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。     

考虑负荷概率分布的随机最优潮流方法

针对考虑负荷概率分布的随机最优潮流问题,建立了相应的机会约束规划模型。基于经典最优潮流问题的内点法和随机潮流方法,设计了求解该模型的一种启发式方法。该方法以确定性负荷最优潮流计算结果为基础,通过求取受机会约束的变量的概率分布判断概率约束是否满足。若不满足,则根据变量分布和等效的机会约束,形成新的上下限约束,继续计算负荷为期望值时的最优潮流,直至所有概率约束满足。对5节点和IEEE 118节点系统的测试表明该算法的有效性。     

基于概率潮流的机会约束规划方法及求解

为了解决传统的输电系统面对发电、输电以及负荷的不确定因素的增加无法提出可靠的规划方案的问题,提出了基于概率潮流的机会约束规划方法,综合考虑节点负荷值、发电机出力等不确定性因素,是一类随机优化方法。给出了基于蒙特卡洛仿真的验证方法和基于遗传算法的求解方法,并以一个简单算例验证了该方法的可行性。     

一种考虑新能源出力相关性及不确定性的分布式发电规划策略

分布式可再生能源的大规模应用及并网给传统电网的规划及运行均带来了挑战及冲击。该文提出一种考虑新能源出力相关性及不确定性的分布式发电规划策略。该方法首先基于Cholesky分解同时获得满足风电出力分布及风电场出力相关性的新能源出力抽样方法。然后,考虑新能源出力的不确定性,提出一种基于新能源多场景出力的概率规划模型。随后,基于该模型规模庞大、约束非线性特点,提出一种基于节点有功变化的部分线损计算策略。最后,在IEEE 33节点测试系统上进行了测试,证明了该方法的有效性。     

基于直流概率潮流的风电穿透功率极限计算

风力发电已经成为清洁能源中发展最快的一种发电方式,确定风电穿透功率极限对风电并网的规划和运行有着重要作用。文中提出了基于直流概率潮流的风电穿透功率极限计算方法,计算中通过直流概率潮流计算,综合考虑风电场出力、发电机出力、节点负荷等因素的随机性,得到含有风电场的电力系统中线路有功潮流的概率分布,然后利用随机规划理论和改进的遗传算法求解风电穿透功率极限。最后以IEEE30系统为算例,验证计算方法的有效性。     

考虑风电功率概率分布不确定性的输电系统规划

提出一种考虑风电功率概率分布不确定性的输电系统规划方法。该方法可保证在风电功率任意一种可能的概率分布下均满足输电系统安全运行要求,同时最小化投资成本。首先采用概率分布鲁棒机会约束优化模型描述含风电场的输电网规划问题,然后综合运用S-lemma和矩阵Schur补性质消去该优化模型中的随机变量,并将其转化为含有矩阵不等式的确定性模型,进而采用基于线性矩阵不等式优化的遗传算法进行求解。实际电网算例说明了所提出方法的可行性和有效性。     

含风电场电力系统的有功优化潮流

提出了一种基于机会约束规划的风电并网系统的有功优化潮流模型和算法。引入了表示风电场发电功率和母线负荷的随机变量，以概率的形式描述约束条件（如线路潮流、节点电压、旋转备用以及稳态频率偏移等）。开发了基于遗传算法和随机模拟技术的计算程序。在IEEE30节点系统上的测试结果验证了文中所提方法的可行性。     

考虑系统运行方式的江苏电网过江断面概率潮流实证分析

概率潮流计算为电力规划中分析电力系统中不确定因素对电网运行安全性与经济性影响提供了有效工具,现有的概率潮流计算中,仅考虑到负荷的不确定性,而往往忽略系统调度运行对潮流的控制作用,因而难以反映实际潮流的概率分布。基于运行模拟评估了江苏电网2020年500 kV电网过江断面概率潮流,分别建立了时序负荷模型、间歇性能源随机运行模拟、检修计划模型以及考虑线路潮流约束的机组组合模型,通过对系统逐日运行模拟得到线路时序潮流,进而通过统计得到概率潮流。提出的方法相对于传统概率潮流模型而言,更详细地考虑了机组发电计划以及系统运行对线路潮流的影响,为规划层面评价电网的安全性与经济性提供了有力支撑。     

