电力系统无功补偿优化规划

建立无功补偿优化规划的数学模型,采用年电能损失费用与折合为等年值的新增无功补偿设备的投资费用之和最小为目标。在约束条件中,考虑了几种不同负荷的运行方式。根据分解协调原理,把这一复杂问题分解为最大负荷方式,一般负荷方式和最小负荷方式三个子模型,其投资费用在最大负荷方式下考虑,对于三个子模型用最大负荷损耗时间来协调统一,使得模型更符合实际情况,避免了只考虑单一负荷方式的片面性,具体求解方法采用非线性规     

配电网10kV馈线的无功优化研究

对配网馈线无功优化配置的模型和算法进行研究,提出以年电能损耗费用与折合成等年值的电容器投资成本之和最小为目标的配电网干线无功规划模型,介绍负荷功率阻抗矩法和改进的遗传算法相结合的求解方式,并通过实际算例结果分析,表明该算法无功补偿选点均匀,补偿容量合理,具有良好的降损升压效果。     

遗传蚁群融合算法及在不确定性无功优化中的应用研究

在双层规划的理论基础上,针对电网无功优化中的负荷不确定性问题,建立了以网损最小为上层优化目标、以满足电压约束条件为下层优化目标的电力系统无功优化模型。并将遗传算法和蚁群算法结合起来用于求解,采用遗传算法生成信息素的初始分布,利用蚁群算法求精确解。以IEEE30节点系统作为试验系统,验证了无功优化模型及算法的正确性和有效性。     

遗传蚁群融合算法及在不确定性无功优化中的应用研究

在双层规划的理论基础上,针对电网无功优化中的负荷不确定性问题,建立了以网损最小为上层优化目标、以满足电压约束条件为下层优化目标的电力系统无功优化模型.并将遗传算法和蚁群算法结合起来用于求解,采用遗传算法生成信息素的初始分布,利用蚁群算法求精确解.以IEEE30节点系统作为试验系统,验证了无功优化模型及算法的正确性和有效性.     

计及功率因数约束的配电网无功规划

目前大型城市配电网负荷低谷时段容性无功倒送现象日益凸显,危及电网安全稳定运行.基于此背景,研究了计及功率因数约束的配电网无功规划方法.首先,建立了考虑功率因数约束的含电抗器和电容器的综合无功规划模型,模型考虑在配电系统中同时配置电容器和电抗器,以规划期内无功补偿设备投资和有功网损成本之和最小为目标函数,在约束中增加了节点功率因数约束;然后,推导了功率因数对无功的灵敏度计算公式,采用基于功率因数无功灵敏度的改进遗传算法求解所建模型,对配电网感性和容性无功补偿设备的容量和选址进行协调优化,所求优化方案可解决配电网线路电缆化发展过程中低负荷时产生的无功倒送和功率因数越限问题;最后,以典型的高压配电网作为算例验证模型和算法的有效性.     

含风电机组的配电网多目标无功规划

考虑风电机组(Wind Turbine Generation,WTG)出力的随机性以及负荷的不确定性,以网损最小和无功补偿设备投资费最小作为目标,利用机会约束规划方法建立了配电网多目标无功规划模型。采用基于拉丁超立方采样的蒙特卡洛模拟嵌入非支配排序遗传算法(Non-dominated Sorting Genetic Algorithm, NSGA-II)对规划模型进行求解,得到配电网多目标无功机会约束规划问题的Pareto最优解集,避免了传统加权求解方法中权重确定的主观影响。改进的33节点配电网的仿真和分析验证了所提模型的合理性以及算法的有效性。     

不确定性无功优化问题的双层规划解法

电网的无功优化问题中有许多不确定的因素,采用常规的单层优化模型和算法,难以获得满意、实用的无功优化方案。本文在双层规划的理论基础上,提出了一种计及负荷不确定性因素影响的无功优化双层规划模型;并构造了求解该模型的可行算法,即运用库恩塔克条件将双层规划转化为一个单层规划,再根据非线性内点法进行求解。对Ward＆Hale6和IEEE30节点系统进行的仿真计算表明所建立的模型及其算法有效可行。     

