考虑风电条件风险的水火风联合调度模型及求解

在“双碳”战略和高比例可再生能源并网政策背景下,为准确量化风电等新能源消纳成本及其随机性造成的风险损失以支持电力调度决策,采用CVaR建模风电随机性造成的弃风和弃负荷条件风险值,并应用Copula函数计算连续马尔可夫链风速模型预测风电出力,建立风电不确定风险损失、发电成本和污染排放最小的水火风电短期多目标调度模型。并通过可变外部种群规模、增强局部搜索能力和基于K近邻距离的精英种群淘汰规则3方面改进SPEA2算法以对该模型进行高效求解。仿真结果显示CVaR能很好建模风电不确定风险,并通过改进SPEA2找到更好的Pareto最优解集。

基于双阶段搜索的约束进化多任务优化算法

高效地平衡算法的多样性、收敛性和可行性是求解约束多目标优化问题(CMOP)的关键;然而,复杂约束的出现给该类问题的求解带来了更大的挑战。因此,提出一种基于双阶段搜索的约束进化多任务优化算法(TEMA),通过完成两个协同进化的任务实现多样性、收敛性和可行性之间的平衡。首先,进化过程由探索和利用两个阶段组成,分别致力于加强算法在目标空间的广泛探索能力和高效搜索能力;其次,设计一种动态约束处理策略以平衡种群中可行解的比例,从而增强算法在可行区域的探索能力;再次,提出一种回退搜索策略,利用无约束Pareto前沿所包含的信息指导算法向约束Pareto前沿快速收敛;最后,在两个基准测试集中的23个问题上进行对比实验。实验结果表明,TEMA分别在14个和13个测试问题上取得最优反世代距离(IGD)值和超体积(HV)值,体现出明显优势。

考虑消纳水平的新能源配套储能和输电通道容量协调优化配置

随着以风光为代表的可再生能源发电比例迅速提升,风电场、光伏电站出力的不确定性和波动性给电力实时平衡带来了极大的挑战,配置合理规模的储能可以保障经济性并提高新能源利用率。为此,针对容量已知的新能源电站,提出了一种配套储能和传输线路容量协调优化配置的机会约束规划模型,以储能和传输线路建设成本最小化为目标,以年新能源弃电率不超过规定的指标为机会约束。由于机会约束非凸且缺乏显式表达,基于条件风险价值将机会约束对应的可行域保守转换为线性约束,得到易于求解的线性规划问题,并量化分析了规划方案对新能源场景概率分布的鲁棒性。算例分析结果表明,所提规划模型可以有效地解决考虑新能源消纳能力的储能和传输线路容量配置问题,通过合理配置储能可以降低传输线路的容量从而节约总投资成本。

省级电网最大供电能力优化调度研究

高比例新能源接入电网后,电网安全稳定受多重不确定性因素的影响显著提升,为在新能源大幅度波动造成功率缺口的场景下快速形成功率调整方案以维持源—网—荷动态平衡,亟需量化评估电网的最大供电能力。为此,以供电能力最大、重要断面最小断面裕度最大作为优化目标函数,以电量平衡、片区备用容量、断面裕度作为约束条件建立省级电网最大供电能力评估场景模型,分别采用多阶段的约束多目标进化(CMOEA-MS)算法和带精英策略的快速非支配排序遗传算法NSGA-Ⅱ求解模型,并基于解集的收敛性、均匀性、广泛性3个指标对两种算法的解集质量进行评价。算例仿真结果表明,CMOEA-MS算法在求解所提模型时超体积值更大、性能更好,能有效提高省网的最大供电能力。

基于条件风险价值理论的综合能源系统优化调度

针对综合能源系统调度过程难以兼顾不同能源的调度条件,导致能源调度准确性较差的问题,提出基于条件风险价值理论的综合能源系统优化调度.分析以电、热、气为主的综合能源系统结构和响应过程,探究系统的不确定性供能因素.根据条件风险价值理论建立最优调度目标函数,将能量平衡、功率限制和储电设备容量等作为约束条件,构建优化调度模型.利用粒子群迭代方法求解模型,获取粒子的速度与位置更新方程,得出最佳调度结果.结果表明,所提方法能够准确预测出能源需求量,将输出能源控制在合理范围内,降低系统运行风险,提高经济效益.

