最优潮流在电力市场中的应用

简要总结了实时电价研究以及与其联系密切的最优潮流（OPF）的进展,应用了一种基于最优潮流的实时有功、无功电价模型,并采用了二次序列规划法进行了求解.给出了IEEE14节点系统算例,计算出各个节点的实时电价,并分析了影响实时电价的各种因素.     

考虑电源不确定性的电力系统灵活性评价

风电存在出力随机波动和不可控的特点,其电源不确定性造成的有功功率波动,会对电力系统的灵活性造成很大影响。因此,电力系统对有功功率波动的最大承受能力的评价,就是对其灵活性评价的基础。现通过最优潮流计算公式,以考虑最大经济效益为基础,建立数学模型,对以风电为不确定电源的电力系统对有功功率变化可承受的最大限值通过MATPOWER进行仿真研究,评估电力系统对有功功率波动的最大承受能力,并得出对于整个电力系统灵活性的评价。     

面向电力行业的生物启发计算的最优潮流优化方法研究

最优潮流问题是针对电力系统运行状态,根据其节点电压和功率分布计算信息,所采取的一种有效的评估电力系统稳定性的方法,针对最优潮流问题,基于生物启发计算方法分别设计了基于GA、PSO和AI三种生物启发技术的优化方法。首先提出了一种针基于采用实数染色体编码法,将遗传算法引入到最优潮流问题中,以IEEE14节点系统为算例进行分析,分析结果印证了所提出模型的有效性,能快速地收敛到全局或近似全局最优解。同时,将模型的运行结果与Matpower的经典求解算法进行比较,能取得较好的优化结果。其次,又设计了一种基于粒子群计算的最优潮流优化和基于人工免疫计算的最优潮流优化,分析三种算法的优劣,得出结论。     

基于协同微粒子群算法的暂态稳定约束最优潮流

针对电力系统预防控制的实现问题,提出了一种基于协同微粒子群算法的暂态稳定约束最优潮流计算方法。暂态稳定约束最优潮流问题是在最优潮流问题上加入暂态稳定功角约束,形成的高维非线性动态优化问题。微粒子群算法能够通过较少的粒子数搜索到全局最优解,有效地求解高维复杂优化问题。利用该方法,对存在失稳预想事故的新英格兰10机39节点系统进行了分析计算,并与多种智能算法的调度结果进行了比较。研究结果表明,使用协同微粒子群进化算法求解暂态稳定约束最优潮流是有效与准确的,其计算量小于已报道算法,优化结果更优,能够应用到电力系统的暂态稳定分析中,为电力系统预防控制提供了一种思路。     

基于线性锥规划的风电最优潮流研究

针对含风电接入的电力系统最优潮流优化问题,对异步电机稳态模型、风速随机模型和风电最优潮流模型等方面进行了研究,对传统风电最优潮流优化方法的优缺点作出了总结。提出了凸优化理论中的二阶锥规划(SOCP)方法,结合二阶锥松弛(SOC)优化理论,建立了以经济性最优为目标的多维非线性优化模型;采用了IEEE-9节点以及IEEE-14节点系统进行了仿真计算,观察不同风速下发电成本的变化趋势。研究结果表明:该模型能够量化不同风速对发电成本的影响;与混沌优化算法和线性规划方法相比,利用锥规划方法计算风电最优潮流更具有经济优势。     

Matpower扩展潮流计算在电网备用容量优化中的应用

电力系统具备充足的备用容量,是保证供电可靠性的重要前提,鉴于此,对Matpower扩展潮流计算在电网备用容量优化中的应用进行了研究。现以IEEE 30节点系统作为测试对象,通过添加分区备用容量约束实现扩展潮流的计算,获得了该扩展的约束、潮流、分区和运行成本等实验数据,并与最优潮流计算的结果进行比较,为实际电网分区备用容量的优化提供了数据支撑。     

