电力系统优化调度概述（I）——经济调度与最优潮流

本篇文章叙述了电力系统优化调度研究的目的和意义，回顾了经典经济调度、最优潮流近二十年来优化调度的发展，详细地分析了这两种调度方法发展中出现的问题以及各自的解决方法，经典经济调度计算速度快适合在线应用；最优潮流计算精确但相对经济调度而言计算速度慢，无法应用到实时调度。同时也提出了这两种优化方法中急需解决的问题。     

基于交易空间的可用传输容量计算方法

区域间可用传输容量是保障系统安全的指标之一。结合安全经济调度和连续潮流方法,建立了电力市场环境下区域间可用传输容量计算的新方法。在连续潮流计算过程中,每步迭代以购电费用最低为优化目标,以断面（线路）有功潮流最大为迭代方向。该方法不仅具有常规连续潮流方法的优点,而且增加的优化环节能够实现有功优化,同时又具有较好的收敛性和计算速度,计算结果更贴近系统运行的实际情况,帮助引导电力交易。最后以算例验证了该计算方法的可行性和优越性。     

电力市场下的最优潮流

随着国家逐步放松对电力行业的管制,随着电力市场在全国范围内的推广,电力系统最优潮流在解决电力市场下出现的新问题中发挥着越来越重要的作用.文章论述了最优潮流在电力市场中的研究意义,简要回顾了最优潮流的发展,着重介绍了最优潮流在解决传输阻塞和暂态稳定等方面所面临的问题及解决该问题的新动向.     

基于最优潮流法含暂态稳定约束的最大传输容量计算

以终端时刻的最大相对功角作为暂态稳定约束条件,根据最优控制原理,提出了以联立求解动态方程和协状态方程来计算暂态稳定约束对所有控制量梯度的方法,有效提高了计算速度。并以此简化暂态稳定约束,形成了一个精简的基于最优潮流法的TTC模型,并采用逐步二次规划算法来求解此模型。由于显著降低了暂态稳定约束的维数,因此该模型能够适用于较大规模的电力系统,并能有效处理多预想事故。采用IEEE39节点系统对该算法进行了仿真计算,结果表明,在考虑暂态稳定约束的条件下,通过该算法所求得的TTC能够维持系统的稳定性,从而验证了该算     

基于最优潮流法含暂态稳定约束的最大传输容量计算

以终端时刻的最大相对功角作为暂态稳定约束条件,根据最优控制原理,提出了以联立求解动态方程和协状态方程来计算暂态稳定约束对所有控制量梯度的方法,有效提高了计算速度.并以此简化暂态稳定约束,形成了一个精简的基于最优潮流法的TTC模型,并采用逐步二次规划算法来求解此模型.由于显著降低了暂态稳定约束的维数,因此该模型能够适用于较大规模的电力系统,并能有效处理多预想事故.采用IEEE39节点系统对该算法进行了仿真计算,结果表明,在考虑暂态稳定约束的条件下,通过该算法所求得的TTC能够维持系统的稳定性,从而验证了该算法的正确性和有效性.     

电力系统优化调度概述(I)一经济调度与最优潮流

本篇文章叙述了电力系统优化调度研究的目的和意义,回顾了经典经济调度、最优潮流近二十年来优化调度的发展,详细地分析了这两种调度方法发展中出现的问题以及各自的解决方法,经典经济调度计算速度快适合在线应用;最优潮流计算精确但相对经济调度而言计算速度慢,无法应用到实时调度.同时也提出了这两种优化方法中急需解决的问题.     

