基于遗传算法的输电网优化规划方法在福建电网中的应用

介绍了基于遗传算法的输电网优化规划的模型、算法和软件。利用已开发的遗传算法输电网优化规划软件,分别对2020年福建500 kV电网及福州220 kV电网进行优化规划,给出规划结果并对结果进行分析。该软件得出的优化结果对于实际的电网规划有着重要的参考价值。最后,从工程应用角度,提出了对输电网优化规划算法、模型和软件的改进建议。     

电网规划相关问题的分析及思考

电网规划是电网建设和发展的一个重要环节,科学的规划对于指导电网建设具有重要的指导意义。结合福建电网目前的实际情况,从福建电网的网络结构、运行方式以及规划建设方向三方面着手,针对电网规划、输变电工程可研阶段存在的一些问题进行了分析探讨,提出了解决问题的思路和方法,以期不断提高工作效率和工作质量。     

改进的遗传算法在汕头电网规划中的应用

遗传算法是由自然界生物遗传机理抽象出来而形成的一种新型的优化算法,具有适合于电网规划的独特优点。因此,介绍了遗传算法应用于电网规划的模型和实现步骤,分析了其特点,并提出把改进的自适应代沟遗传算法引入电网规划,经改进的遗传算法在汕头电网规划的网架优化中应用,取得了较好的效果。     

福建电网远景短路电流及其控制措施

根据福建电网发展规划,计算分析了福建电网短路电流水平发展趋势;研究了调整和优化电网结构、采用高阻抗变压器、加装变压器中性点小电抗、采用串联电抗器限制短路电流等多种措施对短路电流的限制作用;提出了限制福建电网短路电流的建议。该研究为电网的规划、建设和运行提供了科学依据。     

育种算法在输电网络优化规划中的应用

作为一个复杂的非线性的混合整数规划问题,目前电网优化规划使用较常见的是现代优化方法,其中又以遗传算法应用较多,但目前各种现代优化方法仍存在计算速度和收敛性的问题,介绍了一种从遗传算法改进而来的算法——育种算法,它将遗传算法中的选择、交叉、变异三个过程简化为一个过程,对18节点算例分析表明育种算法在电网规划应用中提高了计算速度和收敛度。     

计及线路路径优化的空间电网规划

针对传统电网规划方法难于有效计及复杂路径及环境成本的问题,基于栅格化三维地图,以设备投资成本和运行费用综合最小为目标函数,考虑传统电网规划约束和线路路径优化约束,建立了考虑路径优化和变电站选址的空间电网规划模型。该模型是一个复杂的混合整数非线性规划模型,将其分解为考虑变电站选址的电网规划上层问题和线路路径优化下层问题,并提出适合求解该模型的遗传算法和动态规划法相结合的混合优化算法,该混合优化算法在采用遗传算法解决网架结构优化和变电站选址优化的同时,将动态规划法嵌入到遗传算法中,求解线路路径优化问题,为了提高计算效率,在遗传算法中引入了记忆体结构,IEEE Graver-6节点算例,IEEE 118节点算例和一个实际电网算例的结果验证了模型和算法的有效性。     

城市电网骨干网架优化的数学模型与算法

针对城市电网规划的骨干网架优化问题,重点研究了基于整数遗传算法的城市网架的规划模型的建立,采用改进的整数遗传算法,基于供用电节点矩阵的线路路径的自动识别方法和配电网络中功率、电压等约束的自动计算方法,实现了城市电网骨干网架的优化。算例优化表明,该文方法实用性,适用性均较强,可以快速有效地得到网架结构规划全局最优解。     

与华东联网后福建电网的稳定控制探讨

分析了福建与华东联网对福建电网安全稳定的影响及电网稳定的新特点。针对联网后福建电网安全稳定问题,提出了相应的安全稳定措施。对联网后福建电网第三道防线的设置方案及存在问题进行了分析,对福建电网结构和电网规划提出了建议。     

福建电网近期短路电流及其控制措施

根据福建电网发展规划,计算分析了福建电网“十一五”期间短路电流水平,研究了近期福建电网可能采取的短路电流限制措施,提出了近期电网及设备改造的建议。     

遗传算法应用于电网规划的难点与改进

将遗传算法用于电网近中期规划问题的研究,改进了遗传操作使之更适应于电网规划,克服了算法在生成初始解群和交叉、变异过程中由于编码原因产生的大量不可行解以及收敛性能差等难点。通过以改进遗传算法为核心的网架规划程序,寻找同时满足电网规划可靠性和安全性指标的全局最优的方案。     

