考虑可控光伏系统概率模型的主动配电网日前优化调度

针对含可控光伏主动配电网的日前调度问题,采用合适的功率控制策略使DC-DC变换器和DC-AC并网逆变器实现有功无功解耦控制。通过仿真探索计及有功可控能力的光伏发电系统的概率特性,得到有功参考值与其累积密度函数、均值之间的关系。进而考虑机会约束,设计能计算储能系统充放电次数的约束,建立以配网企业运行成本最小化为目标的有功无功协调的主动配电网日前优化调度模型。将非凸约束松弛,利用二阶锥规划方法求解确定性优化步骤,加入割集重复优化保证松弛为紧。结合基于随机响应面法的概率潮流方法检验机会约束,最终得到考虑光伏可控性的满足全部机会约束的效益最大化调度方案。算例结果验证了上述模型和算法是正确性的,且能够满足安全经济运行要求。     

直流配电网下垂参数小干扰稳定优化调控方法

以基于下垂控制的直流配电网为研究对象,推导建立了下垂控制模式下典型环状直流配电网的小信号状态空间模型,对传统下垂参数经济优化模型中存在的系统调控不稳定问题进行了分析,进而提出了考虑小干扰稳定约束的直流配电网下垂参数优化调控方法,以确定性预测场景和极端场景下直流配电网小信号状态方程的特征值谱横坐标作为系统小干扰稳定约束,来优化系统网损。此外,为求解该模型,针对传统算法中存在的易陷入局部最优解、特征值迭代误差积累和计算效率较低等问题,在序列非线性规划算法和遗传算法的基础上提出了改进策略。数值实验结果表明,该优化模型在保证系统小干扰稳定的前提下能较大程度地提升系统运行经济性,同时提高系统适应不确定源荷功率随机波动的鲁棒性;所提出的算法改进策略可以在保证优化结果可靠有效的前提下,提高算法的寻优能力和计算效率。     

计及有功–无功功率协调控制的2层微电网优化调度模型

为协调微电网内不同种类的微源、缓解风电和光电的波动性给微电网调度所带来的干扰,提出了1种计及有功–无功协调控制的2层微电网优化调度模型。该模型的第1层为日前调度计划模型,求解以发电费用最小为目标的混合整数非线性规划模型,获得系统运行的参考值;第2层为实时调度控制模型,基于线性规划的交叉迭代方法求解,实现有功–无功功率的协调控制,保证微电网功率平衡。通过算例验证所提模型及方法,结果表明:实时调度控制能有效降低日前调度计划无法精确考虑的不确定因素的干扰,适用于微源出力和负荷大幅波动的情况,且系统电压不会剧烈变化。     

基于机会约束规划的主动配电网分布式风光双层优化配置

提出了一种基于机会约束规划的主动配电网(ADN)分布式风光双层随机最优潮流优化配置模型。上层模型以兼顾传统配电网的投资收益与配电自动化成本的年利润最大为目标函数,通过蒙特卡罗(MC)随机模拟和前推回代法获取系统静态安全机会约束;下层模型以分布武电源(DG)有功削减最小为目标函数,考虑包括DG有功功率削减限制、有载调压变压器电压调节、DG功率因数调节等主动管理(AM)措施及系统静态安全机会约束。给出了结合遗传算法、MC随机模拟和前推回代法的模型求解方法,通过判断上层模型是否满足静态安全机会约束起动下层模型。算例仿真结果表明,该方法在满足置信水平的机会约束下可有效避免小概率事件的负面影响,且在适应多容量渗透率边界下获得兼顾安全经济环境优化的ADN规划方案。     

计及小干扰稳定约束的互联系统AGC最优经济控制策略

为了在保证互联系统小干扰稳定的前提下提高系统调频的经济性,提出了基于双层模型控制结构的多区域互联系统自动发电控制(automatic generation control,AGC)最优经济调频控制策略。首先上层控制基于全网层面,以消除系统频率偏差为首要目的,建立了多区域AGC协调控制优化模型,并采用非线性规划算法求解该优化模型。然后下层控制中充分考虑系统的动态稳定性,建立了计及小干扰稳定约束的AGC指令最优分配模型,并提出了基于改进策略的优化算法求解该模型。最后,通过修改后的IEEE-30节点配电网算例对所提策略的有效性进行验证。结果表明,该策略在提高互联系统调频经济性的同时,使得系统满足小干扰稳定的要求;所提出的算法改进策略改善了算法的收敛性,并且在保证计算精度的前提下提高了优化速度。     

计及风电与负荷不确定性的电力系统无功随机优化调度

随着风电渗透率的不断增大,风电的不确定性给电力系统安全稳定运行带来了严重影响。含风电电力系统无功优化调度为非线性混合整数规划问题,在满足多个约束的同时,确定了电力系统无功控制参数的最优值,以优化特定的目标函数。建立了计及风电与负荷不确定性的电力系统多目标无功随机优化调度模型,设置了两个目标函数：有功功率损耗最小化、电压稳定指标最小化。采用ε约束优化方法求解多目标优化模型,利用模糊满意度方法选择最优折衷解。设计了两种不同案例在IEEE-57节点系统上进行仿真。仿真结果表明所提模型及方法可有效解决含风电电力系统无功优化调度问题,显著降低有功损耗,提高系统电压稳定性。     

