电压稳定约束最优潮流算法的发展

电压稳定约束最优潮流(VSCOPF)作为最优潮流问题研究的一个专门研究方向,在优化系统运行时强调维持系统的电压稳定裕度,在一定程度上缓解了系统接近稳定极限运行的紧张局面。本文对近几年国内外关于电压稳定约束最优潮流问题的研究进行了比较全面的介绍,其算法的发展一方面依赖于最优潮流算法的发展,另一方面取决于电力系统运营机制的转变。随着电力市场理论与实践的不断完善,电压稳定约束最优潮流的研究将会把更多的重点用于解决电力市场下的电压安全成本及定价问题,以经济利益驱动市场参与者维持系统运行的电压稳定裕度。

计及发电机调节能力的电压稳定约束最优潮流

考虑了正常工况与重负荷工况下的系统静态安全运行约束,以及系统由正常工况转移到重负荷工况时的发电机调节能力约束,提出了一种计及电压稳定裕度的最优潮流模型。采用非线性原对偶内点法求解该模型,可以同时得到正常工况下的最优发电机出力分配,以及重负荷工况下的可行发电机出力分配。经IEEE14节点系统的仿真计算,验证了本文提出的模型与算法。

基于改进微分进化算法的电压稳定约束最优潮流

建立了考虑静态电压稳定性的电力系统多目标最优潮流模型,该模型以同时降低火电机组的发电成本和提高系统静态电压稳定性为优化目标函数,并采用L指标来量化系统电压稳定性。针对标准微分进化算法容易陷入局部收敛的缺点,引入基于Logistic混沌映射的子代重构技术和控制参数动态调整策略对DE算法进行改进以提高全局收敛性。IEEE 30节点系统的仿真结果验证了本文所提最优潮流策略的合理性和有效性。

考虑风光不确定性的暂态稳定约束最优潮流模型研究

针对风光接入电力系统后的不确定性问题,同时为兼顾运行中的经济性和安全性,提出考虑风光不确定性的暂态稳定约束最优潮流(TSCOPF)模型和求解方法。首先,采用高斯混合模型(GMM)为电力系统中风光出力的预测误差模型,搭建包含旋转备用机会约束的TSCOPF模型;然后,利用序列运算对机会约束进行确定性转换,将TSCOPF模型转换为混合整数线性规划(MILP),并利用Gurobi求解器进行求解;最后,通过对IEEE 39节点的案例分析,验证了所提模型和方法的有效性。

基于配点法的参数化暂态稳定性约束的电力最优潮流分析

为实现针对暂态稳定约束最优潮流的精确描述,提出一套参数化TSCOPF模型。通过该模型来判定电力系统中可变参数与TSCOPF解之间的定量关系。借助可变参数的多项式表达式来逼近参数化TSCOPF的最优解。在此基础上,只需在参数化TSCOPF中代入电力系统的可变参数即可取得符合暂态稳定性的最优控制方案。

计及电压稳定约束的微电网动态最优潮流

为使微电网并网运行满足电压稳定性和经济性要求,将改进后的小扰动电压稳定指标引入微电网最优潮流模型中,并研究了多时段动态负荷下的最优潮流算法。在有载调压变压器模型中引入虚拟节点,以消除模型中的变比及因变比而产生的高阶项,并计及分布式电源及储能单元的影响在直角坐标系中建立了微电网动态优化潮流的二阶新模型。进一步通过在拉格朗日方程进行泰勒展开时保留高阶项和利用近似最小度算法进行节点优化编号,对传统内点法进行改进。修正计算中所使用的常系数海森矩阵与改进内点法相结合,从而提出一种常系数海森矩阵内点法,有效地解决了计算精度与迭代效率之间的矛盾。在ETAP环境下建立微电网模型,应用所提方法进行优化计算,计算结果表明,在改进的小扰动电压稳定指标约束下,所提模型和算法能够满足微电网运行经济性和电压稳定性的要求。

基于最优潮流并计及静态电压稳定性约束的区域间可用输电能力计算

可用输电能力(ATC)是衡量电力系统在安全稳定运行的前提下区域间功率交换能力的指标。文中基于最优潮流(OPF)方法,建立起符合电力市场交易机制的ATC计算模型,其中考虑到输电线路故障对系统静态电压稳定性的影响,加入线路N-1故障时广义参数化形式的潮流方程及相应的不等式约束条件,使系统在故障时仍有负荷裕度,以保持电压稳定;以支路功率和系统负荷裕度之间的灵敏度指标进行预想故障选择,并用原对偶内点法计算得到输电线路N-1安全约束下的区域间可用输电能力。IEEE30和IEEE118节点系统算例表明该模型和算法的正确性与有效性。

