含分布电源配电网多时段线性化二阶锥松弛算法研究

针对分布式电源接入配电网影响系统电压分布和潮流分析、造成系统电能质量下降的问题,建立系统优化模型,对系统电压、潮流进行分析与优化,提出含分布式电源的配电网多时段线性化二阶锥松弛优化算法。对分布式电源接入的配电网进行潮流分析,建立分布式配电网最优潮流优化模型;对分布式配电网潮流优化模型进行简化处理,针对潮流分析中非凸非线性,提出多时段二阶锥松弛优化算法;针对电容器组、有载调压变压器的非凸非线性问题,进行分段线性化处理。仿真结果表明,提出的算法能合理调度有载调压变压器、电容器组和分布电源的出力,有效降低网损,减小电网电压偏差。     

独立交流微电网有功无功联合优化调度

微电网中的线路阻抗呈阻感性,线路的有功功率和无功功率存在较强的耦合关系并产生相互影响,在容量高、规模较大的微网系统中,若有功优化调度时不考虑潮流因素会造成远端节点电压、频率偏移的现象。为了提高电能质量,文中在微网经济调度中考虑潮流约束以实现有功无功的联合优化。以系统综合运行成本和环境成本最小为目标,以潮流平衡为约束条件,建立了考虑系统网损和弃风弃光约束惩罚的微电网优化调度模型;将牛顿拉夫逊法和遗传算法相结合对算例进行求解。仿真表明,考虑潮流约束的有功无功联合优化调度不仅可以降低系统的经济成本和环境成本,而且可以降低系统网损和抑制远端节点电压偏移。     

基于最优潮流的最大传输能力计算

针对电力市场环境下最大传输能力(TTC)的计算问题，提出了一种新的基于最优潮流(OPF)的TTC计算方法．该方法建立了考虑发电机优化调度以及系统负荷变化模式的用于TTC计算的数学模型，并采用基于信赖域内点法的OPF算法求解，由多步中心校正原一对偶内点法连续求解线性规划子问题，通过信赖域决定线性化步长的选取．对IEEE30节点系统在不同数学模型下计算结果进行比较，验证了提出的TTC计算方法的有效性和实用性；与连续潮流(CPF)计算结果进行比较，结果表明OPF方法可以避免CPF计算TTC较为保守的缺点．     

基于最优潮流的配电网络重构

本论述在最优潮流的基础上考虑了配电网络重构问题,建立一个综合考虑最优潮流和配电网重构的优化模型。配电系统必须保证对辐射状配电网负荷的正常供电,因此除了考虑经典最优潮流的约束外,本论述在数学模型中加入简易可行的配电网的辐射状约束,并进行分析和算例验证。配电网络重构是一个含有0-1变量的混合整数非线性规划问题,本论述用分支定界方法,采用GAMS平台的SBB求解器,对此模型进行求解。通过对IEEE-33节点算例和美国PGE-69节点的测试系统仿真,结果表明此模型可以有效的降低系统有功网损,提高了系统的供点电压质量,保证配电系统的安全经济运行。     

含网损模拟的DCOPF对参考节点的依赖性及电力网欠秩问题

智能电网的发展,使基于DC潮流并模拟网损(简称“有损”)的OPF被日益广泛应用。但至今,该OPF所得发电功率的解对参考节点的依赖性仍缺乏深入研究。为此,文中先构建基于DC潮流雅可比逆阵的直接网损模拟公式,再构建基于DC潮流并直接模拟网损的OPF模型,然后通过仿真就这种OPF所得发电功率的解对参考节点的依赖性展开深入分析。结果表明,这种OPF所得发电功率的解对参考节点有依赖性、且该依赖性对线路潮流极限约束很敏感。该依赖性的主要根源是模型中采用了丢参考节点的雅可比矩阵方程,这导致“用参考节点对地短路电网的电气量关系替代原始电网电气量关系”的原理性缺陷。这种OPF运用于电力系统调控时调节次数多、效能低。最后归纳出一类电力网欠秩问题,指出该类问题在已有电力系统理论范畴内尚无方法求解、探讨其解法对提高电力系统运行性能有重要意义。     

改进粒子群算法的风电场多目标无功优化

采用基于场景的思想确定了风电机组功率输出,通过在潮流计算中增加对风电场节点电压的迭代解决了含风电场的潮流计算问题。建立了有功网损最小、电压偏差最小、静态电压稳定裕度最大的多目标无功优化模型,提出了多目标归一化处理方法,通过改变各分量权重系数解决了多目标无功优化问题。分析了基于遗传交叉因子的粒子群优化算法,通过父代的遗传交叉产生代表解的新粒子,有效避免了粒子解陷入局部最优。算例表明,该模型和算法可有效解决含风电场的多目标无功优化问题。     

