基于连续近似线性规划的含UPFC风电系统校正控制决策方法

提出了一种基于连续近似线性规划的含统一潮流控制器(UPFC)风电系统校正控制决策方法.首先,讨论了含UPFC系统的潮流解耦计算方法.然后,在考虑风电及负荷预测误差的条件下,应用机会约束规划理论建立校正控制决策问题数学模型.为求解非线性不确定系统优化问题,分别计算不确定变量与控制参量对线路传输容量、电压及频率等状态变量的...     

考虑柔性交流输电系统设备控制的校正型安全约束最优潮流

为提升安全约束最优潮流调度的经济性与安全性,提出一种基于直流潮流的考虑柔性交流输电系统(FACTS)设备控制的校正型安全约束最优潮流模型。在线路故障发生后,通过FACTS设备校正措施,将线路潮流控制在其容许范围内。由于所提模型为大规模的非凸、非线性优化问题,难以直接求解,因此先采用大M法,将原非线性优化模型转换为混合整数线性规化模型,并采用Benders分解算法将转换后的模型分解为基态最优潮流主问题与N-1故障校验子问题。通过固定整数变量的方法,将非凸的混合整数优化子问题转换为线性规划子问题,从而能向主问题返回对应的Benders割。6节点系统与IEEE RTS-79节点系统算例验证了所提模型与算法的有效性。结果表明,考虑FACTS设备校正控制的安全约束最优潮流能有效提升调度运行的经济性。     

基于节点不平衡功率的粒子群潮流转移控制算法

通过将潮流转移的校正控制转化为非线性规划问题,提出了基于节点不平衡功率的潮流转移控制算法。首先将常规优化问题中的功率平衡等式转化为节点不平衡功率,作为优化目标处理,避免了常规人工智能优化算法中必须先满足潮流等式后再优化求解的弊端,提高了计算速度;然后应用信息充分交流的粒子群优化方法求解该模型。为了克服粒子群算法的早熟,采用混沌序列初始化粒子位置,发生早熟停滞时进行混沌寻优,以增强搜索多样性。该方法可同时计及实施过程中的各种约束。系统负荷较重时,常规方法无法使用,但文中所述算法依然有效。利用新英格兰39节点系统验证了该方法的有效性。     

大规模电网源荷协调恢复决策与控制方法

针对网架重构后期的大规模负荷恢复与频率控制问题,基于分时步在线决策思想,并计及风电接入的场景,提出一种源荷协调恢复决策与控制方法。通过构建源荷协调恢复控制机制,能够实现源荷两侧恢复的协调一致与负荷、风电的分批次、有序接入,确保系统频率安全。在该机制下,建立源荷协调优化模型,将单步负荷投入量最大和操作时间最短两个目标同时考虑,并计及各类安全约束,采用多目标分层序列法,并创造性引入交流潮流近似线性化方法,将其转化为混合整数线性规划问题求解,显著提高了求解效率,满足在线快速决策的要求。IEEE 118节点算例验证了所提方法的有效性和实用性。     

采用分段离散化和高斯混合模型的多场景概率潮流计算

针对电网运行中风电和负荷的不确定性,提出了一种采用风电场输出功率分段离散化和负荷高斯混合模型的多场景概率潮流计算方法。在风电场有向功率特性曲线的基础上,分段离散化处理风电场输出功率,构造风电场输出功率多场景。同时,建立负荷的高斯混合模型,构造负荷功率多场景。然后,确定系统注入功率多场景及其对应的概率,在系统注入功率的每个场景中,风电节点输出功率为定值,负荷节点功率均服从高斯分布。最后,应用全概率公式,将系统注入功率的每个场景中计算所得状态变量的概率分布以该场景对应的概率作为权重,整合计算得到最终的概率潮流结果。以改进的IEEE 57节点系统进行仿真分析,结果表明所提方法简化了概率潮流求解过程,提高了计算效率。     