修正免疫克隆约束多目标优化算法

针对约束多目标优化问题,提出修正免疫克隆约束多目标优化算法.该算法通过引进一个约束处理策略,用一个修正算法对个体的目标函数值进行修正,并对修正后的目标函数值采用免疫克隆算法进行优化,用一个精英种群对可行非支配解进行存储.该算法在优化过程中,既保留了非支配可行解,也充分利用了约束偏离值小的非可行解,同时引进整体克隆策略来提高解分布的多样性.通过对约束多目标问题的各项性能指标的测试以及和对比算法的比较可以看出:该算法在处理约束多目标优化测试问题时,所得解的多样性得到了一定的提高.同时,解的收敛性和均匀性也得到了一定的改进.

区域微电网群两级能量调度策略优化研究

针对现阶段微电网能量管理技术发展趋势,在满足其内部经济调度的基础上,还需要关注微电网间的能量互补机制。对并网型区域微电网群提出了一种两级能量优化调度模型。引入条件风险指标(CVaR)衡量可再生能源与负荷预测误差对调度方案造成的影响,结合微电网运行收益,作为微电网内部能量调度的优化目标;采用多目标粒子群优化算法(MOPSO)进行求解,研究收益风险比作为优化调度策略的筛选指标,提出微电网内部能量优化调度策略;以区域微电网群公共并网点有功功率梯度变化最小化为前提,获得最佳微电网净功率组合方案,由此平抑微电网群对配电网造成的功率波动;考虑电力传输距离制定了微电网间净功率互补机制,提高功率传输效率。算例仿真结果表明,该模型能够合理实现微电网内与微电网间经济运行与功率平衡,为微电网群日前调度计划提供了有效设计流程。

基于条件风险价值的含风电电力系统旋转备用效益研究

由于风电出力的波动性和间歇性,大规模风电并网使得旋转备用效益和风险的矛盾更加突出。考虑系统上、下旋转备用的容量成本和能量成本,以及因购买上旋转备用而减少的失负荷损失和因购买下旋转备用而减少的弃风损失,以期望旋转备用效益最大和系统损失的条件风险价值(CVaR)最小为两个目标,建立基于条件风险价值的含风电电力系统旋转备用效益-风险模型。采用蒙特卡罗法模拟实际负荷功率和风电出力的预测偏差,并改进多目标粒子群优化算法,用于求解得到期望旋转备用效益-风险有效前沿和日前旋转备用计划,以及不同可靠性水平、置信水平对期望旋转备用效益和风险的影响。最后,通过算例验证了该模型和算法的可行性。

热力过程控制系统多目标优化及其在机炉协调控制中的应用研究

目前采用的优化控制方法主要是基于优化单一的控制品质,对于整个控制系统而言,仅针对单一控制指标的优化是不全面的。为此,提出了一种控制系统的多目标优化设计方法:从控制系统整体优化角度出发确定控制系统的多个优化目标,并采用粒群优化理论对控制系统的多目标进行优化求解,以获得最优设定值;针对所建立的热工过程的全局模糊模型,提出基于模糊增益调度的受限预测控制策略,确保控制系统具有全局优化的能力。将多目标优化控制方法应用于火电机组的机炉协调控制系统中。经全工况升、降负荷的仿真试验表明,多目标优化控制方法的控制策略不仅能满足机炉整体的多目标要求,而且控制系统具有快速跟踪负荷变化的能力,控制品质优良。

碳减排环境下我国电力企业发电技术投资组合研究

如何选择适合的发电技术,降低投资风险已经成为电力公司面临的一个重要问题。以煤电(PC、IGCC)、核电、风电、碳捕捉与封存(PC+CCS、IGCC+CC)为未来发电技术代表,构建了"均值-CVaR"发电技术投资组合优化模型,结合中国实际数据,从投资组合的角度分析了不同情景下发电技术的投资组合优化问题。研究表明:发电技术投资组合主要选择PC、核电和风电三种技术,随着预期收益增加,PC比重逐渐上升、核电比重逐渐降低、风电基本保持不变,投资组合的风险也相应增加;CCS受到煤炭价格和碳交易价格波动的双重影响,风险较大且收益较低,通常被排除在最优投资组合之外。在此基础上,进一步探讨了气候政策、市场因素及投资比例限制对投资组合的影响。有助于电力企业了解碳减排环境下发电技术组合的潜在投资风险,选择合适的技术以及技术组合,进一步降低投资风险,提高投资收益。