考虑电能质量约束的含风电场电网规划

考虑风电场出力及负荷预测的不确定性,利用机会约束思想建立了含风电场的电网规划模型.以线路投资费用最少为规划目标,采用基于 Monte Carlo 模拟的直流概率潮流判断规划方案是否违反支路功率约束.同时把风电场并网公共连接点(point of common coupling,PCC)处的电压闪变水平作为规划目标加入目标函数中.利用基本遗传算法(genetic algorithm,GA)对规划模型进行了求解.基于 Garver 6节点系统的仿真结果表明:可以在不显著增加电网投资的情况下,大幅度降低 PCC 处的电压闪变水平     

考虑功率预测偏差和出力调节不确定性的风电集群功率分配策略

当因输电通道限制需对风电集群进行限电时,应考虑各风电场功率预测和调节能力的差异。考虑功率预测偏差和调节能力不确定性,构建机会约束规划和机会约束目标规划相结合的风电集群日前功率调度模型,并采用采样排序的方法将不确定变量转化为确定性变量对模型进行求解。对华北某地区风电集群进行案例分析,结果表明,在满足风电场间期望调度电量比例要求的基础上,相较于传统模型,所提模型能有效降低弃风率和系统负荷不平衡时的缺额电量。     

基于离散概率潮流的大风电接入后的电网规划

利用离散概率模型描述风功率及负荷不确定性导致的网络潮流不确定性,利用Monte Carlo模拟技术分析并网风功率的概率分布特性,并利用正态分布描述负荷的不确定性.以一定的精度将风功率及负荷的概率密度函数离散化,并在此基础上结合线性直流潮流模型推导支路潮流的概率密度函数.规划模型以线路投资费用最少为优化目标,利用机会约束处理规划方案在正常运行及N-1情况下的过负荷.利用基本遗传算法（genetic algorithm,GA）对规划模型进行了求解.基于改进Garver6节点系统的仿真试验证明所提算法及模型的有效性.     

含风电场的电力系统概率潮流计算

用交流概率潮流方法对含有风电场的电力系统进行了分析。采用结合累积量和Gram-Charlier级数的方法,将直流概率模型拓展为交流概率模型,采用3参数的weibull分布来描述风速的随机变化,同时将异步风机处理为PQ节点,建立了风力发电机组的概率模型,基于风电模型对IEEE-30节点系统进行计算,得到了各节点电压的概率分布和各支路潮流的概率分布,分析比较了风电场加入前后电力系统的节点电压和支路潮流变化情况。     

Probabilistic load flow techniques applied to power systemexpansion planning

An application of the probabilistic load flow (PLF) techniques to the expansion planning of power systems is presented. A brief review of the PLF formulation and solution is included to identify differences between this technique and other available tools such as composite generation and transmission reliability evaluation algorithms. The potential of the PLF technique is demonstrated by a case study using the Brazilian North/Northeastern system. The network expansion planning of an area of this system is studied using a conventional load flow program and the results are compared with those obtained from a PLF program that models generation capacity unavailabilities and peak load uncertainties. The significant differences demonstrate the benefits of the PLF technique. Special emphasis is given to short-term and long-term modeling using analyses of real system load data     

主动配电网中消纳高渗透率风电的风电源规划

考虑主动管理和需求侧管理措施,针对分布式风电源(WTG)出力模糊随机的运行特性,建立了主动配电网中分布式电源双层模糊随机机会约束规划模型。首先将风速处理为一个随机模糊变量,以处理实际风速因历史统计数据不足产生的误差。在此基础上,考虑主动管理和需求侧管理措施,构建双层模糊随机机会约束规划模型,上层以模糊随机年利润最大为目标,下层以WTG有功削减费用和负荷中断费用之和最小为目标,各项静态安全指标均以模糊随机机会约束考虑,采用遗传算法、蒙特卡洛模拟和原对偶内点法对上下层模型进行求解。最后通过IEEE 14节点配电系统进行了仿真计算,验证了所提模糊随机机会约束规划模型的有效性和合理性。     

考虑风速相关性的概率潮流计算及影响分析

不同风电场之间风速的相关性会影响概率潮流计算的结果。通过对多维独立随机样本进行线性变换,得到具有任意相关性的多维随机样本,从而可计算考虑风速相关性的概率潮流;针对风电场异步发电机吸收无功的特性,提出了一种描述该特性的变系数二次多项式模型。在计及负荷随机扰动的同时,研究并分析了风速相关性的变化对节点电压概率密度和支路潮流概率分布的影响规律,以及考虑相关性后对风电场并网点无功补偿容量的配置。研究算例表明文中方法是有效可行的,考虑风速相关性可以更合理的分析评估风电场对系统静态电压和支路传输功率的影响,从而可为系统规划和运行方式的确定提供更准确完善的参考信息。     