含禁止区间的电力系统经济调度求解方法

发电机的物理限制可能在一些区域使得轴承振动放大,为此需对传统电力系统经济调度模型中设置发电机运行的禁止区间。对于忽略网损的简化模型,该问题可转化为混合整数二次规划模型,并采用分支定界的方法求解;当考虑非线性网损后,根据B系数法将网损表示为二次形式,同时利用交替间断点构造连续插值函数并建立了非线性非凸优化模型,以忽略网损模型的优化解为初值,采用内点法求解该模型,得到最终的优化解。采用6机和15机系统进行测试,并与已有的10种方法进行对比,结果表明了该文所提方法的有效性和快速性;最后对200机大规模系统进行测试,给出了计算时间复杂度的分析。     

基于改进遗传算法的电力系统最优潮流

电力系统最优潮流问题（OPF）是多目标、多控制变量的混合非线性优化问题,能否实现离散变量的精确处理,将直接影响其计算。结果是否真正符合电力系统的实际状况．能否指导实际电网运行方式的规划问题。遗传算法是解决多目标混合优化问题的全局优化算法,可以实现离散变量的精确处理,其不足是优化时间长、易于收敛于局部极值点等。为解决传统遗传算法的搜索时间长,易落入局部极值点的不足,本文对传统遗传算法的一些遗传操作做了一些改进,经IEEE30节点标准电网数据计算分析,证明其优化结果比传统遗传算法更优。     

风、光、燃、储多源互补微电网的日优化运行

为了提高微电网经济运行水平,首先,针对粒子群算法前期容易早熟收敛的问题,提出了一种分段非线性惯性系数调整的方法,在此基础上,将Metropolis接受准则加入粒子群算法中,增加粒子跳出局部最优解的概率。采用改进算法及其相关的3种算法对4个基准函数作优化对比测试,验证了改进算法的有效性和可靠性。然后,以微电网发电成本最低和环境效益最优为目的,考虑了实际微网运行的约束条件,建立了包含有光伏阵列、风力发电机、微型燃气轮机、燃料电池、蓄电池的多源互补微电网日优化运行数学模型。最后,将改进算法与标准粒子群算法分别用于微网日运行优化模型求解,验证了采用改进算法能够使微网获得更佳的综合效益。     

基于灵敏度分析的无功补偿装置动作顺序研究

文章建立了以有功网损最小为目标函数的无功优化数学模型，利用非线性规划最优潮流算法进行了优化计算。并且研究了无功补偿装置采用不同的动作顺序对有功网损最小化的控制效果，提出了以有功网损控制效力为灵敏度指标的无功优化控制策略。Ward＆Hale 6节点系统和IEEE-14节点系统验证了算法和控制策略的有效性。     

基于序列二次规划-过滤器法的最优潮流研究

针对约束条件苛刻时,单独采用内点法求解最优潮流(optimal power flow,OPF)可能不收敛的问题,本文提出一种新方法--SQP-Filter算法求解最优潮流问题.该方法在序列二次规划的基础上.引入过滤器技术作为判断是否接受迭代点的标准.在求解OPF同题时,首先将OPF模型转换为二次规划子模型并求解,得到试探步,由信赖域决定步长,采用过滤器决定是否接受新的迭代点.IEEE-300节点等4个标准系统和一个实际系统的仿真计算表明:本文所提出的算法计算结果与现代内点法解OPF问题的结果一致,在约束条件苛刻时,本文所提出的算法具有更好的收敛性.     

电力系统运行中潮流稳定计算新思路研究

本文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。     

基于前推回推的微电网潮流

为研究微型电源的投入对整个微电网的电压和网损的影响,采取理论分析和仿真的方法,分析了几种常见微源的特点,并建立了其潮流分析模型,处理PV节点时引入了无功电流补偿法,处理系统的拓补结构时采用了节点分层的办法.研究结果表明:经过改进的前推回推潮流计算方法适应于微电网潮流计算,微电源接入电网时,对系统电压的影响随着其与源节点之间的距离的增大而增大;对系统网损的影响,与其接入电网的位置、电源容量与节点负荷间的相对大小有关.该研究成果对微电网的规划设计有一定的参考价值和指导意义.     

基于分布式神经动力学算法的微电网多目标优化

针对微电网多目标优化计算量较大的问题,提出了一种考虑需求响应的微电网分布式神经动力学优化算法.首先,考虑平均效率函数、微电网的排放、需求响应引起的不满意度以及总利润函数等因素建立多目标优化模型.其次,应用单目标积公式将多目标优化问题转换为单目标优化问题,并证明了最优解是原始多目标问题的帕累托最优点.再次,使用对数障碍物惩罚因子处理不等式约束,利用Lasalle的不变性原理和Lyapunov函数证明所提出的算法可以收敛到最优解.最后,通过仿真验证了本文算法可以在保证优化精度与收敛性条件下,大大降低计算成本.     

