基于灵敏度因子的随机电网规划方法

针对常规电网规划考虑系统灵活性不足的问题,建立多场景的不确定电网规划模型,该模型以设备投资成本和运行费用综合最小为目标,嵌入安全约束机组组合模型以充分反映系统灵活性的平衡;同时,鉴于常规电网规划模型规模过大,计算效率低下,提出一种基于灵敏度因子的电网规划方法,建立候选线路投建状态变量对输电断面约束的灵敏度模型,消除传统电网规划中的节点相角变量,实现线路和断面潮流的解耦,从而大幅提高电网规划求解效率。IEEE 118节点算例和实际电网算例的结果表明:对新能源消纳率的过高追求可能会导致巨大电网投资成本;同时,在中大型电力系统中,基于灵敏度因子的电网规划计算效率优势明显,从而验证模型和算法的有效性。

独立储能电站参与电能量和调频市场容量投标的协同优化

首先,分别应用多面体不确定集合和基于Wasserstein距离的不确定集合描述调频信号和实时电能量和调频市场价格的不确定性。其次建立独立储能电站参与联合市场的分布式鲁棒优化模型,以协同优化不同市场的申报容量。模型中引入实时调频性能指标以反映调频响应对调频收入、充放电成本以及退化成本的综合影响,从而更好地优化储能的自调度计划。采用拉格朗日对偶法将所建立的分布式鲁棒优化模型转换为经典鲁棒优化模型,并通过去绝对值、构建分段函数等方法进行线性化后调用gurobi求解器进行求解。最后通过算例验证所提优化模型的正确性和有效性。

现货市场中实现保供目标的容量补偿定价方法

为解决电力现货市场环境下的电力系统装机充裕度不足的问题,提出一种实现电力系统保供目标的容量补偿定价方法。首先,根据保供要求的电力系统可靠性标准,构建基于内部收益率评估的机组投资、退役决策模型;其次,通过“机组电能市场收入评估、机组容量补偿收入评估、投资退役决策”的迭代,确定目标年份市场中分类型机组的预期装机;然后,计算目标年份的可靠性指标,根据可靠性指标与标准的偏差调整容量补偿价格,使得发电充裕度能够满足目标年份系统的可靠性标准。算例结果表明,所提定价方法能够在保证电力系统可靠性的基础上,降低电力用户的综合购电成本。

基于竞价的日发电计划混合智能优化算法

针对电力市场下基于竞价的日发电计划的特点 ,提出一种充分结合遗传算法和排队算法各自优点的混合智能算法。该算法利用遗传算法在求解离散组合优化问题上的强收敛性和鲁棒性进行机组优化组合 ,利用排队算法的简洁性和快速性进行经济功率分配。同时 ,利用基于专家知识的免疫遗传算法来提高机组优化组合的计算速度。通过对某实际电力市场基于竞价的日发电计划的计算和分析 。

复杂预想场景下电力系统备用优化模型

针对传统备用优化方法难于考虑复杂预想场景的缺点,结合安全约束机组组合,建立考虑复杂预想场景的备用优化模型。该模型计及不同类型预想场景对备用容量和响应速度的要求,以最小化购电成本与备用容量成本之和作为目标函数,以正常状态和预想场景下的机组性能、网络安全等为约束条件,综合求解机组组合、备用容量的分配以及预想场景下备用容量的优化调度。通过引入预想场景分类和预想场景集,不同响应速度的备用需求量和分配由预想场景的类型和要求所决定。该模型是一个复杂混合整数线性规划问题,采用GAMS进行建模,并调用CPLEX求解器求解。IEEE 30节点系统上的算例结果验证了所提出模型的有效性。

电动汽车充电站最优规划的两阶段方法

计及道路网络对电动汽车充电需求的影响,提出了充电站最优规划的两阶段方法。该方法的第一阶段基于电动汽车行驶特性,综合考虑电动汽车日剩余电量以及电动汽车动态运行状态和位置,采用随机模拟技术和最短路径法,获得道路网络上电动汽车充电需求在时间和空间上的分布;第二阶段以第一阶段获得的电动汽车充电需求为基础,以充电需求不可达率、不满足率和投资限额等为约束,充电站运行成本和投资成本综合最小为目标,建立充电站最优选址定容数学模型。针对该模型的复杂性,采用遗传算法求解混合整数非线性规划问题。通过对某区域的电动汽车充电站规划的模拟分析,表明了所提方法的有效性。

