区间不确定信息下电力系统安全性的快速评估算法

计及高压输电网络中的不确定因素,提出了区间负荷下快速评估电力系统安全性的新算法。该算法对传统分支定界算法进行了改进,证明了电力系统最小切负荷问题的负荷边界特性,将双层规划模型的求解转化为少量线性规划模型的求解。改进后的分支定界算法能够快速、准确地求解基于双层线性规划的区间至多切负荷模型,得到区间负荷下计及发电机的可调作用时,基于直流潮流模型的系统最小切负荷量的最大值。新算法的计算速度大大优于求解同类问题时所用的蒙特卡罗模拟法和分支定界法,精度较高。6节点和46节点系统算例的计算结果验证了算法的正确性和有效性。     

组合系统可靠性评估中有功校正策略研究

在组合系统可靠性评估中，系统元件(发电机、变压器、线路、母线等)发生故障后 ，常需运用有功校正模型进行计算，以确定是否切负荷或确定切负荷的节点位置及切负荷量 。目前以有功切负荷量最小为目标的策略常产生多重解，文中结合电力系统的运行实践，提 出了多种切负荷策略，并对算例结果进行了研究，证明该方法是合理的。该模型的算法已用 于以蒙特卡罗法为基础的组合系统可靠性评估中。     

基于有功负荷注入空间静态电压稳定域的最小切负荷算法

针对电力系统电压稳定控制中的切负荷量求解问题,提出基于有功负荷注入空间静态电压稳定域的最小切负荷量计算方法。首先给出该稳定域的2阶段求解方法,与传统基于拟合技术的求取方法相比,该方法通过聚类分析在保证计算精度的条件下减小了计算代价,同时可对临界点基于其局部切平面的法向量进行分类拟合,从而计及稳定域边界曲率的变化得到更加准确的边界估计。基于该稳定域提出最小切负荷量的计算方法,与基于灵敏度的连续线性规划法相比,该方法可利用全局信息给出最小切负荷量,并且在计算速度上具有优势。通过6节点算例的可视化稳定域计算结果说明2阶段求解方法的有效性,最后利用39节点系统验证该最小切负荷计算方法的准确性。     

考虑经济性和电压稳定性的含电子电力变压器的多目标最优潮流计算

为探究含电子电力变压器的电力系统最优潮流问题,在分析电子电力变压器简化模型、最优潮流的控制变量以及约束条件的基础上,建立了综合考虑经济因素和电压稳定性的含电子电力变压器的多目标最优潮流模型。模型中将减少发电成本和提高负荷裕度指标作为目标函数,考虑了电子电力变压器灵活的有功无功调节能力、有载调压变压器的电压调节能力、可调度负荷及可调无功电源的有功无功调节能力,提出使用基于遗传算法和内点算法的混合算法对最优潮流模型进行求解,算法的主要思想是以遗传算法为框架,对离散变量进行优化,在遗传算法的每一次迭代过程中,采用内点算法对每个体进行连续变量的优化和适应度评估。基于IEEE-14节点算例,分别进行了基于混合算法和基于内点法的最优潮流计算,计算结果验证了文章所提模型的合理性和算法的有效性。     

电网规划中区间最小切负荷量的计算方法

研究电网规划中负荷不确定性表示为区间数时,计及发电机出力调整下的最小切负荷量计算问题。提出一种精确求解区间负荷下系统最小切负荷量区间数表示的区间最小切负荷计算方法。给出区间至多切负荷的定义并建立基于双层线性规划的区间至多切负荷模型,使用分支定界算法求解此模型可得区间最小切负荷的区间上限;给出区间至少切负荷的定义并建立区间至少切负荷模型,求解此模型可得区间最小切负荷的区间下限。该方法可有效避免使用蒙特卡罗模拟法求解此类问题时计算量大,结果一般不精确的缺点,为区间不确定信息下的系统安全性研究提供一条新的思路。算例的结果验证该方法的正确性和有效性。     

电力系统无功优化线性规划问题中线性步长的动态调整策略

提出了一种电力系统无功优化线性规划问题中线性步长的动态调整策略。利用潮流雅可比矩阵直接变换求取灵敏度系数矩阵,并引入信赖域思想,建立了基于信赖域的无功优化新模型,采用原?对偶内点法直接求解。IEEE14节点、30节点、57节点系统的计算结果表明,该算法能有效解决无功优化线性步长的选择问题,同时在初始点的选择上不要求从内点启动,迭代收敛次数稳定,可用于电力系统无功优化的实用化计算。     