大规模风电外送的地区电网风电网损及运行优化研究

风电作为一种新型可再生能源,已经成为可持续发展战略的重要组成部分。但风电并网也给电力系统带来了新的挑战。为研究大规模风电外送对地区电网网损的影响,本文针对大规模风电外送的特点,给出一种风电网损计算模型,通过定量计算风电网损来评估风电给地区电网造成的影响;并建立基于大规模风电外送电网的最优潮流模型,通过优化电网的控制变量来达到电网线损率最小的目标,应用关联规则和K-means法分析优化变量与风电对断面降损空间的影响。以北方某地区实际电网为算例进行仿真,结果表明大规模风电外送对给地区电网带来很大的损耗;当风电波动较大时,现有电网容易偏离最优运行状态,此时的运行状态具有进一步降损空间。     

基于参数控制变量最优潮流算法在电力系统配网无功优化中的应用

在电力系统配网无功优化计算中,由于总的无功最优补偿容量无法确定,所以传统的等网损微增率方法无法得到一个较优的补偿方案;另外,在配网的实际运行中,当电压偏差较大时,有载调压变压器往往作为调节电压的手段而对无功功率的分布产生影响,这也使得等网损微增率方法难以实现.为了解决该问题,提出了一种将基于参数控制变量的最优潮流算法作为主要手段的新型无功优化方法.该方法以最小化平衡节点的注入功率为目标函数,将并联补偿的电容器组的电纳值和可调变压器的变比作为控制变量,在计算过程中计入了由于进行无功补偿所造成的网络参数变化,从而提高了计算精确度.最后给出了该方法应用于IEEE-30节点系统的计算实例.     

基于PSASP的同煤电网最优潮流分析

以大同煤矿电网经过多年的改造与扩建,虽已经形成了一个完整的供电系统,但很多变电站的变压器为国家73标准和86标准变压器,导致大同煤矿供电系统网损过高,为了降低大同煤矿电网损耗,使整个大同煤矿供电网在经济、合理的状态中运行,节约电能、降低电力成本、提高企业经济效益,利用PSASP电力系统综合仿真程序对大同煤矿电网进行潮流分析和网损分析,获得了大同煤矿电网的改造方案.通过最优潮流建模,使用PSASP建立最优潮流作业,以网损最小的目标函数进行最优潮流计算,获得最优潮流计算结果,结果表明:大同煤矿电网总有功损耗减小了3.52%,总无功损耗减小了3.48%.     

多目标模糊优化潮流模型及其基于神经网络的算法

提出了一种计算交流潮流的多目标模糊优化模型，模型中，同时考虑了发电费用最少及网损最小等多重目标，针对该模型，还提出了一种基于神经网络模型的新算法，该算法分别采用神经网络模型进行模糊集隶属函数的表达及优化问题的求解，从而将模糊优化同神经网络有机地结合起来，通过算例对所提模型及算法进行了验证。     

一种考虑可靠性指标的最优潮流模型

提出一种考虑可靠性指标的最优潮流模型.该模型能考虑系统中的随机因素,通过z变换法构造电力系统的可靠性指标约束,将该约束添加到经典最优潮流(OPF)模型中共同求解,从而使电力系统的调度或控制能在满足一定的失负荷概率(LOLP)指标的前提下实现最优运行.所提模型是一个典型的非线性规划模型,采用内点算法求解.通过RTS-24系统仿真测试以及随机生产模拟程序分析发现,与经典OPF得到的发电计划相比,考虑可靠性指标后电量不足期望值下降了31.48%,而生产成本仅上升了14.39%.因此,所提模型能使系统的调度综合考虑可靠性和经济性,运行方案更实用.     

含热电联合系统的微电网运行优化

为了提高微电网的经济运行水平,提出考虑分时电价并计及制热收益的微电网多目标能量调度模型,该模型以微网发电成本最低与环境效益最优为目标。首先,利用权重系数将多目标经济调度问题化成单目标优化问题。其次,针对遗传算法局部搜索能力差的问题,提出了天牛须搜索算法改善遗传算法的变异操作,利用自身对空间的判断,加强局部搜索能力,在此基础上将Metropolis接受准则加入天牛须搜索算法中,增加变异的概率。最后,以一个微电网为例,将改进的算法与标准遗传算法进行对比,验证了所改进的算法的全局最优解的搜索能力,使得微网获得更佳的综合效益,降低了系统经济运行成本。