配电网中光伏功率主动削减策略研究

针对夏季正午由大量光伏功率注入配电网所带来的节点电压、线路潮流越限的问题,提出了一种通过实时计算和削减分布式光伏发电系统功率输出的主动控制方法来限制配电网中光伏功率注入量,从而避免配电网中越限事故的发生。首先给出光伏出力削减的数学优化模型,该模型以实时气象条件为基础计算光伏发电系统潜在的最大输出功率,并通过最优潮流模型结合配电网各个节点的负荷水平计算得到该时刻连接于各个节点的光伏发电系统的最大允许出力上限值。在此基础上,又设计了一种DC/DC变换器的电流控制策略。通过该控制策略,可以使光伏发电系统的出力在不同的光照条件下均不超过计算所得的最大允许出力上限。最后通过IEEE33节点模型进行算例分析。研究结果表明,所提出的光伏功率主动削减策略可以避免配电网中越限事故的发生。     

基于改进粒子群算法的计算及电压稳定约束的最优潮流计算

提出了一种新的考虑电压稳定约束的最优潮流计算方法——混沌粒子群优化算法。以反应当前系统电压稳定程度的L指标作为电压稳定约束,将它以不等式约束形式加入到常规的最优潮流（OPF）中形成含电压稳定约束的最优潮流（VSCOPF）。同时,为了克服常规粒子群优化算法容易早熟而陷入局部最优解的缺点,提出了一种混沌粒子群优化算法。通过几个系统的测试,证实了该算法收敛性好,能够取得较好的结果。     

V2M系统分时电价博弈研究

目前,传统的静态电价联动模型已经很难描述复杂的含有电动汽车的微电网市场,V2M系统的需求管理和电价优化有待深入的研究。本文根据含有电动汽车的微电网的并网工作模式,运用博弈论描述含有电动汽车的微电网中各个主体的经济行为,提出一种更符合实际的基于博弈均衡的分时电价最优定价策略的微电网运行优化调度方法,建立含有电动汽车的微电网系统电价博弈场景,并且严格证明了场景中系统NE的存在性,求取出博弈场景的NE。通过算例分析,结果证明了博弈模型的有效性,研究结果对V2M系统分时电价定价提供一种新的途径。     

考虑系统阻塞-失负荷成本的电网风险评估

引入阻塞成本和失负荷成本作为电网风险评估的度量,并通过节点边际电价进行计算,建立了直流潮流下的电网动态经济调度模型。通过多次模拟系统的故障运行场景,判断系统是否过载并在必要时进行切负荷,计算并统计形成系统的风险指标值,以此分析并评估系统运行风险。基于IEEE118节点系统的算例证明了所提方法的有效性。     

广东电网发电成本在线分析与辅助决策

针对广东电网运行经济性和安全性问题,构造了适用于电力系统分析计算的、考虑多状态与多约束且用于调整发电计划的最优潮流数学模型,发展了基于内点法的非线性最优潮流算法,并利用VisualC＋＋6．0开发了发电成本在线分析与辅助决策系统;具体阐述了软件开发的总体架构、功能模块以及软件的功能特点。研究结果表明,该软件在保证电力系统安全、稳定运行的基础上,实现了对负荷偏差的经济分配和全系统最低的购电成本。     

兼顾用户满意度和发电侧收益的微电网系统量子粒子群优化

兼顾微电网系统发电侧与用户侧的综合利益,从能量管理的角度出发,建立了以用户满意度和发电侧收益为目标的优化模型。首先,采用多目标局部变异-自适应量子粒子群算法(Multi-objective local mutation adaptive quantum particle swarm optimization,MO-LM-AQPSO)获得用户满意度及发电侧收益的Pareto前沿。然后,引入缺电损失,以发电侧收益最大为目标,选取了非支配解中的最优解,并通过算例仿真验证其有效性。进而引入可平移负荷及分时电价激励机制,通过合理的峰谷电价比以引导用户积极参与需求侧响应。仿真结果表明,合理的激励措施,可提高微电网收益和用户满意度实现可再生能源的最大化利用及蓄电池运行损耗的有效减少。     

