面向新能源电力系统的多目标协调优化运行研究

针对新能源电力系统协调优化运行中多因素间存在耦合关系导致策略规划难度大的问题,提出面向新能源电力系统的多目标协调优化运行研究。对此,构建面向新能源电力系统的多目标协调优化模型,将双馈感应风机作为风电机组无功调控模型,确定风电机组的无功调控区间和光电机组的无功调控区间;构建多目标协调优化模型并设计约束条件;对运行参数进行二进制编码,应用模拟退火罚因子构建相应罚函数,建立自适应选择、交叉以及变异操作用于调节遗传算子,结合精英保留策略获取协调优化结果,实现基于遗传算法的多目标协调优化。实验结果表明,所提方法的开关操作总次数较少、馈线负载的均衡指标和有功损耗较低、节点电压较平稳。

基于蚁群算法的MAS多目标协调优化

利用蚁群算法的群体搜索策略,研究了基于蚁群算法的MAS多目标协调优化机制.对每个Agent的目标函数分配一群蚂蚁,使之在问题空间寻优,并对所有的优化解采用谈判机制进行协调,以产生多目标优化问题的Pareto折衷解.采用"误差率"和"空间矩阵"方法对算法的性能指标进行度量.用该方法求解两个典型的多目标优化测试函数,仿真结果表明所提出的方法可成功地解决MAS的多个目标函数的优化问题,收敛速度较快.

基于虚拟发电厂理论的双侧调峰多目标协调优化调度

随着大规模新能源并网以及需求侧多样化的灵活性资源接入,电力系统的安全稳定运行正经受着源与荷双重不确定性的考验。为实现广域能源的优化调度,需要对新能源与灵活性资源进行协调控制。基于虚拟发电厂理论,将储能系统、电动汽车、柔性负荷以及分布式新能源等需求侧灵活性资源通过虚拟发电厂方式整合后,同电源侧资源一同接受电网的调度,建立了基于系统调峰指数、电网运行成本以及用户补偿成本的电源侧与需求侧协同调峰的多目标优化模型。该模型能够充分发挥电源侧和需求侧的调峰能力,实现新能源的可靠消纳。仿真分析结果验证了该模型的有效性。

协调公平与效率的“四水四定”研究Ⅱ:应用

宁夏干旱缺水且发展不均衡,以水定需是必然选择。本文针对宁夏水资源条件和经济社会特征,构建协调公平与效率的“四水四定”优化模型,开展全区“四水四定”方案分析。模型以用水总量红线指标为水资源刚性约束,根据区域发展战略确定刚性保障需求,通过水与“四定”协调关系分析得出经济社会发展和用水效率可行变化范围。以2019年为现状、2025年为目标年,采用模型协调优化得出“四定”规模控制目标,以及分行业和区县的用水总量控制指标。结果表明,在全区73.27亿m 3用水总量和41.5亿m 3耗水约束下,满足全面小康的“四定”规模为750万人、5481亿元GDP、84.7万hm 2灌溉面积和791 km 2建成区面积。通过对比分析方案的公平性和效率提升状况,揭示了不同行业、区域的水量流转方向,表明约束设置对结果有显著影响,可为区域经济社会发展和水资源管控决策提供参考。

协调公平与效率的“四水四定”研究Ⅰ:方法与模型

针对水资源刚性约束落地缺抓手的问题,按照以水定发展、协调定规模的理念,提出“四水四定”的分析思路和控制指标,厘清各类发展目标与水资源利用的协调关系。以公平为社会目标,以效益为经济目标,提出“尊重现状、保障刚需、效率驱动、区域均衡”的协调优化准则,建立目标函数和约束条件,构建“四水四定”多目标协调模型,以满足保障刚性需求基础上的水量高效流转,确定发展规模和水量分配方案。模型选取人均GDP最大实现效率驱动,使有限水量产生更大效益;选取区域人均GDP差异最小、发展匹配度最高实现发展公平,缩小区域经济差异;通过约束条件反映水资源约束、刚性需求保障、水源用户配置关系、经济社会发展合理范围等要求;设置罚函数协调约束条件不能满足时的目标值调整。通过归一化方法将多目标转化为单目标,基于现状设置初始条件,采用线性规划等方法求解,得出协调产业发展和水量优化分配的整体结果,通过结果评价反馈调整,形成可服务于经济社会发展和水资源管控决策的方案。

基于隶属度函数的无源滤波补偿器协调优化研究

工业配电网中含有大量非线性设备造成了无功功率缺额与谐波,而无源滤波补偿装置的设计主要依赖工程经验,存在过补偿和经济成本较高的问题。提出一种多目标优化筛选的参数计算方法。在分析滤波装置及工业负荷特性的基础上,考虑无功补偿效果、滤波性能和投入费用,对各滤波支路安装补偿容量与滤波电抗比进行优化配置,构建了无源滤波装置多目标协调优化模型;采用多目标粒子群算法（MOPSO）求解,并引入隶属度函数综合目标,筛选最优方案。同时,针对优化计算流程开发了配套软件系统。经验证,对比某一电解槽配电网无源滤波装置设计的经验方案和优化方案,优化方案将功率因数准确维持在0.96~0.98,谐波含量和投入成本比经验方案分别降低了26.9%和3%。研究结果降低了无源滤波器设计难度与制备成本,为工业配电网提供更精确的无功功率补偿和更有效的谐波抑制。

