"N-1"安全输电网优化规划

采用遗传算法,通过"N-1"安全分析,求取既满足正常运行条件,又满足N-1安全检验的输电网规划方案.经对IEEE6节点实验系统的计算分析,获得了满意的结果.     

考虑N-1安全准则的中长期输电网络规划

随着区域电网联系的加强,传统的中长期输电网络规划方法和运行的可靠性已不能适应提高抵御电网事故风险的能力。利用伪动态规划思想处理规划上的多阶段问题,将混沌优化算法和人工鱼群算法相结合,充分发挥各自优点,并考虑N-1安全准则,不仅保证规划方案的最优还提高了规划效率,同时使电网更可靠地运行。对巴西南部46节点系统的计算结果表明,考虑N-1安全准则的规划方案具有更高的可靠性和适应性。     

基于改进蚁群算法的"N-1"安全输电网优化规划

满足N-1安全准则的输电网络扩展规划是一个复杂的非线性组合优化问题。蚁群算法是一种解决组合最优化问题的高效的启发式方法,但容易出现停滞和陷入局部最优。为此,结合满足N-1安全准则的输电网络规划问题的特点,用罚函数方法建立了网络扩展规划性能指标。通过改变蚁群算法中信息增量的选择方法,有效地减小了算法的全局搜索能力和计算效率之间的矛盾。该方法不需初始可行解,在提高计算效率的同时加大了找到全局最优解的概率。通过对IEEE-6节点和IEEE-24节点两个算例的测试,验证了这种方法能有效地解决直接求解满足N-1安全检验的输电网最优扩展规划问题。     

人口迁移算法在“N-1”安全输电网规划中的应用

提出了一种改进人口迁移算法求解输电网扩展规划的大规模组合优化问题。针对标准人口迁移算法在求解过程中搜索容易陷入局部最优解和后期收敛时间较长等缺点,对算法的迭代初始化、种群生成策略以及参数设置进行了改进,将遗传算法的最优保留思想引入到算法中,提高了算法搜索全局最优解的能力与收敛到最优解的速度。将改进后的算法应用到满足"N-1"安全准则的输电网扩展规划问题中,建立了输电网扩展规划的数学模型,设计了相应的算法。比较该算法与粒子群算法、标准人口迁移算法对IEEE Garver6节点系统和IEEE Garver18节点系统的仿真计算结果,证明了改进人口迁移算法能有效地解决满足"N-1"安全检验的输电网扩展规划优化问题。     

电力市场环境下区域和省级电网协同安全校核及校正EI北大核心CSCD

省内电力市场无法获得外网出清或出力计划,不能保证联络线各支路未来潮流的准确性,尤其是无法有效考虑需省间互济的大功率缺失N-1校核,因此需要进行区域电网的安全校核和校正。为此,考虑基态潮流、未功率缺失N-1故障和功率缺失N-1故障的3种场景约束,建立考虑省级电力现货市场的区域电网安全校正模型;在模型中,考虑省级市场出清特点,提出机组调整价值分析方法;采用奔德斯(Benders)分解方法形成了功率缺失N-1场景子问题,提高计算效率;基于此模型,获得满足安全约束要求的机组组合和越限调整信息,设计分省关键安全约束集,各省基于调整后的机组组合和关键安全约束集重新出清,由此实现区域全网运行安全。以2×IEEE39节点联合算例对所提方法进行验证。     

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。     

“N-1”安全输电网优化规划

采用遗传算法 ,通过“N 1”安全分析 ,求取既满足正常运行条件 ,又满足N 1安全检验的输电网规划方案。经对IEEE6节点实验系统的计算分析 ,获得了满意的结果。     

考虑N-1安全的分布式电源多目标协调优化配置

现有风电和光伏分布式电源(DG)规划模型均未计及配电网中的主变、馈线N-1约束,所得配置方案未必满足安全性要求。为解决该问题,提出一种考虑N-1安全的多目标DG选址定容规划模型。基于安全距离模型,介绍配电网N-1安全评估方法和指标;利用准蒙特卡洛模拟和奇异值分解生成风光荷相关性样本矩阵以提高规划结果准确性;以年综合费最小和安全距离均衡比最小为多目标,利用机会约束规划方法建立DG规划模型,并采用正态边界交点联合动态小生境差分进化算法对模型加以求解。算例结果表明,所得选址定容规划方案能保证N-1安全,实现了综合考虑系统经济性、安全性下的最优,验证了所提模型和算法是合理、有效的。     

