基于序列运算的光储氢直流微电网随机优化规划研究

现阶段光储直流微电网建设运行成本高、缺乏整体规划,急须开展光储氢直流微电网的优化规划研究。文章考虑光储氢直流微电网中光伏电源输出功率的波动性以及负荷变化的不确定性,提出一种基于机会约束的光储氢直流微电网优化规划方法。基于机会约束规划,构建了以建设和运行成本最低为目标的光储氢直流微电网优化规划模型,优化微电网储能容量配置。通过序列运算将模型中含有随机变量的约束进行确定性转化,并在MATLAB中调用CPLEX求解器对模型进行求解。通过仿真计算分析,验证了基于序列运算算法的光储氢直流微电网优化规划方法的有效性和实用性。

基于序列运算的微网经济优化调度

针对微网运行中风机、光伏的不确定性及负荷的波动性,提出了基于机会约束规划的经济运行模型,以一定置信水平下满足备用作为可靠性概率约束。应用序列运算将随机变量转化为概率性序列,并通过卷和、卷差等运算使所有随机变量用一个概率性序列表示,从而可直接计算满足约束的概率,表示形式直观且避免了常用模拟法耗时、每次计算结果不一致的缺点。为降低微网运行成本,引入储发成本作为储能充电是否获利的判断指标,引导储能系统低谷电价时段充电,高峰电价时段放电。应用结合序列运算的遗传算法优化各微源有功无功出力,确定联络线交互功率,以此形成最佳运行方式。

序列运算的扩展及其数字特征

在已建立的序列运算理论基础上进行了进一步扩展。首先提出了一种新的序列运算———合并运算 ,分析了其相应的性质 ;提出了部分概率序列的概念及其与合并运算之间的关系 ,分析了部分概率序列的物理含义。这些内容作为原始的 4种序列运算的补充 ,已经在实际应用中发挥了重要作用。研究了序列运算的逆运算问题 ,提出了反卷和运算的计算方法和存在条件。给出了序列的矩与投影度的概念和数学描述 ,并着重研究了其运算性质。文中的结果 ,使得序列运算理论进一步完善 。

基于序列运算的风电可信容量计算方法

风电可信容量是衡量风电对电力系统可靠性贡献的重要标志,准确快速地评估风电可信容量具有重要意义。提出一种基于序列运算的风电可信容量计算方法。通过序列化的方法描述常规机组、风电机组以及负荷的随机性,并利用基本的序列运算实现了考虑风电出力的随机生产模拟,进而通过迭代计算风电可信容量。采用加入风电后的IEEE RTS-79算例测试了算法的有效性与快速性。结果表明,与传统蒙特卡罗法相比,所提出的计算方法在保证计算精度的情况下提高了计算速度。利用所提出的方法计算了江苏省千万千瓦级风电基地的可信容量,并研究了虚拟机组的参数对风电可信容量的影响规律。

基于序列运算理论的孤立微电网经济运行模型

针对风力和光伏发电出力的随机性,提出一种基于机会约束规划的孤立微电网经济运行模型。鉴于部分机会约束难以转化成确定性约束,根据序列运算理论,利用可再生能源出力的概率分布生成概率性序列,使模型中的机会约束转化成确定性约束的等价类。因此模型具有混合整数规划的线性结构,可兼容如TOMLAB类的优化工具求解。仿真结果表明,与随机模拟求解相比,该方法具有计算速度快且结果稳定的优势。另外,为了考察概率性序列的合理性,还讨论了不同离散化步长对计算结果的影响,并进一步验证了所提出方法的有效性。

不确定多市场环境下基于序列运算的发电商容量分配策略

在多元化的电力市场中,发电商面临的关键问题是如何在合约交易、日前交易、辅助服务交易的竞争市场中分配有限的发电容量,从而获得最大效益。作者提出了不确定市场环境下发电商的一种容量分配方法,该方法应用序列运算理论(SOT)描述了不完全竞争的市场模型;引入经济学的效用函数来描述不同决策方案的效益;选择效益最大的方案作为有限发电容量的最优分配方案。以IEEERTS为例,具体分析了发电商在合约市场、日前有功市场、旋转备用市场的容量分配问题。仿真结果表明所提出的方法能够合理地确定发电商的最优容量分配方案。

序列运算理论及其应用

为了更好地处理电力系统中的各种不确定性因素 ,文中从数学的高度建立了一套序列运算理论。提出了任意两个定义在非负区间上的离散序列之间的卷和运算、卷差运算、交积运算、并积运算 ,研究了它们的交换律、结合律、分配律等运算性质 ;与代数中的 1 ,0 ,∞相对应 ,提出了单位序列、零序列和无穷序列的概念 ,得到了它们的特殊性质。最后分析得到 ,这几种序列运算分别相当于代数中的加法、减法、乘法等运算。序列运算这一研究成果具有普遍的指导意义 ,可望在电力系统和其他领域发挥积极的作用 ,目前已经实现了适合于综合资源规划和电力市场的新的随机生产模拟算法 。

