一种求解最优潮流的组合算法

提出了一种基于现代内点(MIP)理论与退火选择遗传算法(AGA)的组合算法:将原问题去掉整数变量约束,形成一个非线性规划问题;通过赋予整数变量矢量不同的初值,形成一个非线性规划问题集合,将其看作是AGA的进化种群,以MIP求出每一个非线性规划问题的最优值作为它的适应值;通过AGA试探,找出最优个体,该个体整数变量和连续变量的取值即为原问题最优解中各变量的值. AGA与MIP二者取长补短既能精确处理整数变量,改善计算结果的质量,又保证了算法的计算速度; 对AGA的改进提高了算法的收敛性能,增强了逃脱局部极值的能力.通过对IEEE 14~118节点系统的仿真计算验证了所提算法的有效性.

节能调度中的水火电力最优协调问题

以水电比例高达50%的广西电网为对象,提出了基于现代内点最优化理论的水火电力最优协调模型。把原先由人工完成的电网日调度计划,用模型进行描述和求解。在满足"三公调度"、"节能减排"和水火电力系统运行约束的同时,使指定的购电成本或发电成本目标函数得以优化,达到节能调度的目的。同时,系统对所需的各类调度数据进行统一集成,方便使用,大幅提高了调度计划制度的工作效率。

多预想故障暂态稳定约束最优潮流

基于传统最优潮流模型,利用隐式梯形积分规则,将电力系统中所有发电机转子摇摆方程差分化为等式约束、将发电机转子相对摇摆角稳定极限作为不等式约束。并将二者作为暂态稳定条件加入最优潮流的等式及不等式方程组中,建立了暂态稳定安全的最优潮流模型,并结合现代内点理论对其求解。在此基础上,提出以大积分步长计算结果作故障预选和同调识别的新方法。利用 Matlab 进行的仿真计算显示:以该模型和内点理论结合所得的新算法收敛性良好,故障预选和同调识别结果准确可靠,能迅速地得到满足多个电力系统预想故障暂态稳定条件和目标值最优的系统稳定运行状态。

考虑风速相关性和可调度负荷不确定性的区间最优潮流

提出一种考虑风电场风速的区间相关性,含可调度负荷和风电的电力系统区间最优潮流(interval optimal power flow,IOPF)模型,并采用基于随机空间仿射变换的蒙特卡罗(Monte Carlo,MC)法加以求解。首先,将风速区间相关性用"相关角"的概念表达;然后,建立随机仿射空间坐标系,利用仿射变换将相关区间变量转化为仿射空间内独立区间变量;最后,由MC法获得IOPF待求量的区间分布。IEEE-118和300节点系统的计算结果表明,IOPF结果可定性和定量分析区间变量不确定性和相关性对电力系统最优潮流的影响,用以研究用户侧与系统侧、不确定性与确定性调度资源的协调配合潜力,为实现用户与电网的友好互动提供参考。同时所提的仿射变换MC法能较为精确地实现区间变量去相关化,具有广阔的应用前景。

考虑双馈异步风电机组无功极限的静态电压稳定概率评估

风电机组中双馈异步发电机(DFIG)恒电压运行时具备一定无功调压能力。为了准确评估含DFIG风电机组的电力系统电压稳定性,得到更为精确的临界功率或负荷裕度的统计信息,构建了考虑DFIG风电机组恒电压运行的无功极限的静态电压稳定概率分析模型,并采用蒙特卡罗法结合内点法加以求解。模型中将风电场接入节点作为PV节点,考虑了风机网侧变换器的注入无功功率,分析了风速随机性和相关性对风电机组注入无功功率和系统电压稳定性的影响。IEEE 118和300节点标准系统的计算结果验证了所提模型和方法的有效性。

基于现代内点法的船舶电力系统无功优化

率先采用现代内点法求解船舶电力系统无功优化。在传统的船舶电力系统无功优化模型等式约束中增加线路传输功率约束,建立了新的船舶电力系统无功优化模型,该模型能有效优化无功。对某船舶电力系统进行了仿真计算,结果验证了方法和所建模型的正确性与有效性。

变压器绕组参数在线计算方法

在变压器等值回路方程的基础上,提出一种新的变压器绕组匝数比和漏电感参数的计算模型,该模型以回路方程差值最小为目标。采用现代内点算法求解各参数并利用MATLAB编程实现。该方法仅需利用变压器正常运行时的电压、电流信息,不用获取变压器绕组结构参数以及有载调压分接开关位置信息,易于实现。利用ATP软件建立变压器仿真系统,模拟变压器各种正常运行状态,并利用动模实验数据对所提方法进行验证。仿真实验结果表明,所提方法不受变压器运行状态及其三相参数不平衡的影响,具有较高的计算精度。

基于现代内点理论的电压稳定临界点算法

提出了一种基于现代内点理论的电压稳定临界点新算法。该算法引入了参数化潮流方程 ,避免了临界点附近雅可比矩阵奇异带来的病态 ,能精确地确定电压稳定临界点。该法采用了新颖的数据结构 ,使修正方程系数矩阵具有与节点导纳矩阵相同的结构 ,该方法在方便编程的同时 ,一定程度上减少了注入元的产生并减少了计算量 ,加快了计算速度。经标准的IEEE5 7系统 118系统及广西 2 2 0～ 5 0 0kV实际电力系统的仿真计算 ,验证了所提算法的有效性。

现代内点理论及其在电力系统经济调度中的应用

提出了一种电力系统经济调度的现代内点算法.它克服了传统方法中难以精确处理不等式约束的弊端,使计算结果更精确;同时采用了一种变量重组和矩阵既约的技术,减少了计算量,加快计算速度.计算结果表明,将现代内点算法用于电力系统的经济调度是非常有效的.

