含VSC-HVDC并网风电场的电力系统最优潮流计算

由于风电场出力的实际值通常在预测值附近随机波动,所以在潮流计算时还应考虑风电场出力的随机性。针对风电场通过VSC-HVDC并网的情形,为了使电网既能安全运行,又能实现经济调度,提出了一种基于场景分析的最优潮流计算模型。模型以火电机组的总成本最小为目标函数,并考虑火电机组在预测场景和误差场景有功出力的调节范围约束,采用内点法进行求解。算例结果表明,引入误差场景后,虽然火电机组的总成本增加了,但是风电场出力的随机性对火电机组快速调节出力能力的要求得到了满足,从而保障了电网的安全运行。     

含统一潮流控制器的拟线性化动态最优潮流

统一潮流控制器(UPFC)具有强大的潮流控制能力,但是目前工程中的控制策略仅停留在控制站层面;含UPFC的动态最优潮流计算可以有效提高电网的安全性和经济性,但是其计算效率低、收敛性差,难以满足电网实时性要求。基于此,通过解耦、代换、热启动和迭代更新4个步骤,提出对初值不敏感的线性化动态最优潮流模型,并研究拟线性化的UPFC模型,最终建立含UPFC的拟线性化动态最优潮流模型。基于等值原理,从地区电网数据中提取南京西环网117节点等值系统,采用简化原对偶内点法对其进行求解测试,算例结果表明所建模型具有较高的计算效率和计算精度。     

基于无迹变换的含大规模风电场电力系统概率最优潮流计算

提出了一种基于无迹变换(UT)技术求解大规模风电场并网的电力系统概率最优潮流(POPF)的计算方法。利用UT技术将POPF问题转化为少量样本点的确定性最优潮流问题,然后采用现代内点法加以求解。考虑了风电场出力的随机性和节点负荷功率的不确定性,讨论了不同风电接入水平下利用该方法计算POPF模型中变量的概率特征参数的计算精度。IEEE 30节点、IEEE 57节点、IEEE 118节点标准系统和一个实际系统S-1047的计算结果表明,与蒙特卡洛方法相比,基于UT技术的POPF计算方法在保持误差很小的同时,计算效率可提高数十倍,且容易实现、易于处理随机变量相关性,为POPF问题的有效求解和应用提供了工具。     

电力系统线性化动态最优潮流模型

电力系统在线经济运行计算亟需可快速获取完整调度信息的线性化动态最优潮流模型。基于系统关联矩阵将节点功率平衡方程解耦为线路功率流和损耗流两部分,对损耗流部分进行等价代换,并消去方程中的三角函数项,采用泰勒级数法对残存的非线性项进行线性化处理,建立起可以同时求解电压幅值和线路无功功率的线性化动态最优潮流模型。基于简化原对偶内点法对所建模型进行求解,在迭代过程中不断更新泰勒级数法所需的基准点信息,以提高模型的计算精度。IEEE 30节点、IEEE 118节点、IEEE 300节点以及某市117节点等值系统的算例测试表明,所建线性化模型能在获取更完备调度信息的同时仍具有较高的计算精度和求解效率。     

基于双适应度微粒群优化算法的最优潮流计算

在分析最优潮流(0PF)理论及其算法的基础上,引入微粒群优化算法(PSO).考虑到传统PSO算法应用罚函数处理OPF约束条件时容易造成对优良个体的湮灭,提出双适应度概念对微粒进行评估.利用双适应度PSO算法对算例进行分析并与其他算法比较,结果表明双适应度微粒群优化算法可较好处理最优潮流约束条件,在处理最优潮流问题上具有一定的有效性和优越性.     

含UPFC的电力系统最优潮流计算

由于UPFC能够控制母线电压和线路潮流,包含UPFC的电力系统最优潮流模型中须引入附加的等式约束和不等式的约束,增加了优化计算的复杂性,本文应用直接非线性原一对偶路径跟踪内点算法进行求解,并给出了3个试验系统的优化计算结果,验证该方法的有效性。     

含风电场的电力系统最优潮流算法综述

风机出力的随机性,计算含风电的最优潮流算法应能够实时反应对系统潮流影响;计算速度快、收敛性更好、鲁棒性更强,精度高,算法要充分利用分布式处理和并行计算等现代计算机技术是改善算法性能提高效率的有效手段。     

基于协调粒子群算法的含风电场电力系统最优潮流计算

受风况、风电机组性能和电网性能的影响,大规模风电并网会引起电压波动.由于风能具有不可控、随机性和间歇性等特点,到目前为止还无法准确预测风电出力,这使得包含风电接入的潮流运算更加复杂,而且随机性也更强,传统算法很难获得准确可靠的解.以节点电压波动最小和有功功率损耗最小为目标,将改进粒子群算法引入到风电并网优化潮流计算中.以IEEE14节点系统为例,通过与原始粒子群算法比较证明本文所提模型和算法的有效性.该方法可以很好地减少无功损耗和抑制电压越界,具备一定的参考价值.     