含光伏发电的配电网有功无功资源综合优化配置

针对配电网中光伏发电渗透率逐渐提高、而当前配电网光伏发电规划未充分考虑其无功调节能力的现状,研究将配电网中提供有功和无功的光伏发电、提供无功的电容器进行综合协调优化配置。考虑时序性和随机性,对光伏发电出力和负荷建立分时段多状态模型。以高于置信水平的年费用最小为上层规划目标函数,光伏电源和电容器安装位置和容量为上层优化变量,以高于置信水平的运行年费用最小为下层规划目标函数,每个时段光伏发电无功出力和电容器投切状态为下层优化变量,建立嵌入机会约束规划的二层规划模型。因为考虑光伏发电的无功调节能力以及运行中电源出力随负荷变化的调整,所以配电网损耗、电压等指标和目标函数计算更准确。采用分段二进制编码方式和精英保留策略遗传算法对二层规划模型求解。算例结果表明：配电网中光伏发电、电容器综合配置有利于提高资源利用率、减少投资和运行费用;充分利用光伏发电的无功调节潜力,有助于保证配电网经济安全运行;同时,若光伏发电配合微型燃气轮机等可控电源,可获得更好的投资与运行效益。     

考虑区域负荷无功裕度的无功电压优化分区方法

考虑到无功电压分区控制对区域无功平衡能力的要求,提出了区域负荷无功裕度的概念,并建立了同时考虑节点间电气耦合程度、区域静态无功平衡能力与无功储备分区要求的无功电压优化分区模型。模型包括使各分区区域电气半径平方和最小与使所有分区中区域负荷无功裕度值最小的分区无功裕度值最大两个目标函数,约束方面要求各分区内静态无功平衡。针对所建模型的特点采用了多目标自适应进化规划算法求解,并基于IEEE 39节点算例系统,仿真对比分析了所提方法的特点,仿真结果验证了方法的有效性。     

基于N-1方式的无功优化规划

为解决传统无功规划以正常运行方式来寻求无功补偿方案的优化,往往不能满足系统在N-1事故方式下的电压安全性问题,为此提出了基于N-1方式的无功优化规划的数学模型,以系统发生N-1事故后的网络运行方式为对象,以系统年支出费用最小为目标函数,并满足各种物理约束和运行约束,从而能够保证系统在出现N-1事故时仍有足够的无功备用来维持电压安全水平。通过三步算法的流程,实现N方式和N-1方式的优化解耦,降低了求解规模。最后在IEEE6节点系统中进行计算验证了该模型的合理性,优化方案能够明显提高系统运行的安全性和经济性。     

考虑环境保护的发电机组扩展规划

在环保呼声日益高涨的今天,为了在电源规划过程中充分考虑环境保护约束对电源规划工作的影响,建立了结合环境保护的电源规划模型。分析了环境保护对机组投产、运行及系统排污的影响,并给出了一种实用且快速的电源规划算法。以电源投资费用等年值最小为目标函数,结合相关技术约束（电力平衡、水火电平衡、电源投产／电厂开工时间）条件,克服了组合爆炸问题。最后,通过对某省2006-2010年的电源规划工作进行计算、分析,规划优化结果符合要求。     

考虑可再生能源不确定性的热-电耦合微能源系统多目标鲁棒规划方法

由于可再生能源出力具有高度随机性和间歇性,其大规模并网会严重影响电力系统的安全稳定运行。为促进可再生能源消纳,可通过大力发展热-电耦合微能源系统解决此问题。为此,提出一种考虑风电不确定性的热-电耦合微能源系统多目标鲁棒规划方法。以投资运行成本最小及系统峰谷波动最小为目标,构建热-电耦合微型综合能源系统多目标鲁棒规划模型。采用NSGA-II和TOPSIS相结合的求解算法实现多目标问题求解。仿真结果表明,该方法可以提高风电利用率和系统经济性,对于工程应用有一定的参考价值。     

改进仿电磁学算法在多目标电网规划中的应用

提出基于仿电磁学(electromagnetism-like mechanism,ELM)算法的高容错性多目标电网规划方法。为提升算法的性能,引入被动聚集思想对基本模型的全局寻优能力进行了改善。采用自适应权重、自适应变异和精英策略等措施来改善仿电磁学算法的收敛性。针对电源规划、变电站布点和负荷需求均已知的电网规划,将反映电网经济性和可靠性指标的多目标函数转化为求电网规划最小耗费的单目标模型。对一个18节点系统进行了十进制编码,计算结果证明了该算法能有效地解决电网规划这类含离散变量的大规模组合优化问题和提高规划方案的综合满意度。通过与遗传算法、基本ELM的仿真对比,改进的ELM模型在寻优效率和容错性方面具有明显优势。     

考虑微电网灵活性资源属性的配电网规划方法

针对含微电网的配电网,提出了一种考虑微电网灵活性资源属性的配电网规划方法,该方法从变电站规划和网架规划两阶段考虑了微电网的灵活性资源属性。首先,建立了微电网内各灵活性资源的数学模型,进而组成微网的对外等效模型;然后,通过更新定容公式以及在网架规划中添加约束条件来考虑灵活性资源;最后,建立以配电网投资和运行成本最小为目标函数的规划模型,并基于改进的遗传算法进行求解。通过含3个微电网的待规划区域进行算例设计和仿真,结果表明文章提出的规划方法可以在成本少量增加的情况下提升系统传输灵活性,使得未来配电网运行过程中出现分布式电源波动或负荷预测不准确时,线路留有足够的灵活性供主网或微电网进行功率传输,证明了所提出模型的合理性和有效性。     