基于轨迹灵敏度的紧急切负荷优化算法

超/特高压直流远距离、大容量输电使受端电网发生大功率缺额的概率增加。为防御失去大电源导致的电网安全稳定破坏,提出了一种兼顾暂态安全性和经济性的紧急切负荷优化模型,并设计了高效求解方法。优化模型以总切负荷代价最小为目标,计及暂态电压安全、暂态频率安全和切负荷量约束。暂态安全性均基于时域轨迹严格评估,是带时域参数约束的大规模非线性规划问题。分析了问题最优解的特征,针对带时域参量约束的非线性规划无法直接求解的问题,利用轨迹灵敏度将安全约束线性化,将问题转化为线性规划求解,并通过逐次迭代保证解的一致性。以实际省级电网为例进行仿真分析,验证了算法的有效性。     

基于灵敏度分析的直流受端系统紧急切负荷控制优化方法

该文提出一种基于灵敏度分析的直流受端系统紧急切负荷控制优化方法。首先,分析直流闭锁后受端系统的暂态稳定裕度以及切负荷量对暂态稳定裕度的灵敏度;接着,以紧急负荷控制的经济代价为目标,以最大摇摆角、最低频率、最低暂态电压稳定裕度及最大可控负荷等为约束条件,建立紧急切负荷控制优化问题的数学模型。为解决人工智能算法计算量大,难以实施的困难,应用灵敏度方法,将非线性动态优化问题近似为线性规划问题,迭代求解直至收敛到最优解。为克服可能收敛到局部最优解的不足,采用了多初值寻优的方法。最后,以河南省电力系统为例验证算法的有效性,结果表明算法可有效减小计算量,提高优化速度,在确保系统暂态稳定的前提下大大降低了控制代价。     

基于原对偶内点法的发输电系统可靠性评估交流潮流分析法

电力系统可靠性评估对于精度的要求随着新能源接入电网不断提高。传统的发输电系统可靠性评估在状态校正过程中采用基于直流潮流的最小切负荷模型,该模型存在不能考虑系统电压和无功功率的局限。利用原对偶内点法在可靠性评估中实现了基于交流潮流的有功无功综合优化状态校正模型。该模型通过非线性规划综合考虑系统有功无功关联、网损、节点电压及潮流约束等因素。为了解决非线性规划中计算量大和收敛性的问题,还提出了一种改进的基于交流潮流有功无功解耦的状态校正模型。对IEEE-RTS79系统与2012年海南电网进行可靠性评估,结果证明了所提出算法的精确性和有效性。该方法有望应用于更精确地对含新能源发输电系统进行可靠性评估。     

基于MSI-APSO算法的多目标无功优化

采用多策略融合自适应粒子群优化(MSI-APSO)算法求解电力系统多目标无功优化。该算法采用分阶段调整加速因子,根据适应值自适应调整惯性权重,以平衡算法局部搜索和全局搜索的能力;同时,基于群体信息改善部分性能差的粒子,迭代性能改善后的粒子,并采取速度保持策略,以提高算法的搜索准确度与收敛速度。建立了以有功网损最小、电压偏差最小及电压稳定裕度最大为目标的无功优化数学模型,并采用MSI-APSO算法求解该模型。最后对IEEE 14和IEEE 30节点系统进行算例仿真,仿真结果证明了该算法在收敛速度和优化效果上具有比其他几种改进PSO算法更佳的性能,能有效求解电力系统多目标无功优化问题。     

考虑经济性可靠性的输电网二层规划模型及混合算法

建立考虑经济性可靠性的输电网确定性二层线性规划模型,将可靠性问题以约束加入到经济性规划问题中,改变了传统输电网规划建模方式,实现规划方案在高可靠性条件下的经济性最优。模型上层规划目标采用线路建设成本最小,约束为待架线路数目约束;下层规划目标为切负荷最小,约束为常规运行约束,且严格满足N-1安全约束,实现最优规划方案的N-1安全运行要求。提出采用改进小生境遗传算法(improved niche genetic algorithm,INGA)和原始-对偶内点法(prime-dual interior point method,PDIPM)相结合的混合算法,并对上述模型进行求解,利用小生境遗传算法处理上层规划的整数变量,进行全局寻优;对下层规划采用原始-对偶内点算法进行快速求解,提高算法速度和收敛性。18节点系统和46节点系统的结果表明该模型和算法是有效的。     

基于现代内点算法的交、直流混联输电系统充裕度评估

在确定交、直流混联输电系统可靠性模型的基础上,基于元件状态持续时间抽样的蒙特卡罗模拟法抽取系统状态,提出交、直流混联输电系统的负荷削减非线性规划模型,并运用现代内点算法进行求解.算例证明:相对于以往的线性规划模型和求解算法,在保证计算速度的情况下,该模型和算法能获得更精确可信的可靠性指标;通过改进的IEEE 30系统进...     

