电力系统中长期生产成本模型和方法对比研究分析

随着间歇性可再生能源并网比例的不断增加,电力系统对运行灵活性的要求也越来越高,需要对电力系统规划方案开展长周期细时间尺度的生产模拟仿真,以揭示规划周期内电力系统运行的细节,从而展现运行灵活性的供需平衡情况。生产成本模型中采用不同的优化模型和方法、不同的解耦迭代方式,都会对仿真结果产生不同的影响。为了评估这种影响,在已知电源电网检修计划的前提下,建立了基于安全约束机组组合和安全约束经济调度的生产成本模型,在时间维度上提出了3种模型的解耦迭代求解方式,并派生出5种中长期生产成本仿真方案,通过RTS-96系统的算例仿真,对比了不同生产成本仿真方案的计算速度与精度。算例结果表明,时段间的耦合约束和运行日间的耦合对计算精度有很大影响,合理的优化模型和解耦迭代方案能在保证计算精度的同时,提高求解效率。     

结合专家知识的遗传算法在无功规划优化中的应用

在遗传算法中采用专家知识辅助寻优,有助于改善寻优方向,防止过早收敛,由于无功功率不家远距离传输。因此电力系统中的无功平衡和电压调整具有很强的地区性。依据专家知识对少数被选中的个体动态形成本厂、站的就地无功／电压控制的有效变量集进行人工调整,可以改善遗传算法的局部寻优能力。该专家知识包括三个主要方面：消除电压越限、减少投资和降低网损。为了更符合实际情况,建立了母线电压对调节裕度的模糊隶属函数。对某实际系统的计算表明,结合专家知识的遗传算法能够更有效地找到全局最优。     

大规模机组组合问题计及网络约束的线性化求解方法

为了提高求解机组组合问题计算效率,给出线性化方法,将目标函数分段线性化,将启机费用作为约束并将其线性化,同时将网络安全约束通过直流潮流模型进行线性化,从而建立较完备的混合整数线性规划的机组组合模型。采用世界上广为流行的CPLEX优化求解器求解,在对偶间隙设定为较合理的情况下,求解速度快。不同测试算例表明,该方法速度快,精度较高,能够求解较大规模的机组组合问题。     

考虑电热耦合效应的配电网潮流计算

线路电阻会随着线路温度的变化而变化,这使得电网周围的环境因素对电网潮流分布产生影响。文中计及线路温度、线路电阻和潮流的相互关系,建立了考虑电热耦合效应的配电网潮流计算模型,在该模型中,线路电阻作为状态变量,不再是一个常数。针对该模型的复杂性,对常规基于前推回代法的配电网潮流计算进行了扩展,将线路热平衡模型嵌入到前推部分,在迭代过程中动态更新线路温度、电阻和潮流,简单高效地实现了考虑电热耦合效应的配电网潮流计算。IEEE 14节点和118节点配电网算例分析表明电热耦合效应对配电网潮流有较大的影响,基于恒定电阻的潮流计算可能产生较大的偏差。     

考虑工业大用户负荷转移的安全约束机组组合

工业大用户中的一些负荷可以在不影响整体生产流程的情况下在一定时间范围内移动。这些可转移负荷被看作是启动时间可调节的。本文计及工业大用户可转移负荷的运行特性,建立了考虑工业大用户负荷转移的安全约束机组组合模型。该模型的目标函数为发电成本和负荷转移成本综合最小,在传统安全约束机组组合的约束条件中增加负荷转移相关约束。所建立的模型是一个混合整数线性规划模型,可以调用商用求解器求解。算例分析结果表明机组组合和可转移负荷的联合优化,能够改善系统负荷的峰谷差,降低系统运行的总成本,验证了本文所提出模型和方法的有效性。     

电网虚假数据注入攻击的双层优化模型

近年来随着智能电网技术和信息技术的发展,电力系统受到网络攻击的可能性越来越大。基于状态估计原理提出了虚假数据注入(FDI)攻击双层非线性优化模型。上层模型中,网络攻击方对电力系统测量数据展开攻击,其目的是寻找最优攻击方案使电力系统的经济损失最大化,以量测攻击范围和状态估计残差为约束条件,而下层模型采用安全约束经济调度模型,调度运行人员根据状态估计处理后的负荷数据优化调度电力系统的运行。针对双层优化模型的复杂性,利用KKT(Karush-Kuhn-Tucker)条件将其转化为单层非线性规划模型后求解。在GAMS上实现所提出虚假数据注入攻击非线性规划模型的编程仿真,并调用非线性规划求解器BARON进行求解。算例分析结果表明FDI双层优化攻击可能严重危害电力系统安全和经济运行,验证了所提出模型和方法的有效性。     

基于遗传算法的无功规划优化

提出了一种应用于电力系统无功规划优化问题的改进遗传算法。该算法对传统遗传算法的编码方式、群体规模以及遗传３算法等方面进行了     

基于改进Tobit模型的负荷停电损失估算方法

调查数据作为停电损失评估的基础已得到普遍认同,然而,如何应对调查数据中的瞒报与虚报问题,迄今为止尚无切实可行的技术措施。针对这一问题,引入了能够对调查数据进行截断处理的Tobit模型,在对其进行改进后,得到了适用于停电损失评估的新的Tobit模型。该模型首先对超出限值的数据进行截断处理,然后通过极大似然估计的回归计算方法得到停电损失估算函数。利用该模型可以计算出区域内某次停电事故给各类用户造成的损失,同时对市场环境下的用户恶意虚报损失行为有良好的甄别效果。最后以某商业用户为例进行了测算,测算结果证明了所提出的方法的正确性。     

短期梯级水电优化调度的逐次逼近法

受到水电站的出库流量的影响,梯级水电站间的水流滞时是动态变化的,如果将水流滞时作为常数考虑,会导致水电优化调度结果的偏差。将水流滞时表示成电站出库流量的函数形式,建立了考虑动态水流滞时的短期梯级水电优化调度模型。动态水流滞的引入,使得短期梯级水电优化调度中的优化变量在大小和时间两个维度上变化,采用常规算法直接求解困难。针对所建立模型的特点,提出了结合逐次逼近法和混合整数线性规划法的求解方案,以逐次逼近法构造了逐步逼近精确水流滞时的迭代流程,迭代流程中每次迭代为一个常规短期梯级水电优化调度问题,采用混合整数线性规划法进行求解。一个两电站测试系统和某8水库的实际梯级水电系统的算例结果表明了所提出模型和方法能够有效提升梯级水电系统的经济效益。     

基于信息诱导遗传算法的梯级水电站自调度优化

借鉴信息素对昆虫群体协调行为的作用,建立信息素释放模型、信息素扩散模型、信息诱导模型和信息定向模型,提出信息诱导算子(Pheromone Induction Operator,PIO),并与改进遗传算法(Improved Genetic Algorithm,IGA)相结合,形成信息诱导遗传算法(Pheromone In...