考虑发电报价和N-1安全约束的ATC建模与仿真

基于最优潮流(OPF)算法,建立电力市场条件下可用输电能力(ATC)计算模型.构造发电区域总有功出力最大、用电区域总负荷最大、区域间输电经济效益最大等3个目标函数,全面分析比较电网间可用输电能力.该模型考虑了输电线路故障对输电能力的影响,引入线路N-1故障的潮流方程及相应的不等式约束条件,使电力系统在故障时有负荷裕度,...     

计及不确定因素影响的交直流系统可用输电能力评估

提出并建立了计及不确定因素影响的交直流混合系统可用输电能力优化计算模型,在综合考虑交直流混合电力系统运行的各种不确定因素基础上,量化分析各种不确定因素对系统运行可靠性的影响,采用蒙特卡罗方法对交流和直流系统的不确定性因素进行抽样,借助于内点法对可用输电能力优化模型进行求解。以IEEE-30节点系统和扩展的IEEE-30节点交直流混合系统为例对本文所提方法进行仿真计算,算例分析表明该方法的合理性和有效性。     

基于混合连续蚁群算法的可用输电能力研究

提出一种新的可用输电能力的计算方法.将蚁群优化算法的正反馈特性与实数遗传算法的进化策略相结合,克服了基本蚁群算法只适用于离散问题的局限性,并提高了寻优的效率、全局的寻优能力和结果的稳定性.在计算过程中,根据不等式约束越界量的大小,动态调整罚函数,采用强制搜索策略,提高了算法的收敛速度,有效克服了在计算可用输电能力过程中,可能出现因早熟而陷入局部最优解的问题.以IEEE-30节点系统为例进行可用输电能力的仿真计算,并与其他算法进行比较,结果证明了该算法的合理性、有效性和优越性.     

考虑静态电压稳定约束的可用输电能力计算

提出一种考虑系统静态电压稳定约束计算可用输电能力（Available Transfer Capability,ATC）的新方法。首先,构建考虑系统电压稳定约束（Voltage Stability Constraint,VSC）的最优潮流（Opti-mal Power Flow,OPF）模型,即基于VSC-OPF的ATC...     

考虑省间电力平衡的区域电网环境经济优化调度

提出跨区互联电网中受端区域电网应满足发电成本最小和污染气体排放最小以求实现环境经济调度目标,还须兼顾区域内各省(市)的基本利益和相互之间的公平性.为此,在考虑节能减排和经济效益等传统优化目标的基础上,建立了考虑省间电力平衡的区域电网环境经济优化调度模型.它以目标发电计划和电力偏差最小为目标,在确定了受端电网区域电源的优化方案之后对其进行电力分配数量和流向的分析,应用半正定规划算法(SDP)进行计算,并通过隶属度函数求出多目标优化结果.通过IEEE 30节点系统进行仿真,证实了该方法的有效性.     

基于遗传禁忌混合算法的静态电压稳定裕度计算

提出一种基于遗传禁忌混合算法的静态电压稳定裕度计算的新方法.该方法将全局搜索能力强的遗传算法和局部搜索能力强的禁忌搜索算法结合在一起,通过改进的连续潮流法计算,可快速而准确地获取系统最大静态电压稳定裕度,并在一定程度上弥补遗传算法和禁忌搜索算法单独使用的不足.应用该混合算法对IEEE14节点系统进行仿真计算,验证了该方法可行且有效.     

含风电场的电力系统环保经济调度研究

在节能减排的电力市场环境下,清洁能源发电因其发电成本较低,环境污染小,而具有日益重要的地位。本文研究风电接入系统后的电力系统动态经济调度,建立了含风电场的环保经济调度数学模型,提出以系统总发电成本最低为目标函数,并考虑常规火电机组和风电场的各种约束条件。根据某地区的实际负荷数据,利用搜索能力强、寻优速度快的粒子群优化算法进行仿真验证,结果表明数学模型与优化算法的正确性与有效性。最后,应用相对熵均衡性理论,对优化调度的决策结果进行评价与选择。     

考虑外送通道极限的水电站联合优化调度研究

云南部分地区水电资源丰富,但电网中负荷一般相对较轻,电力能源以外送为主.然而,电网建设的速度往往滞后于电源建设,电力外送受阻严重.充分挖掘现有电网输送能力的潜力,是增强此类电网外送能力的有效方法.首先提出了水电站联合优化的调度思想,考虑外送通道极限对水电站发电量的限制,对地区电网水电站进行联合调度;其次建立了水电站联合优化调度模型,考虑外送通道极限不等式约束条件以及水库水量等式约束条件建立了以地区电网水电站发电量最大的目标函数,然后运用SOA人群搜索算法对水电站联合优化调度模型进行优化计算,SOA算法优化多峰函数收敛速度快;最后以典型的水电送出型怒江电网作为实例进行仿真.仿真效果表明在水电站联合优化调度的策略下,考虑怒江水电外送通道极限约束,怒江电网水电站发电量得到提升,增强了怒江水电外送能力,验证了SOA优化算法的有效性.     

