基于可迁移强化学习的断面输电极限计算方法

断面输电极限是电网安全边界在断面割集的降维投影,其实质是考虑电压无功优化和多类稳定约束的复杂混合整数非凸非线性问题,而新能源的引入进一步扩大了其计算维度,传统方法难以求解。为此,提出一种基于可迁移强化学习的断面输电极限计算方法。首先,考虑暂态功角及电压稳定约束,计及包括电容器组等无功资源,建立含微分代数方程的输电极限混合整数计算模型;然后,将该模型转化为混合整数的马尔科夫决策过程,提出基于混合Categorical分布的近端策略优化求解方法;最后,引入策略分布熵最大化目标,确保智能计算模型在未见运行方式下的迁移能力,实现运行方式或边界条件切换下的输电极限快速分析。IEEE39节点系统的算例结果表明,相比传统元启发式黑盒优化算法,所提方法在几乎不牺牲精度的前提下效率提升了97.15%。

暂态稳定约束下期望收益最大的断面输电极限

基于机会约束规划理论,提出了暂态稳定约束下断面输电极限计算的随机模型。对给定的置信水平,模型中概率暂态稳定约束被转化为最小临界切除时间代数约束,结合泛函最优控制原理,上述随机模型被变换为线性不等式约束的数学规划模型。最后应用风险决策中的期望值准则,对不同置信水平下系统的收益损失进行综合评估,得到了系统在暂态稳定约束下期望收益最大的运行方案。39节点新英格兰系统上的仿真结果说明了所提方法的有效性和实用性。

考虑可中断负荷的N-1静态安全约束下断面输电极限分析

将可中断负荷的观点引入断面传输功率的N-1静态安全分析,建立传统N-1静态安全约束下断面输电极限的数学模型及基于实际电网运行工况的简化模型,并运用断面受电侧区域内的可中断负荷管理放宽传统N-1分析的条件,建立了考虑可中断负荷时断面输电极限潮流约束的改进数学模型,提出了基于支路灵敏度分析的反向等量配对调整法的计算方法,得出断面输电极限提高量与可中断负荷量间的量化关系.BPA环境下的IEEE39节点算例表明,运用可中断负荷提高断面输电极限的方式可在保证系统安全性的同时提高系统运行的经济性.

电网关键断面极限输电能力评估方法研究

随着新能源渗透率不断增加,电网运行方式变化频繁,关键断面输送限额复杂多变,影响新能源消纳与电力保供能力。通过对断面极限输电能力影响因素的分析,找到极限输电能力计算评估的关键点。通过各种主流极限输电能力计算方法的归纳总结,对比各种算法的优缺点,在此基础上提出一种基于发电出力概率分布的断面输送能力评估方法技术路线,为调控部门制定电网断面限额提供新思路。

基于粒子群进化算法的极限输电容量计算方法

针对N-1静态安全模型的电力系统可用输电容量(ATC)计算问题,提出一种基于粒子群进化算法的新方法。其基本思想是,对得到的某个ATC可能值,验证在该功率传输水平下系统是否满足静态安全约束。对群中每个粒子对应变量分为区域交换功率值和停运支路编号2部分,二者以不同方式分别进化。计算过程中,不可行粒子用于得到ATC的值并对其采取校正措施来加快得到ATC的速度,可行粒子用于判别严重支路。计算终止时得到区域间ATC、关键支路和对ATC影响较大的严重支路集。在IEEE118节点测试系统上,通过与其他计算ATC的方法相比较,表明该算法可以准确捕获严重支路集并得到ATC的值。

风电外送断面极限输电能力的非参数回归估计

大规模风电的随机性和间歇性导致基于典型方式计算的通道极限输电能力(total transfer capability,TTC)有效性降低。提出一种TTC非参数回归估计技术,通过风电与负荷场景聚类形成代表性中心,采用二分法重复潮流计算各场景下含稳定约束的断面TTC值,提取各场景与所属中心场景间的属性偏差及TTC偏差作为特征数据样本,经过相关性检验与非参独立筛选后,利用基于三次B样条函数展开的Group Lasso算法对TTC偏差进行非参数回归估计。算例验证表明,该方法具备较强的非线性泛化能力,能以较高精度提取输电断面TTC运行规则的显性表达式,与传统方法相比具有更丰富的信息输出与更良好的解释性,可用于含风电外送断面电力系统TTC的在线快速估计。

考虑风险和收益平衡的输电断面供电方案优化

基于N-1静态安全约束校验模型的传统输电断面最大输电能力(total transfer capability,TTC)计算结果所确定的电网供电方案过于保守,为此,提出考虑供电收益和风险的电网供电方案多目标优化模型,综合考虑电网的风险、经济指标,引入风险模型和获益模型,对电网供电方案进行多目标优化,并应用多目标粒子群算法和主观权重结合熵权的余弦排序进行求解与决策。实际算例的仿真结果表明该模型和方法的有效性和可行性,技术人员可根据实际需要对方案进行分析选择。

风电和抽水蓄能联合送出时大型风电最优入网规模研究

风电与抽水蓄能电站联合运行有利于减少弃风电量,降低风电波动对电网运行产生的不利影响。从经济效益和运行效益两个角度出发,计及风蓄联合系统(wind power and pumped hydro storage,WP-PHS)接入电网的输电极限约束,构建了以风蓄联合系统经济效益和风蓄联合系统送出功率平稳为优化目标的大型风电和抽水蓄能电站协调的多目标优化模型。基于上述模型设计了风电入网最优规模计算方法,该方法通过对不同风电规模下各优化目标的比较来获得风电最优入网规模。应用上述方法对某大型风电基地和抽水蓄能电站进行仿真分析,结果表明,风电最优入网规模的确定有助于降低弃风电量,减少风电的盲目装机,提高风电运行的安全性和经济性。

综合负荷动静比例对电网传输功率的影响分析

电力系统仿真计算中,综合负荷的动态和静态成分所占比例对电网的暂态极限有着重要的影响。文章根据湖南电网的实际特点和电网结构以及运行情况,研究了综合负荷模型中不同感应电动机比例对湖南电网南北断面南送功率传输极限的影响,分析了综合负荷模型与恒阻抗加恒功率的静态负荷模型应用于湖南电网对断面南送功率极限的不同影响,并在此基础上分析了综合负荷模型和参数变化对电力系统稳定水平影响的机理,最后对湖南电网负荷模型和参数的选取提出了建议。

基于潮流贡献度方法大规模风场接入系统N-1热稳定分析

针对N-1热稳定问题,应用电力系统商业软件PSASP,提出了一种基于潮流贡献度方法并考虑N-1断面热稳定约束极限的调整风场目标出力的方法。应用该方法对赤峰电网2008年和2010年典型风电大发运行方式的热稳定问题进行了分析计算,发现了赤峰电网的热稳定薄弱环节,并确定了该地区内风电场在线路发生N-1热稳定过载时需要拉限总容量及各个风场所需要拉限的容量。分析结果表明该方法快速、准确,适用于大规模风电接入的电网系统。