暂态稳定约束下极限传输能力的计算

提出了计算暂态稳定性约束下极限输电能力(TTC)的模型和方法。该TTC模型把求解过程分解为暂态稳定最优控制和最优潮流意义上的TTC两个子问题。暂态稳定最优控制把故障暂态稳定功角约束转变为其相关机组的有功输出不等式约束。交替求解上述两个子问题，可最终求得暂态稳定性约束下的TTC值。该方法的特点可用成熟的静态TTC方法计算暂态稳定性约束下的TTC。同时提出了“故障分层”和“有效故障”的概念。所提出的TTC方法仅对“有效故障”进行，有效地减轻了计算负担，提高了计算速度。在典型的10机新英格兰系统上的计算结果表明了该算法的有效性和合理性。     

考虑换流站损耗特性的交直流系统多目标无功优化控制

交直流互联系统中各个直流输电通道在输送大量电能的同时,也会产生很大的电能损耗。通过协调优化多回超/特高压直流输电系统的电压无功控制措施,能够有效地降低整个交直流系统运行的损耗电量。提出一种考虑换流站详细损耗特性的交直流系统多目标无功优化控制方法,以包括换流站内部各主要设备损耗的整个交直流输电系统总网损和所有关键节点电压偏差平方和的最小化为目标,建立交直流互联系统的多目标无功优化控制模型。提出一种自适应加权和算法,结合GAMS/CONOPT解法器求解得到多目标优化问题的均匀分布的帕累托最优解集。并根据各个最优解的模糊隶属度和熵权信息从帕累托前沿曲线中确定出折中最优解,作为多目标无功优化控制方案。通过对某个6056节点交直流互联系统的计算表明,所提出的算法求得的帕累托最优解集分布均匀,且所获得的多目标无功优化控制方案能够有效降低换流站运行损耗,提高关键节点的电压质量。     

电力市场环境下基于人工鱼群算法的无功优化研究

在电力市场条件下,传统无功优化的目标函数应作相应的修改,由原来的一次能源消耗量最小转变为经济利益最大。由于无功电量要定价,所以电网公司购买无功电量的支出应计入目标函数。以有功网络损耗费用和无功费用综合最小为目标函数,应用人工鱼群算法(AF-SA)求解该无功优化模型,并结合动态调整罚函数法,将无功优化问题转化成一个无约束求极值问题,有效提高了AFSA算法的全局收敛能力和计算精度。以IEEE30节点电力系统为例进行了仿真计算,结果表明该模型和算法的正确性、适用性和较好的经济性。     

暂态稳定约束下极限传输能力的计算

提出了计算暂态稳定性约束下极限输电能力(TTC)的模型和方法。该TTC模型把求解过 程分解为暂态稳定最优控制和最优潮流意义上的TTC两个子问题。暂态稳定最优控制把故障暂 态稳定功角约束转变为其相关机组的有功输出不等式约束。交替求解上述两个子问题,可最终求 得暂态稳定性约束下的TTC值。该方法的特点可用成熟的静态TTC方法计算暂态稳定性约束 下的TTC。同时提出了"故障分层"和"有效故障"的概念。所提出的TTC方法仅对"有效故障"进 行,有效地减轻了计算负担,提高了计算速度。在典型的10机新英格兰系统上的计算结果表明了 该算法的有效性和合理性。     

风火打捆交直流外送系统区域间输电能力评估

风火打捆交直流外送是一种重要的输电形式，风电出力的波动性以及交直流混联的输电方式对其区域间输电能力的计算提出了新的要求。首先建立了风火打捆经交直流输电通道送往同一受端区域的系统模型；考虑到系统无功充裕度问题，建立了基于改进连续潮流算法的最大输电能力（TTC）计算模型，完成了对其单一样板值的快速求取；在此基础上，综合考虑风电固有的波动特性以及系统内各种不确定因素，采用非序贯蒙特卡洛仿真法对区域间输电能力进行概率评估，并通过实际算例进行验证，发现交直流混联的输电形式可以提高系统的区域输电能力，在合理范围内通过增加风火打捆比例可以提高区域间输电能力，但是当风火打捆比例较高时，只有对现有网架结构进行改造升级，提高线路的输电容量，才能进一步提高系统的TTC水平。     