动态模型铁路主要技术标准综合优化

本文根据铁路标准综合优化的设计思想,较为全面地考虑了铁路从施工开始到计算终止年度的整个铁路建设及运营过程,以限制坡度、最小曲线半径、站间距离、机车牵引力及铁路能力加强的过渡年度等10个因素为设计变量,用动态方法建立数学模型,用混合离散变量优化方法,研究一般山区铁路主要技术标准选择。

考虑风电的省级电网多类市场购电风险研究

电力市场环境下,风电和负荷的不确定性给省级电网的购电决策造成了重大的影响。考虑负荷电量、风电购电量和日前现货市场电价的不确定性,以期望购电成本最小和遭受损失的风险最小为目标,建立期望购电成本-损失风险模型。采用CVa R度量损失的风险,并通过多目标粒子群优化算法和模糊集理论求得最优折中解。通过算例计算,分析了风电对省级电网的购电成本、损失风险和各市场购电量分配的影响,以及风电电价对省级电网购电的影响;表明了该模型的可行性,为省级电网购电决策提供了参考,实现了期望购电成本和风险的最小化。

土地利用结构优化的实现与实证

土地利用结构优化是土地利用规划的核心内容。利用最优线性规划法进行土地利用结构优化,不仅能实现区域土地利用结构的定量分配,而且能反映区域经济发展的主导性、地域特殊性等。应用最优线性规划法对沁阳市的土地利用结构进行优化配置,取得了较好的效果。

有理Bézier曲面的降阶逼近

为了减少曲面表示的存储量,提高曲面计算的效率和稳定性,研究有理Bézier曲面的降阶逼近。分析了有理Bézier曲面降阶逼近的新问题,讨论了有理Bézier曲面的退化条件,基于权和控制顶点的扰动,给出了一种有理Bézier曲面降阶逼近的多目标约束优化新方法,利用此方法,将有理Bézier曲面降阶逼近问题转变为求解多目标二次规划问题。为便于求解,采用了分步约束优化方法并给出了数值例子。

电力市场环境下电力系统优化调度问题分析

文章分析了传统电力系统调度与市场环境下优化调度的不同之处,提出了电力市场环境下电网优化调度面临的新问题,指出了电力市场环境下电网优化调度中应该注意的一些问题。

机械加工中“切削用量的优化”方法探析

阐述优化选择切削用量的重要意义,并说明应用最优切削温度和最优化技术确定最优切削用量较为科学的方法。

调峰约束下省级电网购电组合优化模型研究

区域电力市场中,省级电网在省内及省外各能量市场的购电组合直接影响其收益与风险。考虑电价的多分布性,以加权条件风险价值(WCVaR)度量省级电网公司的购电风险,建立电网公司期望收益最大化和风险最小化多目标优化模型。在售电侧实施峰谷分时电价的背景下,计及省级电网的调峰约束,采用多目标粒子群算法(MOPSO)求解模型。算例表明,有无调峰约束及调峰盈余大小都对购电组合优化结果产生显著影响,购电决策时计及调峰约束能更真实地反映各组合的收益与风险,模型能为购电组合决策提供有效的参考方案。

Linear Programming图解法建模研讨

对仅有两个变量的Linear Programming,通过图解法求最优解。建立了数学模型并求得了最优解。从图解法可以直观地看出,仅有两个变量的Linear Programming的解有唯一最优解、无穷多个最优解、无界解和无可行解四种情况.若其有最优解,则必定会在其顶点上得到;若在多个顶点上得到最优解,则其有无穷多个最优解。

多损失WCVaR模型的等价性定理

研究了多概率分布簇下的多损失下的WCVaR (Multi Worst Conditional Valueat-Risk)模型等价性定理,根据概率分布簇的VaR测度值,定义了多损失下的WCVaR风险测度值和对应的多目标优化模型(MWCVaR),证明了多目标优化模型(MWCVaR)等价另一个多目标优化模型求解.对于有限分布簇情形,在一定条件下,证明了用有限个分布簇就可以近似计算多损失(MWCVaR)优化模型.

管理优化技术在施工中的应用

介绍了优化技术的三要素,以及管理优化技术的方法类型,以满约束条件的极值法为例,分析了围墙最优参数和桁架最优参数的确定方法,指出建立管理优化技术对于建筑施工实现目标最优值,具有指导作用。