电力市场下日无功计划优化模型和算法的研究

针对电力市场下无功辅助服务的特点,提出了计及无功费用的日无功计划数学模型,并应用一种充分结合免疫原理和遗传算法各自优点的混合优化策略来求解该模型。该算法模拟免疫系统中抗体的自我平衡机制,调节遗传算法中个体浓度的抑制和促进;利用免疫记忆功能,实现了优良基因片的重组,提高遗传算法的总体搜索能力。依据抗体结构的可变区和稳定区,该文提出基于有效负荷变化指标的专家知识来对个体的基因进行修补,使遗传算法的优化过程具有指导性。IEEE30节点系统的计算和分析表明了该文所提出模型和算法的正确性和实用性。

发电权竞价交易的两阶段方法

目前,我国集中竞价模式的发电权交易一般都以撮合定价为结算依据。但在考虑电力系统的网络安全约束时,现有的发电权交易模型难以充分计及撮合定价的相关规则,可能导致最终的结算关系不完全合理,市场的公平性受到影响。针对这一问题,提出了发电权交易的撮合匹配模型,并以此为基础提出一种求解发电权交易的两阶段方法。该方法以现有发电权交易阻塞管理模型的优化解作为初始撮合匹配对,采用所提出的发电权交易撮合匹配模型对初始撮合匹配对进行优化调整,得到符合撮合定价相关规则的最优撮合匹配对。运用IEEE 30节点系统算例对上述方法的有效性进行了验证。

市场环境下中长期发输电协调检修计划优化

根据电力市场环境中检修计划的特点,建立了协调市场各方利益的发输电一体化检修计划优化的数学模型,该模型综合考虑电力系统安全经济性和电力市场公平性,并考虑机组检修和输电设备检修之间的相互关联关系。针对该优化模型的求解,利用遗传算法(GA)和粒子群优化(PSO)算法相似的优化框架和优化流程,提出一种充分结合GA和PSO算法各自优点的混合智能算法,该算法将群体分成2个子群,分别采用GA和PSO算法进行演化,并充分交换2种算法所获取的优化信息,形成一个紧密耦合的、新型的遗传粒子群优化算法。算例证明,该算法在求解发电、输电设备检修协调优化这样的大规模复杂优化问题时,在全局搜索和局部搜索方面都表现出了良好的均衡性。

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。

电网虚假数据注入攻击的非线性分析模型

针对量测系统的恶意网络攻击是危及电力系统安全运行的重要因素之一,研究网络攻击者对量测系统的攻击行为以及该行为造成的破坏,能够为量测系统配置的改进提供决策依据。提出了电网虚假数据注入攻击的非线性分析模型,该模型的目标函数是恶意攻击后的量测值与实际量测值差别最大化,约束条件包括量测值攻击范围约束和避开状态估计不良数据检测的残差约束。针对该非线性规划模型的特点,在GAMS上实现模型编程,并调用非线性规划求解器BARON进行求解,算例分析结果表明恶意的虚假数据注入攻击能够危害电力系统的安全经济运行,且危害程度远大于随机的虚假数据注入攻击,验证了本文所提出模型和方法的有效性。

市场环境下梯级水电资源有效配置的代理机制

提出了一种保证市场环境下梯级水电资源有效配置的代理机制,以解决不同主体梯级水电站单独参与市场时造成的梯级水电资源配置低效性问题。针对该代理机制,在Barraquand-Martinea美式期权定价模型中引入多维随机路径模拟和基于收益年值指标的路径区块划分方法,以实现考虑多种不确定因素的水电站长期盈利水平灵活评估;运用讨价还价模型分析梯级水电站代理双方的非合作动态博弈均衡。算例结果验证了梯级水电站代理机制可以实现对原有梯级水电资源配置的帕累托改进,并表明所建立的实物期权模型能够有效考虑多种不确定因素对实物期权价值的共同作用。

工业大用户分时电价优化方法

分时电价是需求侧管理的有效手段。综合考虑售电公司和工业大用户双方利益,提出了一种分时电价制定的双层优化模型。该模型的上层模型以售电公司销售收益最大为目标函数,下层模型以工业大用户用电成本最小为目标函数,并考虑了大用户自备电厂生产调度、可调度负荷以及售电公司的购售电特性等因素。针对该模型的复杂性,提出遗传算法和混合整数规划法相结合的混合优化算法,在采用遗传算法解决上层优化模型的同时,利用代数技术将下层模型中非线性部分等价线性化后,使用商用混合整数线性规划求解器求解,并嵌入到遗传算法中,高效地实现了工业大用户分时电价的上、下层协调优化。算例表明,该方法有利于提高售电公司收益及大用户用电方式的调整。

极限学习机方法在电力线路建设成本估算中的应用研究

为了提高我国电力工程建设成本概预算方法的客观性和科学性,根据电力线路建设的影响因素,结合单隐层前馈神经网络(SLFN)的特点,提出了基于极限学习机(ELM)的电力线路建设成本估算的方法。在分析影响电力线路建设成本的因素和归纳电力线路建设工程的相关具体成本项目的基础上,建立各因素和电力建设成本之间的关系集合,构建基于极限学习机的电力线路建设成本估算神经网络模型,并利用极限学习机算法对该网络模型进行训练,确定网络中的相应参数。算例仿真说明:在电力线路建设成本估算领域,相对于BP网络,ELM不仅速度极快,而且结果良好,泛化性能也较优。