现代内点理论的AC/MTDC系统电压稳定性分析

多端直流输电的出现不可避免,对其电压稳定的研究具有十分重要的意义。为此,采用一种基于现代内点理论的电压稳定临界点算法,对多端交直流混合输电系统的电压稳定临界点进行分析计算。通过对交流系统电压稳定性分析的非线性规划模型的修正,把交流模型和直流模型统一起来,并简捷计及了交直流系统间的相互作用,同时还便于考虑各种不等式约束条件及直流系统不同运行状态和控制方式对电压稳定的影响。该方法简单明了,实例计算结果令人满意。

基于现代内点法的电网CPS控制策略研究

针对目前电网的发展状况,介绍了现行的NERC制定的CPS标准,提出了一种应用现代内点法优化CPS控制策略中增益系数的方法,并建立了数学模型,为CPS标准在AGC考核中的优化提供了一种新方法。

基于现代内点法的风储系统多模式优化

由于风电随机性、间歇性等特点,大型风电场并网时会对电网稳定性等诸多方面造成负面影响,通过给风电场配置电池储能系统(BESS)可改善这些问题。针对削峰填谷、功率平滑和功率跟踪3种BESS运行模式,建立了考虑电池寿命和风储系统功率波动约束的优化模型,采用改进后的两阶段现代内点法,根据风电功率预测结果对最优BESS充放电策略进行求解。算法中两阶段求解的引入解决了由表达式不确定的放电能量约束引起的不收敛问题。对风电功率预测结果进行插值后再次优化,相应地改变BESS功率的调整间隔,可限制不同时间级别的风电功率波动。算例结果表明,该算法有很好的收敛性和优化效果,且具有多项式时间复杂性,有利于实现在线实时控制。

改进的信赖域内点算法在OPF中的应用

最优潮流的研究涌现出许多优秀方法。基于内点法的逐线性规划方法因其不需要形成海森阵及收敛精度处理灵活等优点,在电力系统中获得广泛应用。信赖域内点法可以很好地解决逐线性规划方法中的步长调整问题。文中基于现代内点理论提出一种改进的信赖域内点算法。新算法提出以下改进措施:①由常规潮流获得初始点,改善信赖域子问题可行性;②迭代中无须与潮流计算配合,增加算法通用性;③引入变量到信赖域子问题模型中确保计算的连续性;④改进信赖域子问题模型,提高计算精度;⑤调整收敛判据,加快计算速度;⑥由现代内点法求解信赖域子问题,并构造简约修正方程,减小计算量。用改进算法求解两类OPF问题。在IEEE14-300节点测试系统进行数值计算,表明所提出算法的正确性和有效性。

基于置信度变换的区间动态最优潮流

综合电力系统不确定的运行环境和新能源发展的模式,提出了基于置信度变换的区间动态最优潮流问题。引入虚拟电厂的概念,建立传统电厂与虚拟电厂的区间联合优化模型。一方面,基于置信度变换法将区间优化模型转换为确定性数学模型,采用现代内点法求解;另一方面,采用区间优化算法求解的运行边界信息,为系统安全评估提供重要支撑。IEEE-118节点系统的仿真结果表明:置信度变换方法效率高且易于实现,调度人员可通过调整置信度设置值,使运行状态更趋近于安全区域,对于建设系统侧与用户侧良好互动的智能电网具有重要意义。

考虑负荷动态恢复特性的电压稳定研究

提出了一种考虑负荷动态恢复特性的系统静态电压稳定评估方法。分析了系统负荷可完全恢复和不可完全恢复两种状态的产生机理,解析了负荷的动态恢复过程,以求取系统静态电压稳定临界点的非线性模型为基础,引入参数化的负荷静态模型,构建求取受扰动系统负荷最大恢复程度的非线性模型,并使用现代内点法求解,由求得的负荷最大恢复程度判断系统的静态稳定性。经IEEE-57、118和S-1047节点算例测试,证明该方法切实可行。

对同步发电机励磁控制优化设计仿真研究

提出基于现代内点非线性规划方法的非线性最优控制设计思想。将控制系统的二次性能指标选取为非线性规划的目标函数;运用隐式积分方法,将控制系统的状态方程差分为等式约束;控制量的上下限幅选取为不等式约束;从而将最优控制问题转化为非线性规划问题,形成以规划方法处理控制问题的设计思路和算法。这种设计方法可按实际需要选择目标函数,并能够找到在选定的目标函数下,使非线性控制系统达到最优的控制规律,且设计灵活。以发电机励磁控制系统为例,提出了基于内点非线性规划的发电机励磁控制设计方法。为了考查该设计方法的灵活性,选择不同的控制目标进行设计。仿真结果表明:该设计方法使发电机具有良好的输出特性,具有广泛的应用前景。