暂态稳定约束下的最优潮流

提出了求解暂态稳定性约束下最优潮流(OTS)的新方法。该方法把OTS分解为最优潮流(OPF)和最优控制2个子问题。最优控制在迭代中OPF运行点上求取相关机组在暂态稳定约束下的有功输出极限，并以此作为OPF计算的附加约束条件。如此交替求解上述2个子问题即可得出OTS的解。该算法将微分方程表示的约束等值成控制变量的不等式约束，即增补了与故障数目相关的不等式约束，因此，该求解OTS算法的实现相对简单，可处理多个预想故障，并要可采用其它有效的OPF非线性规划方法求解，复杂度与常规OPF相同。文章通过10机典型新英格兰系统上的算例说明了OTS新算法的有效性和合理性。     

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。     

多预想故障暂态稳定约束最优潮流

基于传统最优潮流模型，利用隐式梯形积分规则，将电力系统中所有发电机转子摇摆方程差分化为等式约束、将发电机转子相对摇摆角稳定极限作为不等式约束。并将二者作为暂态稳定条件加入最优潮流的等式及不等式方程组中，建立了暂态稳定安全的最优潮流模型，并结合现代内点理论对其求解。在此基础上，提出以大积分步长计算结果作故障预选和同调识别的新方法。利用Maflab进行的仿真计算显示：以该模型和内点理论结合所得的新算法收敛性良好，故障预选和同调识别结果准确可靠，能迅速地得到满足多个电力系统预想故障暂态稳定条件和目标值最优的系统稳定运行状态。     

考虑暂态稳定性约束的最优潮流

提出了考虑暂态稳定性约束的最优潮流(OTS)问题的计算方法。OTS是函数空间的非线性优化问题。采用约束转换技术，将函数空间的OTS转换为常规的静态优化问题。求解转换后OTS的关键在于如何计算暂态稳定约束函数关于系统控制变量等的雅可比矩阵。文中将伴随方程方法运用于该矩阵的计算，有效地提高了算法的效率。所提出的方法较好地解决了考虑暂态稳定性约束后，优化模型规模庞大、计算负担重等问题。在一个简化的实际系统上对此方法进行了测试，测试结果证实了其有效性。     

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。     

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。     

考虑暂态稳定约束的电力系统最优潮流算法

将模糊集理论应用于暂态稳定约束最优潮流问题,结合电力系统实际特性,对传统暂态稳定约束最优潮流模型进行改进,将功角约束、电压约束及目标函数模糊化处理,采用最大最小算子建立了以求解满意度最大化的暂态稳定约束最优潮流模糊新模型。构建了适于大规模非线性优化问题的协同进化粒子群算法,用于TSCOPF模糊优化问题的求解。为提高算法求解效率,结合模型特点采用提前终止暂态稳定仿真的加速策略。并利用Matlab并行工具箱对算法进行主从并行化改造,显著提高了算法运行效率。最后利用新英格兰10机系统仿真测试,证明了方法有效可行。     

考虑联络线暂态稳定性约束的最优潮流计算

提出了一种考虑联络线暂态稳定性约束的最优潮流计算方法,利用等微增率准则及其近似线性的特性,通过寻找发电机有功出力变化量与联络线输送有功变化量之间的关系快速确定联络线输送功率的极限,并用此极限值作为最优潮流中的不等式约束.该方法较好地解决了考虑暂态稳定约束后计算负担过重的问题.在一个简化的系统上对文中提出的方法进行了验证,证明了其有效性.     

考虑暂态稳定约束最优潮流的算例分析

提出了一种考虑暂态稳定约束最优潮流的改进方法。将差分化后暂态过程中有限维约束转化为暂态过程末端时刻的一维不等式约束,较好地改善了考虑暂态稳定约束后优化规模庞大、计算负担重的状况,提高了同时考虑多个预想事故情况下的计算效率。在此基础上,探讨了暂态稳定计算的替代判据及其鲁棒性。在10机39节点系统上的测试结果证实了所提出的方法的意义。     

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。     

基于暂态稳定裕度指标的最优潮流求解

基于一种新型暂态稳定裕度指标,提出了求解含暂态稳定约束的最优潮流（SCOPF）新方法。该方法利用暂态稳定裕度指标及其灵敏度组成的不等式代替暂态稳定约束,将针对预想故障的优化潮流问题转化为常规非线性规划问题。所用的暂态稳定裕度指标基于故障后电力系统稳定域边界隐式方程,可由稳定域二次近似获得其近似估计。所提出的SCOPF求解方法易于实现,可处理多个预想故障,算法具有良好的收敛性和合理的计算时间。在新英格兰10机39节点系统中进行的仿真验证了该方法的有效性。     