一种考虑暂态稳定约束的可用输电能力计算的新方法

提出了一种考虑暂态稳定约束的可用输电能力计算的新方法。采用约束转换技术处理系统动态方程中的微分方程，将函数空间的优化问题转换为Euclidean空间的优化问题，并利用非线性互补方法求解。该方法以原一对偶内点法为基础，通过引入一个特性函数来处理互补性条件，克服了原对偶内点法在每次迭代中都必须保持正方向的缺点，在效率上有很大的提高。该文以7节点系统和36节点系统的计算结果为例证实了该方法的有效性和合理性。     

考虑暂态稳定约束的可用传输能力计算

提出了一种考虑暂态稳定约束的可用输电能力(ATC)的计算方法。建立了在传统的静态ATC模型中加入暂态稳定约束的有效方法,并在此基础上给出了动态ATC问题的优化计算模型。同时提出了求解动态ATC问题的内点非线性规划算法。该算法不仅具有强大的处理等式约束和不等式约束的能力,而且具有良好的收敛性,能够有效求解动态ATC问题。所提出的模型与算法已在若干系统得到了验证,文中以IEEJ-WESTlO和IEEJ-WEST30系统的计算结果为例说明了该方法的有效性。     

基于轨迹灵敏度的暂态稳定约束最优潮流计算

为将暂态稳定约束最优潮流问题转化为最优潮流和暂态稳定两个子问题,根据暂态稳定计算结果求出发电机转角及转速相对于机械输入功率的轨迹灵敏度。基于轨迹灵敏度,计算出在最领先发电机和最落后发电机之间转移的有功功率,据此修改其在最优潮流模型中的有功功率上下限,从而实现两个子问题的交替求解。并且推导出准确的轨迹灵敏度及初值计算公式,利用上述公式,得更小的转移功率值,从而使功率转移后系统的优化程度更高。同时在惯性中心坐标下采用最大转角判据找出最领先机和最落后机,并以3机9节点和10机39节点系统为例,验证了该方法的可行性。     

考虑暂态稳定约束的临界割集功率传输极限和发电经济调度

保证暂态功角稳定性的实用动态安全域(PDSR)边界，可由注入功率空间上描述各节点注入功率上、下限的垂直于坐标轴的平面和描述暂态稳定性临界点的1个或少数几个超平面围成。后者所包含的每个超平面对应着1个且相异的临界割集。计算PDSR时可以计及系统元件的复杂模型。文中在PDSR的基础上推导出临界割集功率传输极限(PTLCC)的表达式；通过理论和实例分析表明，PTLCC不是常数而是在一定范围内变化；并且提出了精确计算最大PTLCC(即可用传输容量)的数学模型和考虑暂态稳定约束的发电经济调度模型，它们皆为线性规划问题，易于求解。求取最大PTlLCC的算法简单、实用，可在线使用，并且被优先选择的节点的有功变化对系统稳定性的影响较小，这为运行人员提供了有用的信息。实例分析验证了上述方法的有效性。     

基于L指标的电压稳定约束下的最优潮流

为追求更大的经济利益,电力系统的运行日益接近其稳定临界,增加了系统出现电压失稳的可能性,故在传统的最优潮流中考虑电压稳定约束十分必要。本文利用电压稳定￡指标,建立了包含电压稳定约束的四种最优潮流模型（VSCOPF）：最大化稳定裕度模型、固定稳定裕度模型、线性组合模型和混合模型。通过多个测试系统对上述模型进行了分析和计算,基于计算结果对各个模型解的存在性、能否科学地兼顾电压稳定性和经济性等问题进行了较为详细的讨论。该项工作对于寻求更为科学实用的、能够合理计及电压稳定约束的最优潮流模型,具有一定的帮助。     

考虑暂态稳定性约束的最优潮流问题

电力系统动态安全经济运行领域中的许多关键技术问题如暂态稳定性预防控制、紧急控制、最大传输容量等问题都可描述为考虑暂态稳定性约束的最优潮流问题。综述了考虑暂态稳定性约束的最优潮流问题的研究现状,分析比较了该领域中基于能量函数的优化方法、基于时域仿真技术的优化方法各自的特点及其研究中存在的问题。在此基础上,分析了考虑暂态稳定性约束的最优潮流问题的特点以及该领域研究的技术重点。     

考虑电压和暂态稳定性的可用输电能力计算

提出一种同时考虑电压和暂态稳定约束计算可用输电能力（available transfer capability, ATC）的新方法。首先以ATC为目标,通过最优潮流法求得在最优点（负载能力最大点）的发电机出力;然后以追求系统暂态稳定裕度最大为目的,优化系统中各发电机的出力,并以此确定连续潮流最优的发电机出力增长方向;最...     