基于序列运算理论的随机生产模拟算法的实施

该文介绍了文献[1]所提出的随机生产模拟算法的实施与应用。其主要思路是,将生产模拟看作供应-需求的匹配过程。整个计算既可以基于时序负荷曲线进行,也可以基于持续负荷曲线进行,还可基于期望值理论,计算各个单一资源和单一需求的可靠性和经济性指标,同时分析了其它指标的计算方法、算法的存储量和计算技巧等。同时,应用该文方法能较方便地分析传统随机生产模拟的一些结论。对于传统的模拟问题,通过对IEEE-RTS实际算例的计算以及与 已有算法结果的比较,取得了一致的结果,证明了本算法的正确性。文中方法还可以突破传统随机生产模拟方法的局限,应用于综合资源规划、电力市场之中。该文通过区分多种负荷类别的算例说明了方法的适应性。

基于序列运算的随机直流潮流改进算法及实例分析

随着风电并网容量的增加,风电出力的不确定性已成为影响电力系统安全的重要因素,在进行系统潮流计算时,必须考虑风电出力的不确定性影响。以国内学者所提出的基于序列运算理论的随机潮流计算方法为基础,对含有风电场的电力系统的随机潮流计算方法进行改进,全面考虑风电场出力、常规机组停运、负荷需求及线路故障的不确定性,得出系统有功不平衡及各支路潮流的概率分布情况,准确反映电力系统的运行状态。计算结果表明,所提出的改进随机潮流算法和蒙特卡罗法计算结果是一致的,而在计算速度上则具有很大优势。

基于扩展序列运算的含不确定性需求响应电力系统优化调度

未来高比例可再生能源的随机性给电力系统运行带来了前所未有的挑战,灵活性资源的不足限制了可再生能源的发展,柔性负荷可作为一种灵活性资源参与电力系统的调峰和备用。文中根据响应机制的不同,将柔性负荷分为激励型负荷和价格型负荷两种。基于扩展概率性序列运算理论,分别建立表征激励型负荷和价格型负荷响应不确定性的概率模型,表征风电出力不确定性的概率模型也随之建立。在此基础上,以应对风电波动性和随机性为背景,基于风险约束和风险成本理论,构建了同时考虑风电出力和需求响应不确定性的电力系统日前优化调度模型。针对构建的随机优化问题,文中通过序列运算对机会约束条件进行转化,将其转化为一个约束条件为线性的确定性优化问题进行求解。最后,通过仿真算例验证了模型的有效性,并分析了序列运算应用于不确定性问题的实用价值。

结合PSO与序列运算理论的微电网的优化配置

考虑到独立微电网优化配置中风光出力的随机性和负荷的波动性,建立以综合经济成本为优化目标函数的机会约束规划模型,满足供电可靠性、能量过剩率等约束条件;应用序列运算理论将随机变量离散为概率序列,将概率序列与粒子群算法中的粒子相结合表示出每时刻风光共同出力和等效负荷的概率序列,从而将机会约束规划转变为确定性计算优化求解微源的安装数量。此方法使得优化配置结果更为精确具体,并且避免了传统模拟法的耗时和每次求解结果不相同的缺点。

基于序列运算理论的购售电主体市场风险评估

传统的市场风险评估一般侧重于售电侧,忽略了市场风险的成因与内在规律,不能如实反映出购售电主体所面临的风险。文中利用序列运算理论建立了购售电主体报价行为的不确定性模型,基于市场模拟的方法,分析其他购售电主体报价策略的可能变化及其对被评估市场主体成交结果产生的影响,并依据效用函数建立了相应的风险评估指标,从成交电价与成交电量2个方面综合地评估市场风险;最后利用具体算例验证了所提出的方法的合理性。

序列运算的算法复杂性分析

序列运算理论在解决复杂不确定性问题方面已获得了大量的应用。序列运算的算法复杂性及其与其他不确定性分析方法相比较的结果,都为序列运算理论提出了值得深入研究的问题。以电力市场风险评估为例,根据序列运算与蒙特卡罗法的基本原理,分析了两者的算法复杂性,并以算例准确地比较了相同精度下2种算法的实际计算量。研究结果表明,在电力市场风险评估方面,基于序列运算理论的评估方法不仅计算量较小,并且存在相当的计算优化空间,验证了序列运算的优越性。

基于混沌系统和DNA序列运算的新型图像加密

针对数字图像加密算法复杂度高、安全性较差等问题,提出一种基于混沌系统的新型DNA混合图像加密算法。通过对相关算法进行研究,将混沌系统与DNA序列运算(延长运算、删除运算、缺失运算、插入运算)进行结合。根据DNA序列运算的思想,通过Chen和Lorenz混沌系统对原始图像执行DNA加法运算,成功得到了加密图像。仿真结果表明,与其他算法相比,该算法不仅加密效果好、安全性高、密钥量大,同时还具有很好的初值敏感性和抗攻击能力等优点。