考虑线路有功传输约束的静态电压稳定分析

在求解电压稳定临界点的过程中,考虑了线路有功传输的系统静态安全运行约束,将电压稳定临界点的求取转变为非线性规划问题,建立以求解负荷裕度为目标函数的数学模型。采用对初值要求不高的非线性原对偶内点法求解已知负荷增长方向上的电压稳定临界点,该方法能够考虑各种等式和不等式约束条件,具有较强的鲁棒性。比较了考虑线路有功传输约束与不考虑约束两种情况下的支路功率,找到其中的薄弱支路。最后通过IEEE-30节点系统的仿真计算,验证了该模型及算法的有效性。     

考虑静态电压稳定的低碳电力调度

为使低碳电力调度满足电网静态电压稳定性的要求,分析碳捕集系统对电厂上网功率的影响,并推导碳捕集系统运行功率的上、下限求解方法。在此基础上,提出一种考虑静态电压稳定的低碳调度模型,在满足电网运行和电压稳定裕度约束的条件下,使电厂发电和碳排放成本之和最小。所提模型以碳价为纽带,协调了调度方案在经济性、环保性和稳定性方面的不同要求,为控制二氧化碳的排放提供了一种可操作的方法。采用内点法对所提模型进行求解,并在IEEE30节点系统和某一实际系统上验证了所提方法的有效性。     

基于Pareto 最优的电力系统有功-无功综合优化

针对纯粹依据能耗或成本指标进行发电调度的不合理性,以系统总发电成本最小和电网有功损耗最小为目标函数,建立了电力系统综合节能降耗的有功-无功协调优化模型。借助λ乘子把多目标优化问题转化为单目标优化问题,通过对Pareto最优前沿集上综合效益最优解的定义,求解λ乘子的最优值,同时还提出了λ的近似求解方法以及有网损率约束情况下λ值的求解方法,可以为协调系统总发电成本与电网有功损耗之间的矛盾、省级电力调度部门从传统发电调度模式转变为节能发电调度模式提供参考。通过IEEE 30和IEEE 57节点系统的算例分析表明了所建模型和算法的有效性。     

考虑三重潮流约束的有功出力方式优化

为使系统以更安全的方式度过高峰负荷点,提出一种考虑三重潮流约束的有功出力方式优化模型.该模型分别在当前运行点、高峰负荷点和电压稳定临界点处建立潮流方程,通过对当前运行点的有功出力和高峰负荷点的出力增量同时进行优化,更有效地提高了电网的负荷裕度.最后,在IEEE14和118节点系统上验证了所提模型和求解方法的有效性.     

考虑小扰动稳定约束最优潮流的直接解法

为了将电力系统运行限定在静态稳定临界范围内,在最优潮流(OPF)模型中增加一组小扰动稳定指标作为不等式约束,建立了一种考虑小扰动稳定约束的最优潮流数学模型.以系统矩阵临界特征值的实部作为小扰动稳定指标,构造约束函数,并利用Cayley变换、谱函数理论及牛顿光滑化方法,对小扰动稳定约束进行转换,避免直接计算矩阵特征值,便于应用到大规模非线性系统.通过典型的WSCC 3机9节点系统,验证了所提方法的有效性.     

双馈风力发电机的小信号稳定分析及其控制研究

电网对直接并网的兆瓦级风电场的要求已经从电能质量进一步发展到暂态稳定、事故后自动恢复、调频调压、直接调度等,因而功率输出平稳,可调性强的双馈入异步风力发电机逐渐成为主流风机。双馈入异步发电机由于采用磁场定向的矢量变换控制技术,通过对用于励磁的PWM变频器各分量电压、电流的调节,从而实现发电机有功和无功的解耦控制。因此建立了双馈入风力发电机的详细模型,制定相应的控制策略,并通过小信号法和动态仿真对双馈入风力发电机的小扰动稳定进行分析和评估。     

暂态稳定安全经济代价计算

根据暂态稳定裕度对节点有功、无功功率及变压器运行方式变化的灵敏度分析结果,以有功、无功电费最小为目标函数,构造了适用于合同交易与非合同交易共存的电力市场安全预防再调度和安全校正再调度数学模型,此模型可用线性规划求解。此方法能用于计算为提高电力系统暂态安全性而须付出的经济代价,经济代价可用于最佳可靠性指标研究。根据稳定裕度对节点功率的灵敏度来考虑系统安全约束比采用联络线潮流约束更为可靠;考虑有功、无功管理再调度比只考虑有功调度可能更为经济。中给出了24节点系统实例分析结果。     