计及短路故障影响的含风电电力系统恢复决策优化方法

随着新型电力系统的加速建设，我国风电等新能源渗透率逐年增加，给系统恢复控制带来新的机遇与挑战。风电提供的功率支持可加速系统恢复进程，但在故障扰动下，风电机组可能大量脱网，甚至引发系统再次崩溃。针对以上问题，该文提出一种计及短路故障影响的含风电电力系统恢复决策优化方法。首先，分析短路故障对电力系统快速、安全恢复的影响，讨论系统恢复中计及短路故障影响的必要性。其次，综合考虑短路故障切除前后影响，提出短路故障下的失负荷风险模型。然后，考虑风电及常规机组恢复特性，建立机组启动、并网及运行约束。同时，综合网络潮流及拓扑约束，构建系统恢复决策优化的混合整数线性规划模型。最后，结合滚动优化策略，动态切换系统恢复模式，实现模型的高效求解。采用IEEE-39和IEEE-118节点系统验证所提方法的有效性。     

基于支路潮流线性化方程的有序充电快速求解方法

针对传统有序充电方法计算效率低、未计及配电网三相不平衡与节点电压和支路电流约束的不足,推导了三相平衡与不平衡配电网的支路潮流方程,提出了将方程非线性项线性化的方法。构建了以车主充电总费用最小为目标函数,节点电压、支路功率、充电功率为不等式约束,支路潮流方程、充电需求为等式约束的电动汽车有序充电的模型。提出了采用二阶段线性规划进行求解的方法。第1阶段线性规划采用忽略支路潮流方程非线性项的简化线性模型求取估算的支路优化有功功率、无功功率、节点电压,作为支路潮流方程非线性项线性化的初始点。第2阶段线性规划采用近似线性模型计算最优充电功率。采用3个仿真算例与其他方法进行了对比,验证了所提出方法的性能。     

多直流馈入受端系统负荷恢复分布鲁棒优化

在含风电的多直流馈入受端系统中,直流系统和风电提供功率支撑可以加快负荷恢复,但不可避免的风电和负荷不确定性问题会给恢复安全带来挑战。为此,提出了一种可以充分利用现有数据降低不确定性风险的恢复决策方法。该方法首先分析直流系统的功率调控特性,建立多回直流功率调控约束模型。其次,构建基于Wasserstein距离的风电出力和负荷模糊集来描述源荷双侧的不确定性。然后,定义恢复风险指标描述不确定性导致的安全越限风险,建立两阶段分布鲁棒优化模型,最小化最恶劣概率分布下的恢复风险。最后,利用对偶理论和big-M方法,将该模型转化为混合整数线性规划问题求解。该方法可充分利用已有数据,提供鲁棒性灵活可调的最优负荷恢复方案,能够平衡恢复过程中的经济性与安全性。算例分析结果表明,所提出的方法可以有力保障各直流传输功率的协调优化和负荷的安全有序接入,消除不确定性带来的运行风险。     

计及源荷不确定性及频率安全的电力系统区间优化调度方法

提出了一种计及源荷不确定性及频率安全的电力系统区间优化调度方法。首先,对系统动态频率特性进行分析,将非线性频率安全约束近似简化为线性约束。接着,在考虑源荷预测误差区间不确定性的基础上,建立了计及频率安全约束的电力系统优化调度问题数学模型。基于Benders分解方法将区间优化问题分解为基准场景下的主问题和不确定场景下校正调度的可行性校验子问题进行求解,为减少需要考虑的场景数量,根据系统违反功率平衡、备用、线路潮流等安全约束的程度筛选出少量高风险场景,并对其进行可行性校验。最后,将该方法应用于含风电的10机39节点系统,仿真结果表明,区间优化调度方法可确保系统在不确定场景下的安全性,与场景法相比,其计算效率显著提高,计算量大幅减少。     