基于直流潮流的发输电系统区间负荷N-K事故计算

从严格数学角度研究了基于直流潮流的发输电系统区间负荷K个元件事故评估。区间负荷N-K事故场景非常多,首先从优化角度建立了区间负荷N-K最好状态和最坏状态最小切负荷模型,其中最坏状态模型是典型的双层优化模型,上层决策变量是机组、线路和负荷状态,下层模型是直流潮流的最小切负荷模型。然后,使用强对偶理论和数学等效化简方法,把系统N-K区间负荷最坏状态最小切负荷双层优化模型转化为混合整数线性规划模型,该模型可使用成熟优化软件求解。最后,使用IEEE标准算例,测试了考虑区间负荷、机组和线路（或变压器）故障的区间负荷N-K事故最坏状态评估模型,测试结果显示了本文所提方法的有效性和可行性。     

基于一种不可行内点法的电力系统无功优化

在应用内点法进行线性规划时,尚不能保证它的全面收敛性。提出了一种新的算法来求解无功线性优化问题。利用潮流雅可比矩阵直接变换求取灵敏度系数,建立无功优化线性规划模型,同时采用一种不可行内点算法来直接求解该问题。IEEE 14节点、30节点、57节点系统的计算结果表明,该算法能有效求解无功优化线性规划问题,同时在初始点的选择上不要求从内点启动,迭代收敛次数稳定,对计算系统的规模不敏感。     

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.     

基于二层规划的交直流混合输电网最优潮流计算

建立了交直流混合输电网等值数学模型,提出了交直流混合输电网最优潮流二层规划数学模型。该模型的上层目标函数为总燃料费用最小,变量为系统中有功与无功出力;下层目标函数为各节点电压偏移最小,变量为变压器分接头档位,上下层变量相互影响,交替迭代。采用跟踪中心轨迹内点法和萤火虫算法相结合的混合算法对该模型进行求解,上层模型利用跟踪中心轨迹内点法处理连续变量,能快速收敛至全局最优解;下层模型采用萤火虫算法求解,能较好处理离散变量。最后采用IEEE 30节点系统和IEEE 118节点系统为算例进行仿真计算,验证了该二层规划模型的有效性和正确性,对比了交流线路和直流线路功率传输方式,验证了直流系统输电的优势。     

基于高斯混合模型及近似线性规划的风电系统校正控制方法

提出一种基于高斯混合模型及近似线性规划的风电系统校正控制方法。考虑到风电及负荷功率预测误差的非高斯特性及相关性,建立了描述风电及负荷功率联合概率分布的高斯混合模型。考虑切负荷、发电机功率调整以及统一潮流控制器等控制措施,以控制代价最小为目标函数,构建了计及电压、频率及线路潮流等静态安全约束的风电系统校正控制优化问题的数学模型。为求解含不确定变量的非线性优化问题,依据高斯混合模型的性质,在稳态运行点的邻域内将非线性约束近似转化为线性约束,用线性规划方法求解,并不断迭代直至收敛。最后,将该方法应用于修改后的IEEE 10机39节点算例系统验证其有效性,与场景法的对比结果表明该方法求解效率较高,且具有较好的经济性。     

缺电损失最小化减负荷算法的研究

在满足安全稳定限制的情况下,建立了寻求缺电损失最小的负荷减载模型和算法,以解决系统供电不足时的减负荷问题.该模型是具有等式和不等式约束的函数极值问题,属于最优潮流模型.该算法是在控制变量空间寻优的改进近似规划法：从初始可行的运行点开始,通过计算系统的状态变量对控制变量的灵敏度,将系统的目标函数和约束条件线性化,进行有效约束的筛选,以线性规划修正控制变量,进而解算潮流得到新的可行运行点.通过迭代收敛到最优解.并以IEEE-14节点系统和IEEE-30节点系统为试算系统,验证了该算法的有效性.     

静态电压稳定分析的故障筛选和排序方法

提出一种新的故障筛选和排序方法。首先,定义一种负荷裕度阈值,用连续潮流法计算此裕度下的潮流工况,在此工况下,利用最优乘子法依次求解所有的开断潮流,将有解的大部分开断作为安全故障筛选掉,少量无解的则为不安全故障。然后,在基态下利用最优乘子法依次求解不安全故障的开断潮流。有解则为危险故障,并用连续潮流法求解负荷裕度,按裕度给出排序;无解则为失稳故障,结合最小二乘潮流解失配量中隐含的校正控制灵敏度信息,使用序列线性规划法给出使潮流恢复有解的最小切负荷代价,据此代价来排序失稳故障。新英格兰10机39节点系统的仿真结果验证了所提出的方法能快速、可靠、全面地实现电压稳定的故障筛选和排序。