考虑电压稳定约束的最优潮流

采用指数负荷模型研究了有载调压变压器对系统最优潮流的影响。在阐述电压稳定性L指标的基础上,将L指标引入传统最优潮流中形成电压稳定约束的最优潮流,运用原-对偶内点法求解该模型。算例结果表明,该模型鲁棒性较好,能更加真实地反映系统实际运行情况。不同静态负荷模型对系统电压稳定性和经济性有一定的影响,系统电压稳定性的提高是以牺牲经济性为代价的,在考虑电压稳定性时,有载调压变压器的加入可以有效降低系统燃料费用,平抑系统有功出力和燃料费用的波动,将波动维持在一个较小的范围内。     

考虑暂态稳定约束下的输电阻塞管理计算

针对目前电力市场环境下的阻塞管理问题,提出了一种考虑预想事故下暂态稳定约束的动态阻塞管理算法,以第一摇摆周期结束时各发电机转子相对最大摇摆角是否超过180°作为判稳标准。相对以往的其他方法,本方法由于考虑暂态稳定约束,因此相对来说更能确保系统的长期动态稳定。利用M atlab进行的仿真计算显示:用该模型和逐次二次规划算法结合所得的新算法收敛性良好,能迅速地得到满足电力系统预想故障暂态稳定条件和目标值最优的系统稳定运行状态。     

含VSC-HVDC的暂态稳定约束最优潮流

提出运用轨迹灵敏度法将含电压源换流器的高压直流(voltage source converter-high voltage direct current, VSC-HVDC)输电的暂态稳定约束最优潮流问题转化为含VSC-HVDC 最优潮流和含 VSC-HVDC 暂态稳定2个子问题,避免直接求解混杂系统暂态稳定约束最优潮流所带来的困难。根据暂态稳定计算结果,求出连续系统状态量相对于发电机机械输入功率的轨迹灵敏度,据此求取最领先机和最落后机之间转移的有功功率,修改最优潮流有功出力的上下限,从而实现2个子问题的交替求解。在求得的转移功率满足系统暂态稳定约束后,通过二分法求得系统的最优转移功率。以IEEE39节点系统为算例,验证了轨迹灵敏度法对于求解含VSC-HVDC的暂态稳定约束最优潮流的有效性和合理性,算法实现简单,可处理多个预想故障。     

基于单机无穷大母线等值和轨迹灵敏度的暂态稳定约束最优潮流

在分析多故障暂态稳定约束最优潮流(transient stability constrained optimal power flow,TSCOPF)轨迹灵敏度法存在问题的基础上,提出基于单机无穷大母线等值和轨迹灵敏度的暂态稳定度约束最优潮流计算方法.根据单机无穷大母线等值,在暂态稳定约束最优潮流模型中引入严格的暂态稳定判据,并应用轨迹灵敏技术提高计算效率.将故障分为稳定故障、极度稳定故障、一般不稳定故障和极度不稳定故障,分别在暂念稳定约束中分别加以处理,可快速地进行放障筛选.同时,对于小稳定故障不需要寻找临界稳定轨迹,可节省大量的仿真时间.在3机、10机和20机系统上的仿真结果验证了所提出算法的有效性.     

暂态稳定约束下期望收益最大的断面输电极限

基于机会约束规划理论,提出了暂态稳定约束下断面输电极限计算的随机模型。对给定的置信水平,模型中概率暂态稳定约束被转化为最小临界切除时间代数约束,结合泛函最优控制原理,上述随机模型被变换为线性不等式约束的数学规划模型。最后应用风险决策中的期望值准则,对不同置信水平下系统的收益损失进行综合评估,得到了系统在暂态稳定约束下期望收益最大的运行方案。39节点新英格兰系统上的仿真结果说明了所提方法的有效性和实用性。     

计及电压稳定的最优潮流综述

系统安全运行和经济控制是电力运行中较难协调的问题。在最优潮流的基础上结合电压稳定分析,综合考虑安全运行和经济控制可获取合理的效果。该文综述了国内外研究人员对计及电压稳定的最优潮流的研究状况。首先阐述电压稳定指标和最优潮流等基本概念,研究了计及电压稳定的最优潮流建模问题,总结并提出了两种模型：约束型优化模型和多目标优化模型;其次介绍和分析了模型所采用的常见成熟算法及其应用策略,指出了各种算法的优点和缺陷;最后提出了该方面研究的几个需要深入解决的关键问题。