基于EEAC的考虑暂态安全稳定约束的最优潮流计算

基于扩展等面积准则(EEAC)这一稳定性量化分析理论和算法,提出了求解含暂态安全稳定约束的最优潮流(OTS)计算方法.该方法将OTS分解为最优潮流(OPF)和暂态安全稳定预防控制2个子问题.基于安全稳定模式的预防控制在OPF运行点上求取满足暂态安全稳定约束的优化经济调整方案,据此将暂态安全稳定约束转化成相应控制变量的不等式约束,并以此作为OPF计算的附加约束条件,通过OPF和预防控制2个子问题的"相互解耦,交互迭代"得到OTS的解.以广东电网为仿真算例验证了算法的有效性.     

计及静态电压稳定约束的交直流系统可用输电能力

为考虑不同控制方式下直流系统对交流潮流的影响,采用顺序求解法计算交直流系统潮流时,对交流系统雅可比矩阵的特殊节点元素进行了有效修正。将电压稳定局部指标L进行合理简化,简化后的L指标能够避免电压相量复数运算,有效提高了计算速度。在简化的L指标基础上,提出了计及电压稳定性约束的交直流系统可用输电能力优化模型。采用非线性原–对偶于内点法对优化模型进行求解,通过计算L指标研究不同的电压稳定裕度对系统可用输电能力和电压稳定性的影响。算例结果验证了简化L指标的合理性和优化模型的有效性。     

功率圆确定稳定约束的可用输电能力分析

提出一种考虑功角和电压稳定约束计算可用输电能力的新方法。针对功角和电压稳定约束表达复杂的问题,首先基于功率圆推导出线路传输有功功率极限值,分析表明,当电力系统发生功角失稳或电压失稳前,输电网络中至少有1条线路输送的有功功率达到其传输有功功率极限。因此,用线路传输有功功率极限近似简洁地表达这2种复杂约束的方法,建立考虑功角和电压稳定约束的可用输电能力新模型。运用逐点线性化方法实现问题求解。算例仿真与分析的结果表明该文的方法有效、可行。     

OTS中暂态稳定约束梯度的新算法

提出了考虑暂态稳定约束的最优潮流(OTS)问题的计算方法。从时域的角度来考虑暂态约束问题,将约束表示为暂态过程中某个时刻的最大功角之差;而用仿真的隐式梯形积分形式来处理约束函数的梯度问题,将梯度的求解转换成一个代数迭代的过程。这样有效地减小了问题的规模和复杂程度。用IEEE39系统对该方法进行了测试,表现出良好的收敛效果和数值精度,验证了该方法的有效性。     

电力市场条件下电网运行的稳定性与在线分析

从电力市场的角度出发，对电网的稳定性进行了分析、探讨，指出了新一代在线稳定分析系统对电网安全稳定，经济运行的作用，并简要介绍了EMS能量管理系统的设计思想和体系结构。     

暂态稳定约束下极限传输能力的计算

提出了计算暂态稳定性约束下极限输电能力(TTC)的模型和方法。该TTC模型把求解过 程分解为暂态稳定最优控制和最优潮流意义上的TTC两个子问题。暂态稳定最优控制把故障暂 态稳定功角约束转变为其相关机组的有功输出不等式约束。交替求解上述两个子问题,可最终求 得暂态稳定性约束下的TTC值。该方法的特点可用成熟的静态TTC方法计算暂态稳定性约束 下的TTC。同时提出了"故障分层"和"有效故障"的概念。所提出的TTC方法仅对"有效故障"进 行,有效地减轻了计算负担,提高了计算速度。在典型的10机新英格兰系统上的计算结果表明了 该算法的有效性和合理性。