含风电场的电力系统动态优化潮流

为了体现风电的环境价值,建立电力市场环境下大规模异步风电并网电力系统动态最优潮流模型。首先计算风电场功率输出期望值,在此基础上,引入基于风电场极限穿透功率的风电弃风运行惩罚成本(WAOPC)以处理弃风行为;然后考虑火电机组的排污特性,并用名义环境补偿成本(NECC)来量化火电环境成本;最后引入风电备用成本(RCCC)来处理随着系统风电穿透水平增加而引起的系统二次备用上升。仿真表明,所建立的模型既考虑了电能生产所产生的环境污染和资源消耗等外部成本,同时也计及了因弃风行为造成的风电损失,合理地反映了以风电能源形式的电能价值。     

基于线性化最优潮流的电网可用输电能力计算

可用输电能力(ATC)是评价互联电网运行安全稳定裕度的重要测度指标。针对交流最优潮流(OPF)模型计算ATC时在收敛性方面的不足,提出一种计及电压和网损的线性潮流方程,在此基础上构造用于ATC计算的OPF计算模型,并通过先估计网损、再求解优化问题的2步求解策略得到ATC的计算结果。IEEE 39节点系统的算例分析验证了所提方法的正确性和有效性。     

考虑电网运行状态不确定性的最优潮流研究

在面向实时态的优化控制中,最优潮流(optimal power flow,OPF)是重要手段.已有最优潮流研究往往假设系统当前的运行状态已知,而实际上系统的真实运行状态无法确知.基于不准确的电网运行状态进行最优潮流控制,其控制结果不满足经济上的最优性要求,甚至给电网带来安全性问题.为解决此问题,建立了考虑状态不确定性的最优潮流的随机规划模型,并采用场景分析的方法将其转化为确定性的优化模型,求解该模型,可得到可控资源的调整量,该调整量面向所有可能的运行状态均满足安全性和经济性的要求.针对标准系统进行了算例测试,证明了所提方法的有效性.     

暂态稳定约束下的最优潮流

提出了暂态稳定约束下最优潮流的新方法.该方法将稳定约束的最优潮流问题分解为最优潮流和最优控制两个子问题.在最优控制迭代中,基于半无限规划的局部降阶思想,将表征暂态稳定指标的无限维不等式约束转化成分别由功角和电压积分形式表示的二维不等式约束,并通过求解系统状态轨迹以及轨迹灵敏度方程来获得二维不等式约束对各控制变量的梯度,以此作为最优控制方向来更新各控制变量.通过新英格兰10机39节点系统上的测试算例验证了所提方法的有效性和合理性.     

基于轨迹的最优潮流问题可行域计算方法

可行域对最优潮流问题求解具有至关重要的作用,然而如何构造最优潮流问题的可行域是一个具有挑战性的问题。本文基于一种非线性动力学系统提出了一种可行域计算方法。在指定空间中,该方法从已知可行解出发不断寻找其周围位置上的可行解,直到全部等间隔的可行解被找到,从而实现可行域的计算。利用所提出方法,本文研究了一个9节点及一个118节点系统的可行域。通过观察,得到了最优潮流问题在中载条件下最好解的启发性结论,并验证了可行域在较大规模算例中的非凸性。     

基于轨迹灵敏度的暂态稳定约束最优潮流计算

为将暂态稳定约束最优潮流问题转化为最优潮流和暂态稳定两个子问题,根据暂态稳定计算结果求出发电机转角及转速相对于机械输入功率的轨迹灵敏度。基于轨迹灵敏度,计算出在最领先发电机和最落后发电机之间转移的有功功率,据此修改其在最优潮流模型中的有功功率上下限,从而实现两个子问题的交替求解。并且推导出准确的轨迹灵敏度及初值计算公式,利用上述公式,得更小的转移功率值,从而使功率转移后系统的优化程度更高。同时在惯性中心坐标下采用最大转角判据找出最领先机和最落后机,并以3机9节点和10机39节点系统为例,验证了该方法的可行性。     

改进粒子群优化算法的电力系统最优潮流计算

标准的粒子群优化(PSO)算法一般不能兼顾收敛速度、全局探索能力和局部精细搜索能力,因此,提出了改进粒子群算法以解决电力系统的最优潮流计算问题,同时指出今后粒子群算法的研究方向.     

基于最优潮流的分布式小水电无功考核方法

山区小水电发展迅速,大量分布式小水电在向电网输送功率的同时,如何对其进行合理的无功考核严重影响着电网的经济运行.该文推导了网损与节点电压对小水电功率因数的灵敏度,提出一种实现电网经济运行的分布式小水电上网功率因数考核方法.该方法以小水电功率因数作为优化变量,结合最优潮流计算分布式小水电的最优功率因数考核指标,并在实际地区电网中得到了检验,有效改善了该地区对分布式小水电上网的管理与考核.     

电力市场环境中常规潮流与最优潮流在网损分摊中的应用

潮流计算是电力系统最重要的运算之一,为此,通过算例对BX型快速解耦潮流和最优潮流进行了分析.算例使用基于合作博弈论中的核仁理论的网损分摊方法对这两种潮流计算方法所计算的网损进行了分摊,计算结果表明,采用最优潮流计算网损优于使用常规潮流计算网损,并且基于最优潮流的网损分摊结果更易于被市场成员接受.     

考虑环境成本的城市电网最优潮流模型

针对城市电网中分布式发电日益增多的情况,提出通过改变分布式发电机组的出力优化城市电网的有功潮流.考虑各种分布式发电对环境的不同影响,提出用环境价值标准衡量污染物对环境的影响,并结合排污费和环境预防成本建立分布式发电的环境成本模型,然后运用罚函数的思想建立考虑环境成本的最优潮流模型.选择原对偶内点法对模型进行求解.最后,对某城市电网数据进行仿真试验,结果表明考虑环境成本、生产成本和网损后,可以同时降低成本和网损、减少环境污染.     

含大规模风电的电力系统优化调度模型

为研究发电侧电力市场环境下,大规模风电并网对电力系统运行方式的影响,提出一种考虑风电极端出力时的火电机组竞价开机方法.其核心思想是以等效最小负荷作为竞价容量,确定火电机组的初步开机机组,而后校验初步开机方式能否满足等效最大负荷的要求;如果不能满足要求,则在等效最小负荷时刻弃风,以提高竞价容量,如此直到开机方式可行.此外,建立总购电费用最小的最优潮流模型,采用约束成本变量法和内点法,求解最优潮流模型,并应用算例验证模型和方法的可行性.