考虑分布式电源的配电网优化规划

分布式电源（DG）的发展给配电网络规划带来了新的挑战。考虑负荷增长,从供电公司的角度,以DG接入投资、线路投资以及电网有功损耗最小为目标函数,建立了配电网节能减损的规划模型,充分利用配电网正常运行呈辐射状网络的特点,采用启发式方法对含DG的配电网进行规划,通过模糊评估算法分析了DG接入对配电网运行带来的影响,进而引入协调系数,对目标函数进行优化。算例计算结果验证了所提出的模型和算法的有效性。     

基于热网-电网综合潮流的用户侧微型能源站及接入网络优化规划

提出一种考虑热网-电网综合潮流的用户侧综合能源系统的规划方法。考虑经济、节能、环保等因素,建立含风机、光伏、储能、微型燃气轮机及燃气锅炉的微型能源站二层规划模型。上层规划目标函数为年费用最小,优化变量为微型能源站安装位置、容量及接入网络;下层规划考虑储能与微型燃气轮机的优化调度,规划目标包含一次能源节约率、可控分布式能源运行费及网损费用。基于热电耦合,提出热网-电网综合潮流计算方法与流程。采用改进遗传算法和粒子群优化算法对模型进行求解。某用户侧综合能源系统算例验证了所提模型和方法的有效性。     

基于分布式电源有功无功调节能力的配电网无功规划

传统的无功规划方法在应对小概率极端电压场景时往往要求配电网投资大量的无功补偿装置。为此,基于分布式电源及负荷场景,提出一种配电网无功规划模型,该模型充分利用了分布式电源的有功、无功调节能力,在小概率极端电压场景下将分布式电源有功调节作为一种附加电压调节手段,并以无功补偿装置投资费用和分布式电源有功调节费用之和最小为目标以减少系统总支付费用。提出一种嵌入原始对偶内点法的粒子群优化算法对模型进行求解。通过对自定义IEEE 30节点系统进行仿真分析,验证了所提模型的经济性和所提算法的有效性。     

考虑N-K故障下系统频率稳定性的储能电站优化规划

风电、光伏等新能源通过逆变器并入电网,不具有惯量支撑能力,因此大规模新能源接入电网会降低系统的惯量水平。在N-K故障下,系统可能因惯量水平过低而频率失稳,导致电源脱网,给系统造成严重经济损失。针对此问题,提出一种考虑N-K故障下系统频率稳定性的储能电站优化规划方法。首先,分析系统惯量与系统频率变化的关系,给出系统惯量需求约束。其次,充分考虑储能电站在系统中调频、调峰及潮流调度等应用场景,以储能电站建设成本及极端故障下切负荷成本最小为目标函数,构建储能电站定容选址优化模型。最后,以IEEE 39节点系统为仿真算例。仿真结果表明,基于所提方法的定容选址规划方案能够有效提升系统频率稳定性,缓解系统在极端故障下的大面积停电问题。     

基于PSASP/UPI环境的电动汽车充电站优化规划

建立了电动汽车充电站供电方案的优化规划实用模型,并基于电力系统分析综合程序PSASP平台及其提供的用户程序接口（UPI）,实现了电动汽车充电站供电方案的优化规划。为了验证模型的实用性,以临沂市充电站规划为应用背景,以满足电网安全性为约束条件、实现电网网损和充电站基建成本最小为优化目标,科学、合理、经济地优化了临沂市充电站供电方案的实际规划。算例结果表明,文中建立的充电站供电方案的优化规划模型可行有效,基于PSASP平台进行规划,使得优化结果具有更高的可信度,也便于在不同电网公司进行充电站优化规划时推广使用,具有实用价值。     

含分布式新能源的配电网风险规划

针对配电网规划中分布式新能源出力随机性大、规划复杂度高的问题,提出一种含分布式新能源的配电网风险规划模型。该模型以网络综合费用最小为目标函数,通过网络支路负荷容量确定新建分布式新能源出力最大值,综合考虑系统供电不足等网络风险因素,进行含分布式新能源的配电网风险规划。在求解过程中提出一种类比通信网络广播方式修复遗传算法不可行解的方法。通过在含分布式光伏发电和径流式水电站的安徽某地区10 kV网架规划中的实际应用,验证了该风险规划模型的有效性。