考虑提高系统无功备用容量的无功优化调度

充裕的无功备用容量是保证系统电压稳定的一个重要因素,因此在日常无功优化调度过程中考虑提高系统的无功备用容量是防止电压失稳的重要手段之一。文章在分析发电机备用容量数学模型的基础上,定义了基于电压稳定的系统无功备用容量的计算公式,提出了考虑增大无功备用容量、减少网络损耗以及减小电压偏移的多目标无功优化调度算法。并将该算法应用于IEEE 30节点系统,证明了所定义的基于电压稳定的系统无功备用容量计算公式的正确性及提高备用容量的无功优化调度算法的可行性。     

考虑新能源不确定性边界的主动配电网优化调度

为促进配电网中新能源的充分消纳同时兼顾调度方案经济性,对新能源发电特性进行了分析,并构建了考虑新能源预测误差分布特性的潜在期望风险评估模型。在满足主动配电网中各个机组单位运行约束的前提下,建立了内嵌新能源不确定性边界优化的主动配电网优化调度模型,并提出了一种改进粒子群优化算法与分支定界算法相融合的双层混合优化算法,以有效地求解所建含变限积分的混合整数非线性规划模型。算例结果表明,与现有主动配电网确定性和鲁棒动态经济调度方法相比,所提基于最优新能源不确定边界方法可以合理权衡调度方案运行的经济性和潜在风险,取得更优的总成本。     

基于动态相量法的改进多端模块化多电平换流器HVDC小干扰稳定模型

针对含多端模块化多电平换流器高压直流(MMC-HVDC)交直流混联系统的稳定问题,提出一种基于动态相量法的改进小干扰稳定分析模型。由于传统小干扰稳定模型均基于准稳态假定,因此难以反应电力电子型器件的快速动态过程。综合考虑多端MMC-HVDC有源及无源网络下的控制策略,推导并建立基于动态相量法的改进小干扰模型。建立含海上风电场的多端MMC-HVDC测试系统,并对比分析电磁暂态模型、传统小干扰模型及改进小干扰模型在动态响应下的精度及仿真时间。根据仿真结果,所提改进小干扰模型能够较好地跟随系统动态响应,预测系统振荡过程,并能显著削减仿真时间,其有效性和适应性得到了证明。     

平均近似估计法在电容器组优化调度中的应用

为研究大规模风电场并网运行对电容器组优化调度的影响,提出了含风电场功率机会约束的电容器组调度二阶段优化模型。采用平均近似估计法将二阶段模型转换为确定性模型,使用拟蒙特卡罗Halton采样法和场景削减技术处理风功率的波动性。求解一种电容器组调度方案,充分利用现有的电容器组资源,使系统在风功率波动时仍能保持较大的静态电压稳定临界功率。最后,以IEEE-30、IEEE-118节点系统为例,分别计算不同置信概率条件下系统的临界功率期望值及相应的电容器组调度方案。结果表明所提方法得到的调度方案可靠有效,鲁棒性强,应用前景广阔。     

考虑拓扑影响的风电场无功优化策略研究

双馈风电机组(DFIG)机群的拓扑结构对风电场无功优化有较大影响。分析了DFIG的无功出力极限,将DFIG作为风电场连续无功源,计及风电场有载调压变压器分接头设置对DFIG机端电压的影响。以风电场内部有功损耗最小为优化目标建立风电场无功优化模型。最后,以丹麦HornsRev1离岸风电场为例,采用粒子群优化算法对所建立的无功优化模型进行求解。仿真结果验证了所提优化控制策略的安全性和经济性。     

含风电系统的无功优化调度

针对恒速恒频和变速恒频两类控制模式对风电机组分别进行建模,以系统有功网损最小为目标,以常规发电机和恒电压控制模型风机的无功出力、变压器抽头位置和投入的电容电抗组数为控制变量,建立了含风电系统的无功优化模型。采用原对偶内点算法进行求解,对于模型中的离散变量,提出了优化归整轮流迭代的方法来进行处理。对海南电网汛小方式的算例分析表明,该无功优化模型和方法可以明显地降低系统网损和系统运行成本。     

考虑电动汽车接入的主动配电网优化调度

主动配电网(ADN)中可再生能源与电动汽车的大量接入给当前配电网的规划、建设、调度和运行带来了诸多挑战。文中研究和设计综合考虑源、网、荷侧不确定因素的ADN优化调度方法,对实际配电网运行具有重要指导意义。首先建立ADN综合评估体系,分别从主动控制性、主动管理性和主动经济性三方面衡量ADN的优化调度水平。而后,依据综合评估体系,提出考虑电动汽车智能调度系统的多阶段优化方法,该方法不仅可平抑间断性电源和电动汽车接入电网引起的波动,还可实现当前配电网结构和资源的优化调度。因此,所提方法可被广泛运用于电力系统日前调度,实现ADN的高效运行和管理。