考虑电压稳定约束的最优潮流

采用指数负荷模型研究了有载调压变压器对系统最优潮流的影响。在阐述电压稳定性L指标的基础上,将L指标引入传统最优潮流中形成电压稳定约束的最优潮流,运用原-对偶内点法求解该模型。算例结果表明,该模型鲁棒性较好,能更加真实地反映系统实际运行情况。不同静态负荷模型对系统电压稳定性和经济性有一定的影响,系统电压稳定性的提高是以牺牲经济性为代价的,在考虑电压稳定性时,有载调压变压器的加入可以有效降低系统燃料费用,平抑系统有功出力和燃料费用的波动,将波动维持在一个较小的范围内。

电压稳定约束的最优潮流研究

针对电力系统将运行在更加接近电压稳定临界点的情况,建立了一种包含电压稳定约束的最优潮流(OPF)数学模型,在常规OPF模型基础上增加了一组电压稳定裕度约束作为不等式约束。引入能正确反映系统当前电压稳定程度的L指标函数作为电压稳定约束,通过调整该约束的上限值,可以获得系统所要求的电压稳定裕度。利用基于扰动KKT(Karush-Kuhn-Tucker)条件的原始-对偶内点算法对问题进行求解。多个IEEE测试系统上的仿真结果表明,该模型能较好地兼顾系统对电压安全性与经济性的要求;在电压稳定约束起作用时,发电总费用会随着系统对电压稳定要求的提高而增大;L指标约束的加入对系统的调节能力有一定影响;所用算法收敛性好、鲁棒性强,能有效地处理大量等式和不等式约束。

基于L指标的电压稳定约束下的最优潮流

为追求更大的经济利益,电力系统的运行日益接近其稳定临界,增加了系统出现电压失稳的可能性,故在传统的最优潮流中考虑电压稳定约束十分必要。本文利用电压稳定L指标,建立了包含电压稳定约束的四种最优潮流模型(V SCOPF):最大化稳定裕度模型、固定稳定裕度模型、线性组合模型和混合模型。通过多个测试系统对上述模型进行了分析和计算,基于计算结果对各个模型解的存在性、能否科学地兼顾电压稳定性和经济性等问题进行了较为详细的讨论。该项工作对于寻求更为科学实用的、能够合理计及电压稳定约束的最优潮流模型,具有一定的帮助。

考虑故障条件下电压稳定约束的最优潮流

为提高电力系统电能质量和电压质量、降低网损、保证电力系统安全经济运行,将潮流雅克比矩阵最小模特征值作为电压稳定性的指标,研究考虑故障条件下电压稳定约束的多目标最优潮流问题。用权重组合的方式将多目标转化为单一目标,权重的选取采用层次分析法。最优潮流的求解采用改进的多种群协同粒子群优化算法。该算法保留了原多种群协同粒子群优化算法的master-slave种群结构,在此基础上增强两种种群的协同作用。根据slave粒子群的特点,在每次迭代中引入更多的有效信息加以分享,有助于扩大粒子的搜索空间,提高跳出局部极小的可能性。此外,在master种群中使用了选择机制,提高向较好解空间搜索的速度,加快收敛。仿真算例取得良好的优化结果,说明了所提方法的有效性。

电压稳定约束多目标最优潮流的自适应ε约束方法

电压稳定约束最优潮流可以看作考虑发电成本和负荷裕度双目标的优化问题。Pareto前沿解可以提供负荷裕度和发电成本之间的妥协信息,是运行人员权衡经济与安全、进行决策的基础。为了解决传统的数值计算方法难以得到均匀分布Pareto前沿解的问题,提出了一种自适应的ε约束方法。该方法利用ε约束的灵敏度信息,自适应地改变ε约束的阈值,逐步确定各个仿真点,并应用内点法的热启动策略,提高各仿真点的计算效率。IEEE-30和IEEE-118系统测试结果表明,与传统ε约束方法相比,自适应ε约束方法无需增加多余计算量,可以得到较为均匀的帕累托前沿近似,所提出的热启动策略提高了电压稳定约束最优潮流的计算速度。