基于伴随灵敏度的暂态稳定预防控制快速算法

针对已有算法难以适应现代电力系统在线预防控制的实时性要求的问题,研究了一种基于伴随灵敏度分析的暂态稳定预防控制快速算法,采用了约束转换技术来缓解大规模电力系统暂态稳定预防控制中的"维数灾"问题,提出了一种优化层-仿真层的双层结构以实现算法:优化层基于预测-校正内点法,利用近似海森矩阵的扩展生成方法以提高算法的准确性和收敛性;仿真层中采用伴随灵敏度方法实现了灵敏度快速计算,并使用非诚实牛顿法和雅克比矩阵重用技术以进一步提高计算速度。研究结果表明,该算法能够显著提高大规模电力系统的暂态稳定预防控制求解效率,且相较其他已有算法体现出极大的速度优势,完全能够达到现代电力系统在线预防控制对控制算法的实时性要求。     

互联电力系统联络线潮流控制与调整的研究

提出了一种互联电力系统联络线潮流控制与调整的新方法,虑及电力市场环境中水电厂、火电厂发电供给联络线的功率成本函数的差异性,及追求发电收益最大化的共通性,赋予联络线相关联的不同电厂以适当的关联匹配因子,建立新的区域调度模型。采用含有水火电厂的IEEE-30节点系统对新建模型进行仿真,结果验明了该方法的有效性和实用性。     

混合动力挖掘机电回转系统储能容量的优化配置

为了解决混合动力挖掘机电回转系统中超级电容储能容量配置较大、价格昂贵的问题,提高整个驱动系统的性价比,提出了一种将超级电容应用于混合动力挖掘机电回转系统的功率匹配策略,并在此基础上将超级电容储能系统的性价比作为储能容量的优化目标。运用遗传算法对建立的系统数学模型进行容量优化配置。最后通过搭建系统的MATLAB模型进行了仿真验证,并对优化前后参数进行了对比。结果表明,该优化模型提高了混合动力挖掘机回转驱动系统的性价比,对于混合动力挖掘机电回转系统中超级电容容量的配置有一定的参考作用。     

LD端面泵浦铯蒸气激光器的模式匹配

以光纤耦合半导体激光器作为泵浦源,5mm长的铯蒸气池作为激光增益介质,开展了端面泵浦铯蒸气激光器的模式匹配实验研究。分析了泵浦光聚焦光斑半径和聚焦位置对铯激光输出性能的影响。以激光器的工作斜效率和光光效率为指标对各模式匹配参数进行了优化,同时对激光器的阈值泵浦功率进行了研究。结果表明:在一定的激光振荡模束腰下,存在最佳的泵浦光聚焦光斑半径使斜效率最大。此外,聚焦位置在蒸气池中央时有利于提高斜效率和光光效率。对阈值泵浦功率的研究显示,阈值泵浦功率随泵浦光聚焦光斑半径的减小而减小,而且当泵浦光聚焦于蒸气池前端时有利于降低阈值泵浦功率。基于以上研究,获得了一组最佳模式匹配参数,即泵浦光聚焦光斑半径为333μm,激光振荡模束腰为167μm,泵浦光聚焦位置位于蒸气池中央。     

超分辨率纳米聚焦系统设计

纳米尺寸的聚焦光斑在光存储、光学成像等领域有着重要的作用,为此设计了一种近场聚焦系统来获得超分辨率纳米聚焦光斑。系统中使用纵向偏振光做光源,用于激发光学天线产生表面等离子体增益,形成纳米光斑。分析了不同材料和尺寸的光学天线对超分辨率聚焦的影响,进而设计由合适的材料和结构构成的光学天线,实现10nm直径的聚焦光斑。     

电动汽车动力电池组的点焊工艺研究

为了实现电动汽车动力电池组中多个锂电池的串、并联,并使其满足可靠性高、耐疲劳性优异等要求,其连接方法采用了精密电阻点焊。文中通过对其点焊工艺参数进行了正交实验优化,得到动力电池组点焊的最优参数,即焊接电流3kA、焊接时间2.5ms、电极压力35N。该实验结果对生产实践具有一定指导作用,有良好的推广应用价值。     

主动式PSD自动对焦光学系统设计

在照相机主动式PSD自动对焦系统中，发射透镜与接收棱镜要求口径大、球差小，价格低、体积小，保证PSD上光斑小而且边缘清晰。本文认为，非球面单片透镜适合该系统。本文导出了非球面透镜的设计方法和计算实例，并给出了AF光学系统总体设计实例。