考虑风电消纳的风-蓄联合系统N-1安全校正方法

当前风-蓄联合系统优化调度模型未整体考虑电网的N-1安全,导致支路过载风险急剧增加。基于此,提出了一种考虑风电消纳的风-蓄联合系统N-1安全校正方法。该方法建立了抽水蓄能电站的连续可微模型,基于两步评估法辨识系统N-1故障下的高风险过载支路并形成高危风险集,推导出考虑基态和N-1故障下的安全约束,以各类发电机和负荷有功调整量最小为目标函数,建立了消除支路有功越限的N-1安全校正模型。目标函数中,以过载支路对风电机组的有功灵敏度作为趋势指标,动态调整各控制量的调整优先级,在充分挖掘系统内各机组的潜能、消除系统安全隐患的情况下,尽可能减少电网弃风。以IEEE57节点标准系统为算例,采用线性规划方法对模型求解,测试结果证明了所提方法的有效性和正确性。     

考虑经济性可靠性的输电网二层规划模型及混合算法

建立考虑经济性可靠性的输电网确定性二层线性规划模型,将可靠性问题以约束加入到经济性规划问题中,改变了传统输电网规划建模方式,实现规划方案在高可靠性条件下的经济性最优。模型上层规划目标采用线路建设成本最小,约束为待架线路数目约束;下层规划目标为切负荷最小,约束为常规运行约束,且严格满足N-1安全约束,实现最优规划方案的N-1安全运行要求。提出采用改进小生境遗传算法(improved niche genetic algorithm,INGA)和原始-对偶内点法(prime-dual interior point method,PDIPM)相结合的混合算法,并对上述模型进行求解,利用小生境遗传算法处理上层规划的整数变量,进行全局寻优;对下层规划采用原始-对偶内点算法进行快速求解,提高算法速度和收敛性。18节点系统和46节点系统的结果表明该模型和算法是有效的。     

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。     

基于生存性评估的含微电网的保底电网网架构建方法

微电网具有较强的灵活性、可靠性和可控性,将微电网应用于保底电网能够增强城市核心区域的安全供电、抵抗灾害和快速复电能力。但是,由于组成元件和运行目标的不同,现有规划方法无法适用于含微电网的保底电网。为此,提出了一种基于生存性评估的含微电网的保底电网网架构建方法。计及了微电网对保底电网运行的影响,提出了配电网支路和节点的重要性评估指标。构建了兼顾抵抗性、安全性和恢复性的含微电网的保底电网生存性指标体系,建立了含微电网的保底电网网架搜索模型。算例分析表明,所提方法能够保证在严重自然灾害下重要负荷的持续供电和保底电网的安全运行以及提高保底电网的快速复电能力。     

考虑直接负荷控制与风电不确定性的输电网扩展规划

需求响应项目的推广以及风电并网后电源侧出力的不确定性,给电力系统的输电网规划带来了新的机遇和挑战。为利用需求响应减少建线投资,建立了考虑直接负荷控制参与N?1预想故障潮流调整的输电网规划模型。采用基于历史数据凸包顶点的极限场景法处理风电不确定性,保证所建立的输电网规划模型为易于求解的混合整数规划问题。结合实际工程参数,基于改进的IEEE24节点系统进行仿真。仿真结果体现了直接负荷控制在缓解潮流越限、减少建线成本方面的作用,说明需求响应措施在保证系统运行安全性的前提下能够提高规划经济性,通过调整凸包范围能够有效调节所提模型的经济性与鲁棒性。     

区间负荷下的输电网灵活规划方法

建立了区间负荷下的输电网灵活规划模型,该模型考虑负荷的不确定因素,以投资成本最小为目标,以正常情况和线路N-1情况下的网络安全为约束,求解该模型得到区间负荷下满足正常情况和线路N-1情况下系统安全的输电网规划方案。根据区间至多切负荷量的数值来判别区间负荷下电网规划方案的安全性和安全程度,使用改进的贪婪随机自适应搜索算法快速求解该模型。6节点系统和某实际77节点系统的规划结果验证了该方法的正确性和有效性。     