考虑发电约束的输电断面最大传输能力

为了打破以往输电能力求解过程中发电机端电压维持不变的假设,提出了考虑发电约束求解最大输电能力(TTC)的新方法.根据大型风电场并网及同步发电机调速器和励磁系统等动态元件的运行限制,建立了计算输电断面最大输电能力的优化模型,并采用信赖域内点法进行序列迭代求解.在信赖域内,将非线性优化问题逼近为线性规划(LP)子问题,以构造的价值函数为依据调整信赖域半径.在New England 39节点算例系统中验证了模型和计算方法的有效性.实验结果表明,考虑发电约束的输电断面最大传输能力计算结果更接近系统的实际运行情况.     

基于两阶段风险分析的水库群汛期运行水位动态控制模型

水库(群)实时调度能结合有效的水文预报信息对水库在实时运行层面权衡防洪与兴利效益具有指导意义。然而,水文预报信息的利用面临着不可规避的不确定性问题,故水库(群)实时调度运行需要考虑风险控制方法的研究。针对耦合水文预报的水库群汛期运行水位动态控制问题,提出了可考虑各水库不同预见期长度、不同预报精度的两阶段风险率计算方法,并将其应用于构建水库群汛期运行水位动态控制模型。首先,两阶段风险率思想是将未来调度时段按预见期节点分为预见期以内和预见期以外两个阶段,预见期以内考虑径流预报不确定性带来的风险,采用集合预报思想统计多组预报径流情景在预见期以内的失事概率,预见期以外考虑因预见期末水位过高难于应对后续洪水的潜在风险,根据历史设计洪水的调洪演算试算风险率。其次,基于所提出的两阶段风险率方法构建以发电量最大为目标函数的水库群汛期运行水位动态控制模型。研究结果表明：提出的两阶段风险率计算方法可兼顾考虑实时调度阶段由径流不确定性引起的预见期以内、预见期以外的潜在风险;基于两阶段风险分析构建的水库群优化调度模型,可求解得出的水库群系统库容动态最优决策过程,且该优化调度模型可在不增加汛期防洪风险的基础上提高水库群系统的发电效益,即2010年汉江流域五库系统在夏汛期可提高总发电量2.30亿kWh。     

基于CS-PSO算法的电池储能系统多目标优化运行策略

为了充分发挥储能系统在智能配电网中的积极调节作用,提出了一种统一为成本量纲的电池储能系统多目标优化运行模型。该模型以一个完整调度周期的配电网购电成本、网络损耗费用及电压调节费用均最小为目标函数,以电池储能系统的充/放电功率为控制变量,并确保储能系统在整个调度周期的能量守恒及容量约束。再应用层次分析法计算各子目标权重,化多目标函数为单一综合目标函数。针对所提出的电池储能系统优化运行模型,提出一种改进的混合粒子群优化算法—纵横交叉粒子群优化(CS-PSO)算法。将纵横交叉算子引入粒子群算法,并采用交叉搜索的方法以维护种群多样性,再以电池荷电状态为粒子位置矢量元素,实现完整调度周期内储能系统优化运行策略的求解。最后,对含高渗透率分布式发电单元和电池储能的IEEE34节点算例进行仿真,对比分析了3个单一单目标与本文多目标的优化结果以及3种智能优化算法的计算性能,还分析了储能系统优化运行对系统电压质量的影响。仿真分析结果表明:多目标优化能够充分利用储能系统为配电网提供多种服务,使配电网获得最大综合效益;CS-PSO算法在求解非线性规划问题时具有很好的收敛特性及较高的计算效率,从而验证了所提模型及算法的有效性。     

计及TCSC的可用输电能力计算

可控串联电容器(Thyristor Controlled Series Capacitor,TCSC)能够有效地提高线路的输送功率,影响系统的无功功率分布,提高系统的电压稳定性。本文采用重复潮流(Repeated Power Flow,RPF)法求解含有TCSC的可用输电能力,并应用脚本语言Python对仿真软件PSS/E进行二次编程来实现。通过对WSCC-9节点和IEEE-30节点系统进行仿真计算,结果表明TCSC有助于提高系统的可用输电能力,同时也验证了本文所采用模型及方法的正确性和有效性。     

