一种基于BPA数据的静态安全最优校正分析方法

电力系统静态安全分析是保证系统安全稳定运行的重要措施,对电力系统运行方式的制定以及系统的规划建设具有重要的指导作用。提出了一种基于BPA格式数据,采用现代内点理论并结合补偿法进行校正计算,满足N-1安全准则的静态安全最优预防校正控制方法。通过在实际电网中进行测试表明,该方法可以快速准确地筛选出系统的N-1故障,给出合理的系统运行方式,消除不满足N-1安全准则的预想事故,提高电力系统的静态安全稳定性。     

基于N-1方式的无功优化规划

为解决传统无功规划以正常运行方式来寻求无功补偿方案的优化,往往不能满足系统在N-1事故方式下的电压安全性问题,为此提出了基于N-1方式的无功优化规划的数学模型,以系统发生N-1事故后的网络运行方式为对象,以系统年支出费用最小为目标函数,并满足各种物理约束和运行约束,从而能够保证系统在出现N-1事故时仍有足够的无功备用来维持电压安全水平。通过三步算法的流程,实现N方式和N-1方式的优化解耦,降低了求解规模。最后在IEEE6节点系统中进行计算验证了该模型的合理性,优化方案能够明显提高系统运行的安全性和经济性。     

基于最优潮流的含VSC-HVDC交直流系统最大输电能力计算

已有的交直流系统最大输电能力计算模型无法直接应用于含电压源换流器型高压直流(VSC-HVDC)的交直流系统的最大输电能力计算问题。文中提出了一种基于最优潮流的最大输电能力计算方法,通过将最优潮流模型拓展到系统的多种运行状态,从而能够准确反映N-1安全约束及N-1故障后VSC-HVDC的控制约束。为解决因考虑N-1安全约束导致的模型求解规模过大的问题,针对含VSC-HVDC的交直流系统的特点,进一步提出一种同时考虑故障对静态电压稳定性及支路传输容量越限影响的N-1故障筛选方法。为保证解的性能,在优化软件AMPL中调用COUENNE求解器对以上模型进行求解,能够同时给出最大输电能力和相应的VSCHVDC控制方式及参数整定值。通过修改的4节点系统、IEEE 118节点系统及辽宁省鞍山电网,验证了所提方法的有效性。     

基于Sigmoid函数连续化的电力系统无功优化算法

如何精确、快速地处理离散变量是求解大规模电力系统无功优化问题的关键和难点。提出了基于Sigmoid函数连续化的无功优化模型,并应用现代内点法进行求解。所提方法先将离散量当作连续量处理,进行无功优化计算,快速寻求离散变量的激活点;再以所得的结果作为初始解,引入Sigmoid函数对离散变量进行连续化处理,实现精确快速求解含离散变量的电力系统无功优化问题。大量仿真计算结果表明,所提方法具有良好的收敛性和计算效率,对求解大规模系统无功优化问题具有很好的应用前景。     

考虑N-1安全约束的含可再生能源输电网结构鲁棒优化

为提高大规模可再生能源接入系统的运行经济与安全性,提出在考虑可再生能源接入的电力系统中通过输电网络结构优化,在保证安全运行约束的前提下,降低系统运行成本,提高可再生能源的消纳比例。研究将该优化问题分为经济调度问题和N-1校验问题,两个问题交替求解。经济调度问题对输电网结构和机组出力进行优化;N-1检验问题以系统失负荷为优化目标,并考虑重合一条线路作为应急手段。两个问题均可建立为两阶段鲁棒优化模型,利用Benders对偶法求解。进一步提出了模型求解的加速方法,适应于工程实际应用。对IEEE 39节点系统的仿真验证了所提方法的可行性和有效性。     

输电断面潮流的N-1静态安全约束

就电网运行中广泛采用的N-1原则,建立了输电断面潮流静态安全约束的非线性优化数学模型并给出了迭代求解算法。针对复杂大规模互联电网建立了基于直流潮流的简化模型。考虑了运行方式变化对断面潮流传送能力的影响,提出将运行方式划分为发电模式和负荷模式分别进行分析。运用典型模式方法分析负荷变化对潮流约束的影响,解决了负荷变化规律难以模拟的问题．而发电模式的变化应依据实际系统电源的最大、最小方式确定。算例表明,所提出的方法简捷可靠,能够满足实际电网运行需要。     

计及N-1安全约束的输电网阻塞管控数据驱动模型

负荷的快速增长及其时空分布的快速变化导致输电阻塞频繁发生,影响电力系统安全运行。在传统的阻塞管理模型中,由于N-1约束的强非凸非线性,对于大型系统耗时较长,难以应对快速变化的运行工况。因此提出采用深度网络拟合N-1约束,嵌入到优化控制模型中,提高求解效率。基于佳点集理论产生控制样本,以发电机控制量及负荷水平作为输入,以N-1违约量作为输出,基于深度神经元网络(Deep Neural Network,DNN)构建N-1评估器,嵌入到传统阻塞管理模型中,并采用遗传算法求解该模型,以IEEE30节点为算例验证方法的有效性,仿真结果表明该方法较传统方法而言,有效提高了收敛时间,同时又保证了传统模型的求解精度。     

基于子空间迭代法的快速N-1潮流计算方法研究

为提高N-1潮流计算的求解速度,提出基于子空间迭代法的快速N-1潮流计算方法。对初始潮流的雅克比矩阵进行不完全LU分解,得到固定的预条件子,应用结合了自适应GMRES(m)法的牛顿法求解N-1潮流。自适应GMRES(m)算法是GMRES算法的改进,能自动调节重启参数值,进一步提高算法收敛速度。对IEEE118、IEEE300、2383wp电力系统的仿真证明了基于子空间迭代法的快速N-1潮流计算方法的有效性。算例结果表明,自适应GMRES(m)算法能快速求解大规模线性方程组,适用于大规模系统的N-1潮流问题。     

电力系统静态安全最优潮流并行计算方法

针对大规模预防性安全约束最优潮流计算耗时长的问题,提出2种基于单机多处理器平台的粗粒度并行计算方法以提高求解效率。依据多预想故障计算过程相互独立的特点合理分解计算任务,平衡各核心负载,降低通信损耗,并利用MATLAB并行工具箱编写具有高并行度的程序代码,充分利用多核资源。得到的优化调度方案可使电网运行同时满足正常状态和N-1故障状态约束,使电力系统具备承受一定程度故障干扰的能力。3个系统的多预想故障设置方案的测试结果表明,所提算法在保证精确性和收敛性的基础上,加速效果明显,易扩展至多机集群架构。     

区域电网的分省备用容量留取方案(二)：优化模型

未来新型电力系统中，高比例新能源出力的不确定性对区域电网的分省负荷备用容量和配置分布提出了更高要求，同时，大规模的跨区跨省特高压功率输送也对N-1故障下全网事故备用配置带来了新的挑战。为此，该文基于系列前篇提出的分省备用留取机制，考虑新能源波动、未发生功率缺失的N-1和发生功率缺失的N-1的不同场景下的备用调用场景，建立区域电网电能量和备用联合优化模型；其次，基于鲁棒理论，考虑新能源出力置信区间，将基态和无功率缺失的N-1场景下的不确定性约束转化为确定性混合整数规划；然后，针对功率缺失的N-1场景下的众多约束条件，提出Benders分解求解方法，子问题为考虑功率缺失N-1后事故备用调用场景，主问题为考虑基态和无功率缺失的N-1场景，以此提高计算效率；最后，基于3×IEEE39合成算例开展了算例分析，计算结果验证了所提出方法的正确性。