采用置信度风险测度的鲁棒发电计划模型及算法

针对大规模风电并网所带来的电网运行调度的不确定性及运行风险,提出基于置信度风险测度的鲁棒发电计划模型及求解算法。首先,提出一种新的风险测度—置信度风险测度（Risk_α）,对于既定置信度α及相应的风电功率预测区间,以弃风风险值与切负荷风险值的和构成置信度综合风险测度,以量化风电实际功率超出风电可接纳域的风险。在此基础上,以发电成本和置信度风险之和最小为优化目标,构建计及置信度风险测度的鲁棒发电计划模型及分解求解算法,同时优化机组组合决策和风电可接纳域,使得所制定的发电计划方案实现经济性和运行风险之间的均衡。最后,通过算例证明算法的正确性及有效性。     

黑启动路径生成及系统恢复辅助决策系统

快速生成黑启动方案并恢复系统一直是电网应急处理时亟待解决的难题。现开发了一套基于3D可视化技术的黑启动路径生成及系统恢复辅助决策系统。介绍了系统的总体框架、模块功能及实现方法,包括：数据库,图形平台以及算法库（如初始路径的生成、路径的校核、路径的评估、系统恢复等）;应用于某电力公司的实际网络,验证了所设计系统的有效性和正确性。系统具有完善的图形界面、数据库系统、算法库所形成的图模一体化系统,具有体系结果合理、功能完善、使用方便等优点。     

区域电网黑启动系统的研究及工程应用

如何制订科学合理的黑启动及系统恢复方案一直是电网亟待解决的难题。创新性地研发了一套完整的电网黑启动及系统恢复辅助决策系统,并把其应用于实际工程以验证其可行性。首先介绍了该辅助决策系统的体系结构;进而介绍了其功能模块及算法,主要包括：1)构建计及子系统并行恢复过程影响的最优分区模型及求解策略,实现电网的最优分区;2)生成各分区的黑启动路径;3)构建以停电损失和网络总损耗最小为目标函数的系统恢复完整模型及求解策略,获得各分区系统的恢复方案;4)进行子系统间的同期并列,从而实现电网的全面恢复。最后将该系统应用于华中电网,制定了一套完整的华中电网黑启动及系统恢复方案,目前该方案已成为华中电网的实际应急预案。     

基于蒙特卡洛方法的覆冰导线舞动跳闸概率计算

架空导线的覆冰舞动是导致线路跳闸的重要因素,严重威胁着电力系统运行的安全性与稳定性,如何科学合理地根据气象信息来计算架空导线的覆冰舞动跳闸概率成为亟待解决的问题。为计算输电线路在冰冻气象下发生舞动所致的短路跳闸概率,首先收集冰冻气象区域的风速、冻雨量、温度及湿度等信息,采用Weibull分布拟合风速的概率密度分布函数并计算导线覆冰厚度;其次,基于牛顿法建立覆冰导线单自由度舞动模型,采用里茨—伽辽金法求得幅值解析表达式,使用该表达式结合风速的概率分布与覆冰厚度求得舞动幅值越限的概率分布函数;然后,通过分析三相导线发生非同步舞动时的相位关系,得到了某一舞动幅值下发生跳闸的概率;最后,利用蒙特卡洛方法模拟覆冰导线舞动跳闸的过程,得到了舞动越限跳闸概率的统计值。算例结果表明,该方法能由气象预报获得的气象信息对未来时段的舞动跳闸概率做出准确计算。     

基于熵权模糊综合评价模型的电力系统黑启动方案评估

电力系统黑启动方案的合理选择对系统快速恢复供电具有重要意义。提出了基于熵权模糊综合评价模型的电力系统黑启动方案评价方法,实现对黑启动方案的有效评估和排序。该方法采用了更为合理的熵权权重和专家偏好的结合方法,实现了数据信息的客观性与专家偏好主观性的良好结合;进而将黑启动评价指标合理模糊化,利用方案的模糊评价信息,通过模糊综合评价方法,实现了方案的相对优劣排序。该方法计算过程简单,没有特征值及复杂的优化计算等,也不存在无法通过某项限制性校验而导致方法失效的情况。针对天津电网的实际系统黑启动路径评估结果验证了所提方法的有效性。     

基于自适应滑模层极值搜索的光伏发电最大功率跟踪方法

保证光伏阵列快速到达最大功率点并且能稳定运行,一直以来是光伏发电研究领域关注的重要问题之一。为此,文中提出了基于参数自适应调整滑模层极值搜索控制的光伏发电系统最大功率跟踪新方法。首先证明了基于滑模极值搜索的光伏发电系统最大功率跟踪控制策略的稳定性;然后提出采用具有更低控制频率及更低控制噪声的滑模层函数代替简单的开关函数。在此基础上,进一步提出了控制参数的自适应调整方法,使得控制系统在具有较好的控制品质的同时,避免了繁琐的人为参数调整。算例证明了所提方法的有效性。     

基于关联矩阵法的电网黑启动方案评估

电力系统全停电后的黑启动恢复是一个非常重要的问题,黑启动方案的评估对辅助调度人员制订黑启动方案,实现系统全停后的快速恢复具有重要作用.关联矩阵法作为一种基于矩阵模块的系统评价方法,具有客观性与主观评价相结合、互为补充的优势.基于上述原因本文利用关联矩阵法对各个方案进行分析和评估,为调度人员进行黑启动恢复提供一个科学、直观的决策参考.     

电力系统短期负荷预测

本文首次把经济学上用于市场需求预测的季节性交乘趋势模型用于城市电网的电力短期负荷预测,与线性递推最小二乘法估计的AR模型及ARMA模型、分解组合模型和基于卡尔曼滤波的状态空间法比较的结果表明其计算精度和效率均较优越。在此基础上,结合我国电网运行的实际情况,提出了一种新的法定节假日的预测方法——基础年选择法,并获得了较为满意的计算结果。     

对故障敏感的负荷节点和关键节点的辨识

电力系统中许多大扰动都会导致系统负荷降低。对于系统调度员来说，了解和掌握系统中是否存在一些受故障扰动影响而负荷降低始终是最严重的节点、变电站，是相当有用的,同时也是一个具有挑战性的工作。文中将数据挖掘技术用于识别香港电力系统中与故障相关的最敏感的变电站。定义了量度负荷降低严重性程度的两个指标。基于数据统计分析找到了对故障扰动最敏感的变电站，其正确性得到了实际电力系统专家的证实。此外，通过对电压曲线的相关分析，找出了系统中的关键节点，对这些节点实施有效的电压调节，将有助于故障后敏感节点电压的恢复。     

计及离散变量基于互补约束全光滑牛顿法的无功优化

针对电力系统无功优化确定性算法在处理离散变量时有困难及收敛域小的问题,提出把基于互补约束的全光滑牛顿算法用于含离散控制变量的电力系统无功优化。该方法使用光滑松弛函数,以避免海森(Hessian)矩阵的奇异性,将优化模型的1阶优化条件(Karush-Kuhn-Tucker,KKT)中的互补约束条件转化为光滑非线性方程,从而把非线性优化问题重构成一组非线性方程组的根求解问题,并用牛顿法进行求解。在此基础上,进一步提出以离散变量的2个边界构造其互补约束条件,并将约束条件直接嵌入到牛顿法中,实现离散变量在优化过程中的逐次逼近。算例表明:该无功优化方法具有大范围收敛性,突破了基于内点法等的无功优化技术要求系统初始点必须位于系统可行域之内的限制;采用互补约束条件处理离散变量,简单有效,能够可靠地同时得到连续变量及离散变量的最优解。