考虑输配交互的含风电场电力系统多目标动态随机模糊最优潮流

提出一种考虑输配交互的含风电场电力系统多目标动态随机模糊最优潮流方法。突破传统输配网最优潮流独立计算且配网一般以负荷计及的现状,考虑主动配电网与输电网的双向潮流交互特性和风电注入功率随机模糊性,兼顾系统经济、低碳、降损多目标优化,考虑输配网静态安全,基于随机模糊机会约束规划建立含风电场电力系统输配交互多目标动态随机模糊潮流模型;提出在随机模糊模拟、牛顿拉夫逊法与前推回代法求解输配系统随机模糊潮流基础上,通过输配网节点功率和电压考虑输配交互特性,基于Look-ahead和NSGA-I获取各时段Pareto解,采用最大满意度法决策,从而提出模型求解算法。改进的IEEE 30节点输电系统与IEEE 33节点配电系统的算例仿真结果表明了文中提出的模型和算法有效性和优越性。     

同时考虑发电费用与网络损耗的多目标有功最优潮流

在对传统的单纯以发电费用最少和网络损耗最小为目标的单目标最优潮流分析的基础上,利用权重系数将两者有机结合,建立了多目标的有功最优潮流模型,分别利用二次规划算法和遗传算法进行求解,并对两种计算方法的计算结果和求解效率进行了分析。     

含风电与碳捕集电厂的电力系统多目标动态最优潮流

大规模风电出力的不确定性和反调峰特性要求电力系统应具备更好的调峰能力。为发挥碳捕集电厂的良好低碳效益和调峰特性,研究风电与碳捕集电厂协调的多目标动态最优潮流及其碳流分布特征。首先,基于碳流理论,对碳捕集电厂电碳特征建模,建立最小化系统发电成本、碳排放量和有功网损的多目标动态最优潮流数学模型;然后,基于NSGA-II的多目标动态优化算法,求取最优折衷策略,并分析对应的碳排放流分布特征;最后,以IEEE 6机30节点系统仿真模型为例,验证所提方法的正确性和有效性,碳捕集电厂具有更快的响应速度和更好的调峰性能。     

燃煤电厂中CO2的捕集

对燃煤电厂烟道气CO2的捕集进行了综述,并针对CO2的捕集方法(吸收分离法、吸附分离法、膜法、低温蒸馏法)和燃煤电厂捕获技术工艺路线(如:燃烧后捕集、燃烧前捕集、富氧燃烧捕集、化学链燃烧技术及以煤制氢为核心的近零排放技术)进行了较为详尽的分析和讨论.     

基于牛顿法的电力系统最优潮流计算

为研究电力系统最优潮流问题的可行算法,对牛顿法进行探讨并基于该算法进行最优潮流计算.由于最优潮流问题属于典型有约束条件的非线性规划问题,故引入二次罚函数处理约束条件,将牛顿法和二次罚函数结合并用MATLAB仿真平台进行算法编程,求出IEEE14节点标准系统的最优潮流计算结果,同时得出收敛时间和系统发电成本.实验结果表明:该方法的收敛性较好,计算速度较快;运用牛顿算法求解最优潮流,可使发电成本最小或功率损耗最小,从而达到优化资源配置,降低发电及输电成本的目的,具有很好的经济效益和社会效益.     

考虑电力系统发电成本和负荷裕度的多目标最优潮流方法研究

电力是我国能源战略的中心,提高电气化水平已经成为优化能源结构、提高能源效率的根本举措。针对当前电力需求量的持续增长,电力生产和消费同步进行的特点,寻求发电成本的投入与负荷增长的最优平衡状态,以减少不必要的能源消耗,保证在电网安全稳定运行及发电运行成本最优的同时得到理想的负荷裕度。因此提出计及电力系统发电成本和负荷裕度的多目标最优潮流方法,并采用PARETO方法分析多目标函数的优化问题,然后采用拉格朗日乘子法(Augmented Lagrangian Methods)进行求解,并结合IEEE14节点结构及数据,通过MATLAB仿真,验证了该算法的有效性,并实现多目标最优潮流的稳定运行状态。     

燃煤电厂中ＣＯ２ 的捕集

对燃煤电厂烟道气ＣＯ２的捕集进行了综述,并针对ＣＯ２的捕集方法（吸收分离法、吸附分离法、膜法、低温蒸馏法）和燃煤电厂捕获技术工艺路线（如：燃烧后捕集、燃烧前捕集、富氧燃烧捕集、化学链燃烧技术及以煤制氢为核心的近零排放技术）进行了较为详尽的分析和讨论．     

考虑碳捕集技术的热电联供型微电网低碳运行研究

为了实现“双碳”目标,国家将碳交易制度引入到税收政策中,通过市场机制激励企业等开展节能减排活动。在技术方面,采用先进的碳捕集设备,可以从根本上减少CO₂的排放。引入碳捕集技术的热电联供型微电网低碳经济运行调度,在兼顾传统碳交易制度的情况下,以系统总体运营成本最小化为目标函数,将与上级主网互动的系统购电成本、购气成本、碳交易成本和系统运维成本等因素考虑在内。在此基础上,构建并求解微电网数学模型,并综合考虑系统电热平衡约束和各设备制约,对比分析两种情境下的各项成本及碳排放量,证实所提运行模型的低碳经济效益,并分析碳交易价格的变动对净碳排放量和系统运营状态的影响。     

电力系统最优潮流的内点割平面法分析与改进

针对电力系统优化运行控制的最优潮流问题,采用内点割平面法求解多重解的线性规划问题,算法迭代次数多,计算速度低,严重的可能导致算法不收敛.为此提出一种识别最优基的方法,通过对优化问题的解空间进行旋转和映射,将最优解沿可行域的棱移动至顶点,得到问题的最优基,从而解决原算法失效的问题.进一步采用随机扰动法和阶梯矩阵变化法提高算法的计算效率,平均计算时间缩短了20%左右.对电力系统标准测试系统IEEE14 300节点系统的数值仿真结果表明,改进算法能够正确处理最优解的各种情况,扩大了内点割平面法的应用范围.     