计及冷负荷效应时变特性的含风储联合系统负荷恢复策略

随着风电大规模接入电力系统,风电与储能结合构成的风储联合系统成为提高风电消纳能力的重要措施之一。在电力系统恢复阶段,如何构建合理的风储联合系统调度策略以加快系统恢复速度成为当前的研究热点。为此,提出了一种计及冷负荷效应时变特性的含风储联合系统负荷恢复策略。介绍了输电系统恢复后期的负荷恢复优化方案;提出了考虑冷负荷效应时变特性和风储联合系统运行约束的输电系统负荷恢复模型,将冷负荷效应描述为关于停电时间的函数,并在风储联合系统的运行约束中考虑了储能系统的寿命约束。为了提高模型的求解效率,提出了基于Benders分解的求解框架,所构建的主问题模型和子问题模型均为混合整数线性规划模型,可调用商业求解器进行高效求解。以IEEE 39节点系统为算例验证了所提模型和方法的有效性。     

一种基于连续线性规划技术的在线静态安全校正算法

提出了一种电力系统在线静态安全校正算法.该算法基于连续线性规划技术,将安全校正问题分解为非线性潮流和线性控制灵敏度计算子问题以及基于灵敏度的线性规划控制子问题.在线性规划控制子问题中采用了扩大参与约束集策略、主导约束预测策略、筛选参与控制集策略和限制部分控制的有效可控区间策略等来提高在线计算的效率.对3个大型实际系统进行的数值分析表明文中所提算法是十分有效的.     

基于分布鲁棒优化的含风电系统静态安全校正控制方法

提出一种计及风电出力不确定性的电力系统静态安全校正控制方法。考虑与风电预测方法的合理对接,采用风电预测出力的区间及期望值信息描述风电的不确定性。以调整措施耗费的经济成本最小为目标,考虑发电机出力调整和切负荷2种控制措施,建立考虑风电波动的有功安全校正控制模型。基于分布鲁棒线性优化理论,将含有不确定性参数的校正控制模型转化为仅含确定性参数的鲁棒对等模型,并采用线性规划方法进行求解。某区域电网算例结果表明,所提模型得到的校正控制方案能够应对各种可能的风电波动;同时,该模型可实现控制策略经济性与鲁棒性的相互转化,并能给出控制策略鲁棒性程度的概率评价。     

机会约束随机动态经济调度的凸松弛迭代求解法

大规模风电并网给电力系统运行带来了重大技术挑战,其出力的随机性和波动性增加了线路传输能力和备用调节能力不足的风险,传统的确定性经济调度方法已不完全适用。首先提出了一种基于混合高斯分布的机会约束随机动态经济调度模型,该模型将最小备用约束和线路传输容量约束建模为机会约束,并引入调频机组的仿射控制策略以实时平衡风功率的波动。然后提出了一种机会约束规划的松弛迭代求解方法,将随机调度模型转化为二次规划模型以实现快速有效求解。利用中国西南某省25个风电场的现场数据以及IEEE 118节点系统进行算例分析,验证了混合高斯分布对风电预测误差的拟合精度,以及所提方法的可行性。     

考虑风电降载的电力系统鲁棒备用调度模型

风电主动控制可抑制风电出力的波动,有效缓解系统备用压力。文中提出了一种考虑风电降载的电力系统鲁棒备用调度模型,考虑风电场和负荷功率预测误差的不确定性,引入风电降载比定量描述风电备用持有水平,建立风电场备用、旋转备用等鲁棒约束条件,同时根据对偶原理将鲁棒优化模型转化为确定性的数学规划问题,利用线性松弛技术和空间分支定界法寻找模型的全局最优解。最后,采用改进的IEEE 39节点算例验证模型的有效性。     