风电与燃气轮机互补发电系统发电特性分析

详细分析了采用大型风电场与燃气轮机组成的互补发电系统的总电力输出特性.基于互补发电系统的基本原理，推导了互补系统发电特性参数的计算公式.根据在新疆达坂城采集的风速数据和风电场整体功率曲线模型，计算了这个风电场的总发电量和容量系数等参数.依据互补发电系统燃气轮机的运行规划和燃气轮机部分负荷效率曲线，计算了燃气轮机的总发电量、天然气消耗量和容量系数等参数.根据互补发电系统的互补特性，计算了整个互补系统的总发电量和容量系数等特性参数.分析了风电场的不同风能资源特性对整个互补发电系统的影响，为在新疆地区实现这种互补发电系统提供经济分析的基础.     

小型水电站水库长期优化调度研究

水电站水库优化调度是一个复杂的多阶段决策过程,根据小型水电站水库的特点,以水电站的发电引用流量为决策变量,以水电站在调度周期内发电量最大为目标,建立小型水电站水库长期优化调度问题的数学模型,并采用浮点数编码的遗传算法对该问题进行优化计算,通过仿真实验说明了该算法的可行性和有效性。     

基于改进粒子群算法的交直流系统低压切负荷优化控制策略

高压直流输电技术的发展推进了大规模、远距离电力系统互联,但也带来了电压稳定控制的挑战。提出一种基于改进粒子群算法的交直流系统低压切负荷搜索方法。首先,修正交直流系统潮流计算模型;其次,针对戴维南等值参数漂移问题改进模型,建立电压稳定裕度指标;为满足切负荷的快速性要求,采用灵敏度选取交直流系统切负荷点集;然后,建立交直流系统低压切负荷模型,以最小控制成本为目标,并给出算法的优化步骤;最后,基于IEEE 30节点系统进行验证,仿真结果表明:该方法能有效提高交直流系统电压稳定性。     

风电场的初期选址及装机容量的最优分配

针对风电场建设地点对电力系统稳定性的影响问题,本文采用模态分析法,排序风电场接入系统的影响因子,建立风电场模型,得出风电场最佳接入点,同时以电压总偏移量最小为目标函数,建立优化计算的数学模型,利用进化策略算法计算各风电场装机容量的最优分配,并以IEEE14节点系统为算例进行仿真分析。仿真结果表明,节点的影响因子越小,这个节点电压越稳定,风电的接入能力越大,说明利用模态分析择优得到的风电接入点,电压稳定性更好。因此,根据影响因子大小,即利用模态分析法可有效的选择最佳的风电场接入地点,对系统电压造成的影响最小。该方法可以很有效的指导风电场的初期选址和规模估算,并且稳态运行时电网电压水平得到改善。     

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.     

基于经济调度的光伏并网系统储能容量研究

针对储能装置和光伏系统结合过程中的经济运行,根据光伏发电曲线以及光伏系统购售电价的特点分析,建立了经济调度模型;并基于经济调度模型、通过粒子群算法计算了不同容量下的光伏发电系统的运行成本,进而算得加入蓄电池成本后的综合费用;依据综合费用确定蓄电池的最佳容量。通过仿真计算和分析表明:合理容量的蓄电池不仅可以平滑光伏输出,提高电力系统运行的经济性,而且具有一定的削峰填谷效应。     

基于解耦算法的电力系统准稳态的实现

结合电压中长期稳定性的特点,对采用准稳态假设后的中长期电压稳定的仿真算法进行了研究。在目前所采用的时域仿真分析中,根据数值积分法,提出了一种综合显性算法和隐性算法期望特性的新的解耦仿真算法,将一个普通的给定初始条件的常微分方程(ODE)系统解耦为两部分处理,即对刚性部分使用隐性算法,而对非刚性部分使用显性算法。然后,在此基础上讨论了准稳态仿真在考虑负载随时间变化条件下的实现方法,有效协调了中长期电压稳定时域仿真在计算速度和计算精度两方面的矛盾。最后,给出了基于新英格兰10机39节点测试系统的仿真算例,验证了上述方法的正确性与有效性。     

计及电压稳定约束的含风电区域电网调度域划分

为了解决风电接入电网带来的系统灵活性与风电消纳以及运行不稳定问题.文中提出了随机潮流下电压稳定L指标评价电压稳定与电网运行域的概念,该方法可以准确地找出风电并网后全网电压稳定性最薄弱的节点,帮助调度人员对薄弱节点监视与控制,并提出基于观测全网电压稳定情况的电网运行域划分指标,基于电压稳定约束将电网划分为不同的运行域.通过IEEE-30节点典型算例系统仿真计算,验证了所提策略与指标的有效性.