Improved multi-objective artificial bee colony algorithm for optimal power flow problem

The artificial bee colony（ABC） algorithm is improved to construct a hybrid multi-objective ABC algorithm, called HMOABC, for resolving optimal power flow（OPF） problem by simultaneously optimizing three conflicting objectives of OPF, instead of transforming multi-objective functions into a single objective function. The main idea of HMOABC is to extend original ABC algorithm to multi-objective and cooperative mode by combining the Pareto dominance and divide-and-conquer approach. HMOABC is then used in the 30-bus IEEE test system for solving the OPF problem considering the cost, loss, and emission impacts. The simulation results show that the HMOABC is superior to other algorithms in terms of optimization accuracy and computation robustness.     

基于改进原对偶对数障碍法的最优潮流算法

在原对偶对数障碍法的基础上，提出一种改进算法用于解决最优潮流问题．利用障碍参数对改进障碍函数的影响，使改进算法能有效地处理最优潮流问题中的不等式约束，避免了计算中对有效约束的识别问题．将改进算法与原有算法用于IEEE 30节点系统无功优化问题的仿真计算，结果证明了改进方法是有效可行的，且与原有方法相比，可求得更优解．     

基于改进原对偶对数障碍法的最优潮流算法

在原对偶对数障碍法的基础上,提出一种改进算法用于解决最优潮流问题. 利用障碍参数对改进障碍函数的影响,使改进算法能有效地处理最优潮流问题中的不等式约束,避免了计算中对有效约束的识别问题. 将改进算法与原有算法用于IEEE 30节点系统无功优化问题的仿真计算,结果证明了改进方法是有效可行的,且与原有方法相比,可求得更优解.     

Sequential feasible optimal power flow in power systems

A sequential feasible optimal power flow (OPF) method is developed for large-scale power systems. One of the outstanding features of this method is that it can maintain feasibility for both equality and inequality constraints during iterations. In sequential feasible OPF, every iteration consists of two stages: Objective improving stage and feasibility enforcing stage. Analytical basis for each stage is provided. Numerical studies on various power systems up to 2383 buses indicate that the proposed feasible approach is promising. Compared with the conventional OPF algorithms, such as interior point method, the proposed sequential feasible OPF approach can be terminated at any iteration and yield a feasible operating point simultaneously.     

原-对偶内点法和预测-校正内点法在最优潮流的应用

最优潮流问题在数学上是一个带约束条件的优化问题,其模型包括目标函数以及等式约束条件和不等式约束条件。利用原-对偶内点法和预测-校正内点法进行最优潮流的计算,原-对偶内点法是在保持原始可行性和对偶可行性的同时,沿一条原-对偶路径寻找最优解。预测-校正法在进行泰勒展开时保留了高阶项,首先通过修正方程计算仿射方向,在计算得到仿射扰动因子后回代入修正方程得到校正方向,进而得到修正量。预测-校正法具有比原-对偶法更好的收敛性,用Matlab实现了原-对偶内点法和预测-校正内点法进行潮流优化计算,并用算例进行了验证。     

基于统一潮流控制器(UPFC)的电力系统潮流控制

统一潮流控制器(UPFC)作为一种典型的FACTS装置,综合了FACTS元件的多种灵活控制手段.基于UPFC的基本原理、数学模型,介绍具有UPFC的电力系统的潮流计算方法.算例表明,UPFC可以控制线路的潮流分布,有效地提高电力系统的稳定性.     

考虑小扰动稳定约束最优潮流的直接解法

为了将电力系统运行限定在静态稳定临界范围内,在最优潮流（OPF）模型中增加一组小扰动稳定指标作为不等式约束,建立了一种考虑小扰动稳定约束的最优潮流数学模型．以系统矩阵临界特征值的实部作为小扰动稳定指标,构造约束函数,并利用Cayley变换、谱函数理论及牛顿光滑化方法,对小扰动稳定约束进行转换,避免直接计算矩阵特征值,便于应用到大规模非线性系统．通过典型的WSCC3机9节点系统,验证了所提方法的有效性．     

Solvability identification and feasibility restoring of divergent optimal power flow problems

Optimal power flow (OPF) has been considered as an important problem in power systems. Although several excellent algorithms, such as Newton method and interior point method, have been developed to solve the OPF problem, divergences still often occur. Till now, few works have focused on the solvability identification and feasibility restoring of divergent OPF problems. In this paper, we propose a systematic approach to identify the solvability of divergent OPF problems, and restore a feasible solution for unsolvable OPF cases. The proposed approach consists of two phases: solvability identification phase (SIP) and feasibility restoring phase (FRP). In SIP, a novel methodology based on problem transformation and active set is adopted to identify the solvability of divergent OPF problem. If a feasible solution can be obtained in SIP, then this divergent OPF problem is solvable, otherwise, FRP is used to restore a feasible or optimal solution by relaxing soft constraints and load shedding. In FRP, a feasibility restoring model is presented, and a priority-listing strategy of restoring actions is proposed to restore the unsolvable OPF problems. Numerical studies indicate that the proposed SIP and FRP are reliable to diagnose the solvability of the divergent OPF problems, give an index to measure the unsolvability, and restore an unsolvable OPF case. Supported by the National Natural Science Foundation of China (Grant No. 50507018), the Key Project of Chinese Ministry of Education (Grant No. 107063) and the Natural Science Fund of Zhejiang Province (Grant No. R1080089)