计及价格弹性负荷及风电的随机安全约束经济调度

基于机会约束规划,提出一种计及价格弹性负荷响应及风电不确定性的随机安全约束经济调度模型。模型考虑了输电断面潮流机会约束,并通过设置安全概率水平,控制输电断面潮流越限的概率。利用潮流灵敏度分析方法将分支潮流约束、输电断面潮流约束线性化,进而将输电断面潮流机会约束转化为常规约束,最终将所建随机优化模型转化为确定性二次规划模型,验证了所提模型及方法的有效性。     

极端风况下风电场群电压协调控制策略

风速波动导致的风电机组有功功率波动是引发风电电压问题的根源,需要针对不同风况研究对应的电压控制策略。极端风况下风电场群运行状态变化巨大,而本地无功连续调节设备的闭环控制能力有限,故提出一种基于超短期风功率预测,能够分别对极端风况发生前、后的风电场群及附近地区电网电压进行预防控制和校正控制的电压协调控制策略;其优化算法能够将此非线性混合整数规划问题,通过考虑有功变化的无功-电压灵敏度方法,解耦成为一个包含混合整数线性规划和非线性代数方程组求解子问题的迭代过程。通过算例证明了传统闭环控制方法的局限性,以及本文策略在电压控制和均衡风电场内馈线电压方面的优越性,为解决极端风况的高电压脱网问题提供一种有效方法。     

Security-constrained optimal rescheduling of real power usingHopfield neural network

A new method for security-constrained corrective rescheduling of real power using the Hopfield neural network is presented. The proposed method is based on solution of a set of differential equations obtained from transformation of an energy function. Results from this work are compared with the results from a method based on dual linear programming formulation of the optimal corrective rescheduling. The minimum deviations in real power generations and loads at buses are combined to form the objective function for optimization. Inclusion of inequality constraints on active line flow limits and equality constraint on real power generation load balance assures a solution representing a secure system. Transmission losses are also taken into account in the constraint function     

考虑风电和负荷不确定性的机组组合研究

为解决含风电场的电力系统中风电与负荷的不确定性对系统的安全经济运行产生的影响,获得既经济又有较高可靠性的解,提出通过配置旋转备用容量来应付系统中的不确定性因素,主要是风电场出力预测的影响。采用成本效益分析的方法,根据备用的效益与成本在目标函数中的相互牵制,自动为系统配置合适的备用。并将构建模型中部分含有{0,1}变量乘积形式的非线性约束转化为由一组线性约束条件来表达,转化后的数学模型为标准的二次混合整数规划问题,建立的模型直接能够用传统数学优化模型求解,因此计算速度较许多机会约束规划方法快,在一定程度上能够满足实际应用。算例分析表明所提模型的有效性和实用性。     

发输电组合系统可靠性评估中的最优负荷削减模型分析

介绍了基于直流潮流的负荷削减线性规划模型和基于交流潮流的负荷削减非线性规划模型的基本原理,对它们各自的优缺点进行了分析,并使用它们对 RBTS(RoyBillinton Test System)可靠性测试系统进行了评估.计算结果表明,直流潮流的负荷削减线性规划模型由于忽略了节点电压约束的影响,存在较大的模型误差,要得到精确的可靠性指标,应该使用基于交流潮流的负荷削减非线性规划模型.     

考虑风机一次调频的风电高占比电网机组组合

随着风电大规模、高渗透率接入电网,单纯常规机组一次调频已难以满足系统调频需求,迫切需要风电参与一次调频。文中在风机调频控制研究的基础上,提出一种考虑风机参与系统一次调频的机组组合模型。该模型通过加入稳态频率、频率最低点和频率变化率为约束条件,确保含风电电力系统预留足够的备用容量以支撑一次调频。文中采用大M法将非线性模型转化为混合整数线性规划模型,并调用Matlab中CPLEX程序包求解。最后,在IEEE 39节点系统上验证了该模型的有效性。仿真结果表明,该模型能提升系统承受负荷扰动的能力,从而满足更大负荷扰动下系统一次调频的备用需求。