综合考虑网络结构不确定性的概率潮流计算方法

目前,在概率潮流计算方法中,不确定性因素多数仅考虑了负荷的不确定性及发电机的随机故障,而不计及网络结构的变化。文中提出一种概率潮流计算新方法,综合考虑了负荷、发电机、网络结构不确定性对潮流结果的影响。文中推导了线路故障时节点注入功率与各支路有功功率的线性关系,应用半不变量法和Gram-Charlier级数展开式求取各支路潮流的概率分布,避免了复杂的卷积运算;结合补偿法及全概率理论来处理网络结构变化的随机因素,建立了综合考虑负荷随机变化、发电机随机故障和网络结构随机变化的概率潮流计算模型,可以快速求得各支路潮流的概率分布函数(CDF)和概率密度函数(PDF)。通过对IEEE 39节点及某区域电网实际系统的算例分析,表明网络结构的不确定性对待求量的概率分布有显著影响。因此,利用所提方法得到的概率潮流结果能为规划人员提供更准确和全面的信息。通过与蒙特卡罗方法进行比较,验证了该方法的快速性与准确性,说明所提方法具有实际应用前景。     

Voltage control settings to increase wind power based on probabilistic load flow

In this paper, network constrained setting of voltage control variables based on probabilistic load flow techniques is presented. The method determines constraint violations for a whole planning period together with the probability of each violation and leads to the satisfaction of these constraints with a minimum number of control corrective actions in a desired order. The method is applied to define fixed positions of tap-changers and reactive compensation capacitors for voltage control of a realistic study case network with increased wind power penetration. Results show that the proposed method can be effectively applied within the available control means for the limitation of voltages within desired limits at all load buses for various degrees of wind power penetration.     

基于半不变量和Gram-Charlier级数展开法的随机潮流算法

随着新能源规模的日益扩大,新能源电站的出力往往呈现较强的相关性,在传统的随机潮流算法中对强相关性随机变量考虑较少。综合考虑风电出力的随机波动、负荷的变化、发电机的强迫停运及线路的故障等各种不确定情况,根据节点电压和支路潮流的期望值及灵敏度矩阵,计算了负荷及常规发电机、风电机组出力、各节点注入功率的各阶半不变量,由Gram-Charlier级数展开求得概率密度函数和概率分布函数。IEEE-30节点测试表明:该算法能反映大规模新能源接入下系统的不确定性,将求取随机变量和的概率密度函数的卷积运算简化为半不变量的代数运算,极大地缩短了计算时间,并具有良好的收敛性。     

计及多重不确定因素的输电网随机潮流计算

针对确定性潮流计算不能准确描述输电网随机特性的缺陷,本文考虑多重不确定因素影响的输电网随机潮流计算,研究多重随机故障对输电网电压分布和潮流分布的影响。首先对发电机故障、负荷波动以及断线故障进行组合分析;其次,应用半不变量和Gram-Charlier级数展开的随机潮流分析方法,求取多重不确定因素影响下输电网各节点电压和各支路潮流的概率分布;最终,得到不同工况下节点电压越限概率以及支路潮流过载概率,进而评价多重不确定因素对输电网电压和支路功率的影响程度。研究结果对输电网规划和运行具有重要的参考价值。     

Probabilistic Constrained Load Flow Considering Integration of Wind Power Generation and Electric Vehicles

A new formulation and solution of probabilistic constrained load flow (PCLF) problem suitable for modern power systems with wind power generation and electric vehicles (EV) demand or supply is represented. The developed stochastic model of EV demand/supply and the wind power generation model are incorporated into load flow studies. In the resulted PCLF formulation, discrete and continuous control parameters are engaged. Therefore, a hybrid learning automata system (HLAS) is developed to find the optimal offline control settings over a whole planning period of power system. The process of HLAS is applied to a new introduced 14-busbar test system which comprises two wind turbine (WT) generators, one small power plant, and two EV-plug-in stations connected at two PQ buses. The results demonstrate the excellent performance of the HLAS for PCLF problem. New formulae to facilitate the optimal integration of WT generation in correlation with EV demand/supply into the electricity grids are also introduced, resulting in the first benchmark. Novel conclusions for EV portfolio management are drawn.