电压稳定约束下最优潮流的多目标优化与决策

电压稳定约束下的最优潮流(VSCOPF)是兼顾经济性和稳定性的多目标优化问题。VSCOPF模型将降低考虑机组阀点效应的发电费用和提高系统静态电压稳定裕度同时作为目标函数,并计及了预想事故下的安全约束。提出一种包含多目标优化和多属性决策的两阶段解法。在第1阶段,采用自适应多目标差分进化来搜索VSCOPF的Pareto前沿,为目标函数之间的权衡提供依据;在第2阶段,综合应用模糊C均值算法和数据包络分析法来挖掘Pareto最优集蕴含的信息,辅助运行人员完成决策。在IEEE 30节点系统上验证了解法的有效性。

基于改进粒子群算法的计算及电压稳定约束的最优潮流计算

提出了一种新的考虑电压稳定约束的最优潮流计算方法——混沌粒子群优化算法。以反应当前系统电压稳定程度的L指标作为电压稳定约束,将它以不等式约束形式加入到常规的最优潮流(OPF)中形成含电压稳定约束的最优潮流(VSCOPF)。同时,为了克服常规粒子群优化算法容易早熟而陷入局部最优解的缺点,提出了一种混沌粒子群优化算法。通过几个系统的测试,证实了该算法收敛性好,能够取得较好的结果。

电压稳定约束的最优潮流(英文)

介绍了近年来考虑电压稳定约束的最优潮流问题的研究新进展。综述了考虑电压稳定约束的最优潮流问题。讨论了在电压稳定约束的最优潮流中考虑高级发电机及负荷模型。最后比较了求解电压稳定约束的最优潮流问题的单阶段法和多阶段法。

考虑暂态电压稳定约束的最优潮流计算

根据电压稳定研究的成果,提出了一种适合工程应用要求的暂态电压稳定判据形式。同时,提出了基于最优控制原理的求解暂态电压约束梯度的方法,该算法能有效提高计算速度,并将其作为暂态电压稳定约束加入OTS模型。由于该算法大幅降低了暂态稳定约束的维数,不但减少了计算量,并且能够处理多个预想事故。采用IEEE3机9节点系统对该算法方法进行了仿真分析,结果表明,提出的电压稳定判据有效可行,并且经OTS求解后的系统能够维持暂态电压稳定,从而验证了该算法的有效性和正确性。

基于EEAC的考虑暂态安全稳定约束的最优潮流计算

基于扩展等面积准则(EEAC)这一稳定性量化分析理论和算法,提出了求解含暂态安全稳定约束的最优潮流(OTS)计算方法。该方法将OTS分解为最优潮流(OPF)和暂态安全稳定预防控制2个子问题。基于安全稳定模式的预防控制在OPF运行点上求取满足暂态安全稳定约束的优化经济调整方案,据此将暂态安全稳定约束转化成相应控制变量的不等式约束,并以此作为OPF计算的附加约束条件,通过OPF和预防控制2个子问题的"相互解耦,交互迭代"得到OTS的解。以广东电网为仿真算例验证了算法的有效性。

基于内点法的含暂态稳定约束的最优潮流计算

建立了含暂态稳定约束的最优潮流的数学模型 ,模型中考虑了多个预想事故。提出了一种基于原—对偶内点法的含暂态稳定约束的最优潮流算法。通过充分开发修正矩阵的稀疏性 ,并在求解时采用稀疏技巧 ,开发出了高性能的计算程序。在日本 6 0 Hz电力网的 1 0机模型系统的优化计算结果表明 ,所提算法不仅具有强大的处理等式约束和不等式约束的能力 ,而且具有良好的收敛性 ,能够有效地解决考虑多个预想事故时的含暂态稳定约束的最优潮流问题。

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。

含VSC-HVDC的暂态稳定约束最优潮流

提出运用轨迹灵敏度法将含电压源换流器的高压直流(voltage source converter-high voltage direct current,VSC-HVDC)输电的暂态稳定约束最优潮流问题转化为含VSC-HVDC最优潮流和含VSC-HVDC暂态稳定2个子问题,避免直接求解混杂系统暂态稳定约束最优潮流所带来的困难。根据暂态稳定计算结果,求出连续系统状态量相对于发电机机械输入功率的轨迹灵敏度,据此求取最领先机和最落后机之间转移的有功功率,修改最优潮流有功出力的上下限,从而实现2个子问题的交替求解。在求得的转移功率满足系统暂态稳定约束后,通过二分法求得系统的最优转移功率。以IEEE39节点系统为算例,验证了轨迹灵敏度法对于求解含VSC-HVDC的暂态稳定约束最优潮流的有效性和合理性,算法实现简单,可处理多个预想故障。