综合考虑负荷供应量和线路重要性的骨干网架构建

骨干网架的构建是进行差异化规划以提高电网抵御自然灾害能力的首要条件。引入电网最大负荷供应能力反映网架线路的重要性,在综合考虑了网架负荷供应量和线路重要性的基础上提出了一种新的骨干网架搜索模型,并采用改进的生物地理学算法进行网架搜索,引入混合迁移算子、混沌变异策略、排重操作以及"贪婪"策略增强算法的搜索能力,并与常用优化算法中的粒子群算法、遗传算法以及传统的生物地理学算法进行了对比。仿真算例结果表明,本文所提方法正确有效,搜索到的骨干网架方案满足差异化规划要求,采用的改进生物地理学算法具有较高的搜索效率。     

计及电力市场阻塞成本约束的输电网规划

针对在POOL模式下电力市场中机组容量、报价、负荷信息等不确定因素,建立了阻塞成本约束下输电网随机规划模型。在输电规划水平年,采用蒙特卡罗算法进行市场模拟来量化输电线路阻塞程度,并利用遗传算法来优化阻塞成本约束条件下以投资费用最小为目标的输电网规划方案,最后在IEEE-30节点算例系统上进行了优化规划,得到了协调满足约束条件和经济目标的优化方案。     

智能电网建设中分布式电源的规划

研究了智能电网建设中分布式电源的规划问题,在分布式电源单个容量、个数和位置不确定的情况下,建立了多目标优化模型,并将多目标函数归一化,采用改进自适应遗传算法优化分布式电源的位置和容量,得到分布式电源接入后的最优规划方案。通过算例分析,验证了该方法的正确性和有效性。     

考虑电力系统灵活性的网-储联合规划

高比例可再生能源接入电网使得规划问题更加复杂。提出考虑电力系统灵活性的网-储联合规划方法。分析风电和光伏出力的相关性,采用蒙特卡罗方法生成大量可再生能源发电和负荷场景。基于k-means聚类算法对生成的场景进行缩减,并利用改进的遗传算法确定最优聚类数。通过斯皮尔曼系数筛选典型场景,构建考虑生成概率的典型场景集合。建立以提升灵活性、降低投资成本为目标的双层网-储联合规划模型,并采用灰狼算法迭代求解。算例分析结果表明所提网-储联合规划方案能够有效地提升电力系统灵活性,促进可再生能源消纳。     

配电网模式化接线优化规划

为了指导配电网模式化接线设计,提出了一系列优化规划方法。指出对于"手拉手"环状网,在2条馈线的最下游子分区间的最短路建设联络线的方案最优。以联络线的建设费用最小为目标函数,将各供电分区作为偶图的2列,采用最小权匹配算法得到"手拉手"环状网的最优配对结果。在此基础上,采用遗传算法和最小权匹配算法相结合的方法,通过交叉和变异操作改变偶图2列的节点,实现了多分段、多联络接线模式优化规划。对一个10条线路的实例进行了规划,结果表明所提出的方法是可行的,并且具有较高的效率。     

改进的遗传算法在中期发电扩展规划中的应用

为了满足日益严峻的电网调峰问题,首先在中期发电扩展规划模型中引入峰谷差约束,然后讨论了应用于发电规划的简单遗传算法的不足,并提出了一种改进的遗传算法,该算法能根据父代群体质量动态调整控制参数从而有效地改善了算法收敛速度和最优解。最后给出了某地区发电中期扩展规划的实际算例以表明该算法的有效性。     

浅谈智能电网中高级量测架构(AMI)的认识和启示

高级量测架构(AMIadvanced metering infrastructure)在智能电网的规划建设中是一个不可缺少的部分,高级量测架构(AMI)是连同ADO(高级配电运行)、ATO(高级输电运行)、AAM(高级资产管理)等技术在智能电网规划路线中被提出。浅谈了对AMI、AMI与IECSA、AMI与智能电网关系的认识,并进一步提出对输电网侧的量测体系架构的思考。     

改进人工鱼群算法在配电网网架规划的应用

针对配电网网架规划组合优化复杂性的问题,在网架规划中以人工鱼群算法的寻优框架为基础进行优化。针对人工鱼群算法自身上的不足,对人工鱼群的行为中觅食、集群和追尾等行为进行改进。以网络年综合费用最小为优化目标建立了配电网网架规划的数学模型,并利用改进后的人工鱼群算法求得该模型的优化解,并与遗传算法及粒子群算法等做对比。实验结果表明了该改进的可行性和有效性。     

考虑电网脆弱性的输电网扩展规划模型

基于电网脆弱性与均匀性理论,提出了电网全局结构与状态脆弱因子模型,用于衡量不同电网模型的脆弱程度。构建了综合考虑电网全局脆弱性、经济性与电网安全约束集的多目标电网规划模型。采用改进混沌交叉变异遗传算法进行优化得到最优规划方案。其中,针对多目标量纲不统一,权重不易定的问题,采用主成分析法对每代种群中个体进行综合评估,使评估结果更加客观可信。通过对Garver-6节点系统和Garver-18节点系统的仿真分析证明了所提模型的可行性和有效性。