模型的仿射区间潮流计算

为了获得风电场并网后潮流变量的精确变化范围,为运行调度部门制订应对方案提供依据,提出了考虑风电场模型的区间潮流模型,采用区间形式来表示风电场有功功率变化范围,并在模型中考虑了3种控制模式来模拟风电场的有功和无功控制。为求解该模型,提出了考虑风电场模型的仿射区间潮流算法。该算法基于仿射算术,构造优化模型以压缩区间的仿射形式,并在仿射运算过程中考虑了有功和无功的关联控制模型,以获取风电并网后潮流变量的区间。IEEE 30节点和IEEE 118节点系统的测试结果表明:考虑风电场模型的仿射算法能有效求解含风电场的区间潮流模型,其获得的潮流区间结果比蒙特卡洛模拟的结果更保守,更有利于保证电力系统安全性;所提仿射算法具有较高的计算效率,并且能求解含多个风电场的大节点系统。     

不同发电调度方式调度效果比较分析

均衡调度、煤耗调度和成本调度是3种不同的发电调度方式,与电力系统运行实现公平、节能、经济等目标密切相关.深入分析3种调度方式的机理,以等负荷率为目标建立基于最小二乘的均衡调度优化模型,采用序列二次规划算法求解:分别以煤耗最小和购电成本最小为目标,建立煤耗调度和成本调度的日前安全约束机组组合模型,采用动态规划结合序列二次规划的混合算法求解.IEEE30节点算例分析表明,3种调度方式体现了相异的调度目标,决定了机组组合和发电出力分配的结果,并且不同调度方式将影响区域间的潮流分布.     

广义潮流计算

本文研究了广义潮流算法。该算法将各种类型的节点引入潮流计算,并将线路的有功功率给定及无功功率给定作为潮流平衡方程。进而研究了广义牛顿一拉夫逊潮流算法及广义快速分解潮流算法,对IEEE14节点及30节点系统进行了计算,得到了较好的结果。     

基于改进多目标差分进化算法的安全约束动态环境经济调度

本文提出一种改进多目标差分进化算法求解计及输电线路有功潮流约束的动态环境经济调度模型。该算法利用反向学习初始化种群以提高种群的多样性,同时采用改进的拥挤距离计算方法以改善Pareto最优解分布的均匀程度。最后,基于潮流熵指标从Pareto最优解集中提取出电网潮流分布最均衡的发电调度方案。以IEEE30节点系统为算例进行仿真分析,优化结果验证了所提发电调度方法的有效性。