计及线路路径优化的空间电网规划

针对传统电网规划方法难于有效计及复杂路径及环境成本的问题,基于栅格化三维地图,以设备投资成本和运行费用综合最小为目标函数,考虑传统电网规划约束和线路路径优化约束,建立了考虑路径优化和变电站选址的空间电网规划模型。该模型是一个复杂的混合整数非线性规划模型,将其分解为考虑变电站选址的电网规划上层问题和线路路径优化下层问题,并提出适合求解该模型的遗传算法和动态规划法相结合的混合优化算法,该混合优化算法在采用遗传算法解决网架结构优化和变电站选址优化的同时,将动态规划法嵌入到遗传算法中,求解线路路径优化问题,为了提高计算效率,在遗传算法中引入了记忆体结构,IEEE Graver-6节点算例,IEEE 118节点算例和一个实际电网算例的结果验证了模型和算法的有效性。

考虑电力市场中市场力缓解的电网规划

电网安全约束对电力市场中发电商的市场力有很大影响,从市场监管者的角度上看,有必要在电网规划中考虑机组市场力的缓解。通过引入市场力测试集合,将考虑电网约束的剩余供给指标量化模型嵌入传统电网规划模型中,建立了一种考虑市场力缓解的电网规划模型,该模型的目标函数为线路投资成本和机组运行成本之和最小化,约束条件计及机组功率输出约束、电网约束以及考虑电网约束的剩余供给指标约束。该模型是一个复杂的混合整数线性规划模型,为了缓解大规模电力系统电网规划的计算负担,采用分解方法大幅提高了求解效率。在通用代数建模系统(thegeneral algebraic modeling system,GAMS)平台上实现模型编程,并调用CPLEX求解器进行求解。最后通过修正后的Garver 6节点和Polish2383节点系统算例结果验证了本文所提出方法的有效性。

考虑风电的电源电网协调规划

由于风电具有间歇性、波动性和随机性等特性,充足的灵活可调节电源是电力系统消纳大规模风电的必要条件,因此,在电源电网协调规划中需要考虑风电、灵活可调节电源和普通常规燃煤电源的合理比例。采用区间数表示风电和负荷的不确定性,建立基于区间优化方法的能够同时考虑风电、燃气发电和燃煤发电的动态电源电网协调规划数学模型。该模型以规划期内投资成本和运行成本综合最小为目标函数,以电力系统运行安全为约束条件。为了体现燃气发电机组对风电和负荷不确定性的灵活调节作用,采用简化的机组组合模型模拟电力系统中各类型机组的调度运行。所建立的数学模型是一个混合整数线性规划模型,在GAMS上实现编程并调用CPLEX求解器进行求解,IEEE-30节点算例验证了所提方法的有效性。

计及碳捕集系统的源网协调规划模型

在全球能源危机和温室效应加剧的大背景下,低碳化是电力行业的发展目标,而新建碳捕集电厂(carbon capture power plant,CCPP)或对现有火电厂进行碳捕集改造是实现这个目标的有效途径。从CO_2减排量和总成本的角度分析了碳捕集系统(carbon capture system,CCS)的减排特性和经济特性,综合考虑了CCS、电源和电网在建设和运行层面的相互关系,建立了计及CCS的动态源网协调规划模型。另外,考虑未来政策变化和负荷变动对CCS运行的影响,设置了CCS运行状态变量,以反映CCS运行的灵活性。该数学模型是一个混合整数线性规划问题,并在通用代数建模软件GAMS中实现建模,最后调用CPLEX求解器对模型进行求解,IEEE30节点系统的算例分析验证了本文所提出方法的有效性。

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。

乡村治理变迁与新乡贤的当代表达

中国乡土社会在现代化进程中呈现出农业社会、工业社会、现代社会相互叠加的异像,乡村的经济、社会、秩序、道德都进入破碎—重构的通道,作为国家治理重要环节的乡村治理面临重重困境。乡贤文化依附强烈的地缘、血缘、亲缘关系而生而长,内涵着治理传统、身份特性、能力资源、行为标尺、品德垂范等治理要素,符合传统乡土社会治理的自洽逻辑。透过现代化镜像中的乡村变迁异化,探寻新乡贤在乡村治理变迁中的可能性和可用性、"乡贤回归"的行动逻辑以及"嵌入"基层治理框架的实践表达,为解决当前我国乡村治理困境提供了新的思路。