余热利用系统多目标优化模型及应用

以炭黑生产中的余热利用系统为背景建立了余热利用系统多目标优化规划数学模型;阐述了模型的求解方法;给出了实例分析。

综合考虑多主体经济效益的分布式电源优化配置研究

分布式电源接入配电网,会对DG投资商、配电网公司及用户等相关主体的经济效益产生影响。从分析DG接入配电网对系统网损、电压分布和用户可靠性影响出发,在潮流计算的基础上,首先通过计算能反映各节点负荷对系统网损影响程度的指标,即视在二次精确矩和能反映配电网中母线电压稳定性的指标,并结合用户的可靠性要求,先得到DG并入电网的候选位置。然后,分别以DG独立投资商单位年投资效益最大和DG接入改善电网所得效益最大为目标建立多目标优化函数。模型求解中,利用改进的非劣排序遗传算法,通过分段式染色体操作,实现DG类型、位置及接入容量的同时优化。利用能反映用户效益的评价协调函数对算法所得结果做进一步的选择,使最终所得的结果更科学合理。最后,利用IEEE69节点系统进行仿真算例分析,验证了所提DG优化配置模型和协调规划方法的正确性。

考虑区域多能源系统集群协同优化的联合需求侧响应模型

风电、光伏发电等波动电源接入比例不断提高,使得区域多能源系统中能量转化和协调能力减弱。基于此,该文提出一种多个区域级多能源系统互联后多目标协同优化的联合需求侧响应模型及响应策略求解算法。首先提出联合需求侧响应概念及模型,并在此基础上研究多区域电气热(冷)互联系统中的多种能源形式间的能量转化模型;以多个区域多能源系统运行总成本最小、碳排放最小为目标,建立多区域电气热(冷)互联系统多目标优化模型;然后,研究多区域电气热(冷)互联系统多目标运行优化调度策略,建立基于NSGA-Ⅱ算法的多区域能源互联系统协同优化算法。最后,基于东北3个地区电热气多能源系统,建立联合需求侧响应及其优化运行仿真模型。仿真结果表明,提出的联合需求侧响应模及其优化运行策略,能够有效提高多个区域能源系统间的能量协调能力,增强多能源互联系统总体需求侧响应能力,并降低需求侧响应成本。

计及新型源荷接入的配电网网格化规划

配电网中低压设备分布散、体量大、变化快,部分源端数据不统一,导致配电网网格化规划收资难度大,当前对计及新型源荷接入的配电网网格化收资和规划方法方面的研究不充分。分析了新型源荷接入对网格化配电网规划的影响,应用“网上电网”系统进行供电网格规划收资和薄弱环节识别;提出了考虑新型源荷接入的供电网格和供电单元的改进划分方法;构建了考虑网格化区域自治的新型源荷配电网多目标协调规划模型。规划实例验证了基于“网上电网”系统的配电网网格化收资方法能够有效提高收资效率,网格化规划模型可以综合提升新型源荷配电网的可靠性和经济性。

基于CPS架构的板带热轧智能化控制

概述了钢铁全流程智能制造的需求,给出了基于信息物理系统(CPS)的智能制造架构和相关控制逻辑。在介绍东北大学轧制技术及连轧自动化国家重点实验室(RAL)在国家重点研发计划项目的主要研究进展基础上,以板带热轧智能控制为例,给出了基于动态数字孪生的热连轧CPS的架构及控制理念,最后对CPS应用于钢铁智能制造的前景进行了展望。

神经网络多步预测控制及其在精馏塔中的应用研究

本文提出一种基于多神经网络并行预测模型的多变量协调预测控制,利用预测误差实时反馈校正各个神经网络预测模型的参数,对于对象的时变、未建模干扰及模型失配引起的误差均有很好的适应性。针对存在耦合的被控对象,本文在优化性能指标中采用多变量协调优化策略,对被控变量集及操作变量集优化,使被控变量达到优化值和使部分操作变量达到优化值。在单步预测控制的基础上,提出基于多RBF神经网络并行预测模型的多变量协调预测控制,提高了预测控制的鲁棒性及抗干扰能力。将此方法应用于精馏塔控制中,在保证主要产品质量合格的前提下,对操作变量进行约束,使部分操作变量达到优化值,从而减少能耗,提高经济效益。仿真结果表明,基于神经网络预测模型的多变量协调预测控制具有很好的动态特性、鲁棒性及显著的节能降耗效果。