考虑N-1安全网络约束的输电网结构优化

输电网结构优化是控制输电阻塞的手段之一。且当负荷处于较低水平、系统裕度较高时,也可以通过结构优化提高设备的利用率。为了在开断部分线路的同时保证系统安全性,建立考虑N-1安全网络约束的输电网结构优化模型。通过对可开断线路潮流方程进行线性化,将原有模型转化成混合整数线性规划形式。为了应对负荷的短期波动及风电出力不确定性对电网结构优化结果的影响,采用吸引子传播(AP)聚类算法构建不同的运行场景。以修改的IEEE-RTS 24节点系统为例对所提模型进行验证和分析,结果表明,在满足一定的安全约束条件下,断开某些输电网线路可以减轻输电阻塞、降低系统的运行成本、提高线路的负载率水平。     

需求侧管理在缓解紧急态势中的作用

提出了一种科学评价需求侧管理对于缓解N-1事故后的紧急工况向后续危机(包括电压失稳危机和线路跳闸危机)发展的态势以及对提高其坚韧度的作用的方法。提高节点负荷阻抗模与戴维南阻抗模比值较小的节点的阻抗模比值可缓解后续危机,并提高紧急运行方式的坚韧度。算例结果表明,本文提出的方法能够较好地融合电网安全运行态势分析和需求侧管理,有效减少调控负荷点和负荷量,充分挖掘供电能力,科学合理地平衡电网安全和供需之间的关系。     

电网经济性与安全性的精益化协调方法

精益化的电网运行日益追求安全与经济并重,而安全与经济运行往往是一对矛盾。文章提出以电网运行均衡度的作为电网安全运行指标,通过求解系统经济、安全的双目标优化问题得到了电网安全–经济运行协调曲线。该曲线不仅能直观地量化描述电网各运行方式的经济指标和安全指标,而且能够量化电网运行的经济性和安全性之间的协调成本,这对推进电网调度精益化管理具有重要的理论与应用价值。电网安全–经济协调运行曲线能用于量化电网对市场交易的开放性、调度效率和调度裕度等方面的评估。对IEEE30节点系统的计算结果表明了所提思想和方法的有效性。     

网源协调驱动下考虑网络转供能力的配电系统多目标双层近期规划

提高供电能力和对分布式电源(DG)的接纳是未来环网状配电网扩展规划的新目标。为此,通过引入安全距离这一配电网N-1安全评价指标,提出了一种考虑N-1安全和DG与网架协调的配电网多目标双层优化规划模型。该模型以改造线路、新增负荷接入位置和DG安装位置及容量为决策变量,计及了系统故障负荷的转供和不可控DG出力及负荷波动带来的不确定性。根据模型的特点,利用多场景技术将随机性问题转化为确定性问题,并采用正态边界交点和动态小生境差分进化算法组成的混合策略对模型加以求解。通过算例对比分析了是否考虑N-1安全和网源协调对规划结果的影响,仿真结果表明,所提规划模型能够在提高DG渗透率的同时,挖掘配电网的供电潜力和推迟线路改造;所得规划方案实现了配电网经济效益和安全水平的综合优化,更适用于负荷增长平缓和占地通道资源紧张的城市建成区配电网近期扩展规划。     

考虑联络线转供及孤岛划分的配电网风险评估

基于风险评估理论和N-1安全准则,针对含分布式电源的配电系统故障及其供电恢复情况,提出负荷点损失风险指标、线路过负荷风险指标及其综合风险指标评估系统的风险程度,通过统计分析找到系统脆弱节点及线路。基于启发式算法,提出优先联络线转供、然后通过分布式电源孤岛划分相互配合的故障恢复策略,并从最大限度地降低系统负荷点损失风险的角度讨论了分布式电源的入网位置。以IEEE 33节点配电系统为例,验证了所提评估指标能反映含分布式电源配电网的风险程度,所提故障恢复策略及分布式电源入网位置方案能有效降低系统风险。