一种改进序列运算算法及其在风电出力分析中的应用

针对不同受限情况下风电场出力的概率性序列具有极大相似性的特点,文中对序列运算理论进行了进一步扩展。首先提出了一种新的序列运算——分离运算,分析了其相应的性质;提出了概率变化序列的概念及其与分离运算的关系,分析了概率变化序列的性质及物理意义;以概率变化序列在风电出力分析中的应用为例,详细讨论了概率变化序列的使用方法。仿真结果表明,使用概率变化序列进行计算,可以充分利用相似性序列的特点,以已有计算结果为基础,大幅降低计算量,提高计算速度。文中所得结果具有普适性,可应用于其他含相似性序列的寻优问题中。

模糊性序列运算及其在电力外送能力分析中的应用

针对序列运算理论在实际应用中的多重不确定性问题,利用模糊理论的研究成果,将离散型模糊变量的基本概念予以拓展,分别提出与模糊集和与元素相对应的1维模糊性序列以及多维模糊性序列的定义,并且给出模糊性序列的基本性质与形成方法。在此基础上,考虑到多重不确定性的研究需要,提出概率模糊序列的定义及其隶属函数,并且研究概率模糊序列运算的计算方法和期望值。最后,利用算例说明所提出的模糊性序列及运算过程。

基于改进序列运算理论的有源配电网概率潮流计算

针对有源配电网中分布式电源出力的不确定性和相关性对系统潮流的影响,提出了一种基于改进序列运算理论的新型概率潮流算法.首先,采用多变量非参数核密度估计方法构建了一种计及日输出功率时序特性的分布式电源出力概率模型;其次,为了将分布式电源出力概率模型序列化,在多维序列理论的基础上,提出了改进的相关性概率序列运算方法,并与传统的线性化潮流计算方法相结合,求得系统潮流的概率分布信息;最后,针对上述所提理论和方法,采用改进的33节点配电系统进行仿真验证,仿真结果表明,所提方法具有较高的计算精度和较快的计算速度.

DNA序列高维空间数字编码的运算法则

DNA序列的高维空间二进制数字编码 ,除可以对DNA序列的碱基结构、功能基团、碱基互补、氢键强弱等性质进行编码之外 ,还可以方便地进行数学运算和逻辑运算。DNA序列高维空间数字编码的运算法则是 :(1)根据DNA序列数码的奇偶性质 ,可以推导出其与末位碱基的对应关系。当DNA序列S的数值X(S)=4n ,4n +1 ,4n +2 ,4n +3时 ,其末位碱基依次为C ,T ,A ,G ,(n=0 ,1 ,2 ,…)。(2)提出DNA序列高维空间的表观维数Nv,数值维数Nx 及差异维数Nd 的概念。当Nd =0时 ,首位碱基为A或G ,当Nd =2n或2n +1(n=1 ,2 ,…)时 ,首位碱基为(C)n 或(C)nT。(3)推导出DNA序列点突变(单核苷酸多态性SNP)的运算法则。(4)推导出DNA重复序列(Tandemrepeat)的运算法则。(5)提出DNA子序列(subsequence)的概念并定义DNA子序列的定值部Xi(digitalvalue)和定位部Qi(locationvalue)及其计算公式。(6)推导出DNA序列的延长运算、删除运算、缺失运算、插入运算、转位运算、换位运算和置换运算等的运算法则。(7)通过按位加运算求得DNA序列的汉明距离dh,碱基距离dh′ ,基团距离dh″和共轭距离dG 以及这些距离的意义与联系。(8)分析结果表明DNA序列的数字编码比常规的字符编码在数学运算上具有明显的优越性。

基于序列运算理论的微电网正负旋转备用容量优化

考虑风电、光伏出力及负荷波动的随机因素,引入序列运算理论对风、光出力偏差以及负荷波动偏差的概率分布模型进行卷和及卷差运算,得到各时段净负荷概率密度函数的离散序列。在此基础上,优化满足机组爬坡等约束条件的不同可靠性水平下的微网系统正、负旋转备用。以日运行发电成本和环境成本最小为目标函数,优化可控机组出力、蓄电池的充放电以及可中断负荷。采用改进的人工蜂群算法(ABC)对模型进行求解。提出考虑微网期望停电损失、期望切风光损失费用和正、负旋转备用成本的综合经济效益CEB指标,以该指标为依据综合评估微网系统在可靠性指标为何值时旋转备用经济效益可达到最大。最后算例验证模型和算法的可行性。

基于序列运算理论的含风电系统低碳经济调度

提出了基于序列运算理论的含风电系统的低碳经济调度模型。考虑到负荷预测以及风电出力的不确定性,采用序列运算理论对不确定性因素建模。所提调度目标以系统综合成本最小为目标,调度模型包含系统发电成本、碳排放成本以及缺电损失成本,采用BCC算法对所建模型进行优化求解。建立了1个传统调度模型以便比较,通过比较2种调度模型的关键指标,表明所建模型更加经济低碳。