大型风电场的最优无功控制

在基于鼠笼式感应发电机(SCIG)和静态无功补偿器(SVC)的风电网络中,风速的变化导致风功率变化,为了优化电压分布,需要将SVC和其他无功设备以最优的方式投入。目前的优化方法基于有功损耗最小和电压偏差最小这两个目标函数。SVC无功功率储备(SVC-RPR)最大作为一个新的目标函数被引入。3个目标函数按照一定的权重合成一个总的目标函数,并采用粒子群优化算法(PSO)对该目标函数进行求解。最后建立无功优化方案模型进行测试仿真,得到对SVC进行有效控制可以很好地改善电压分布的结论。     

交直流系统的动态无功优化

考虑直流输电系统对功率与电压的调节能力,建立了交直流系统的动态无功优化模型。模型的目标函数为交直流电网的全天网损最小,约束包括交直流系统的潮流约束、所有直流变量的控制约束、离散控制变量动态调节次数约束及节点电压的安全约束。模型求解是一个多时段非线性混合整数规划问题。以混合算法为基础,提出了交直流系统的动态无功优化混合智能算法。以PSASP 36节点系统为例,通过仿真计算验证了所建模型和算法的有效性,说明了动态无功优化在交直流输电网络中具有更大的降损潜力。     

电力市场环境下的无功优化模型及其求解方法

该文分析了传统的电力系统无功优化模型存在的缺陷，论述了在电力市场中实行无功计价的必要性。提出了根据发电机运行的不同状况对发电机无功进行分段计价的观点，并依此建立了以有功网络损耗费用和无功费用为目标函数并包含各种运行约束的电力系统无功优化数学模型。由于电力系统无功优化问题本身的复杂性，该文将遗传算法和ALOPEX相结合的优化算法应用于上述的无功优化模型，这种方法能充分发挥遗传算法的全局寻优优势和ALOPEX算法的爬山能力突出的特点，可以克服以往优化算法的不足。给出的算例也证明了该文提出的无功优化模型可以在降低网络有功损耗的同时实现无功潮流的合理分布，起到改善系统无功环境的作用。     

PSO-CSO算法在地区电网无功优化的应用

针对电力系统无功优化问题,建立以有功损耗最小为优化目标的数学模型,提出一种基于粒子群优化(particle swarm optimization,PSO)算法和纵横交叉优化(crisscross optimization,CSO)算法的混合智能算法(PSO-CSO)。该方法采用CSO算法横向交叉、纵向交叉的搜索方式,使算法具有很强的全局搜索能力;同时引入PSO算法中以个体最优值和全局最优值为引导的寻优机制,提高了算法的收敛速度。通过对IEEE57节点系统和地区电网模型进行仿真分析,并将优化结果与PSO和CSO等算法的优化结果进行比较,表明PSO-CSO算法在解决电力系统无功优化问题上具有更好的全局搜索能力和收敛能力。     

混合多端直流输电系统的损耗优化控制

为解决混合多端直流输电系统采用下垂控制时,不能在任意功率下运行在最优工作点的问题,提出了损耗优化控制策略。此控制策略分为两层:上层为优化控制,根据混合多端直流输电系统不同的注入功率计算下垂控制参数;底层为下垂控制,以实现对功率变化的快速调节。此控制策略在实现混合多端直流损耗最小的同时,也考虑了电网换相换流器逆变站最小熄弧角的限制,因而实现了混合多端直流输电系统的稳定与经济运行。为验证所提控制策略的有效性,建立了混合六端直流输电系统模型,首先根据提出的优化算法计算了此模型的稳态优化结果,然后在PSCAD/EMTDC中进行了仿真验证。在功率波动、通信故障情形下的仿真结果表明,所提损耗优化控制策略的降损效果与理论计算结果一致,并且满足系统约束,使混合多端直流输电系统不仅在送端功率变化时有良好的损耗优化效果,而且在通信故障时仍然能保持稳定运行。     

基于分布式协同粒子群优化算法的电力系统无功优化

该文提出一种新颖的用于求解无功优化问题的分布式协同粒子群优化算法.考虑到大规模电力系统集中优化难度较大,采用分层控制中的分解-协调思想将大系统分解成若干个独立的子系统,有效地降低求解问题的复杂度,并采用混合策略在各子系统问进行协同进化.此外,子系统的无功优化采用了一种改进的粒子群优化算法,考虑了更多粒子的信息,能有效地提高算法的收敛精度和计算效率.对4个不同大小规模的系统进行的仿真计算结果表明该文提出的方法能够获得高质量的解,并且计算时间短,效率高,适合求解大规模电力系统的无功优化问题.     

含风电场的配电网无功优化策略研究

针对传统的配电网无功优化调节手段离散化、难以实现电压的连续调节等问题,研究了含风电场的配电网无功优化模型和算法,分析了双馈感应电机的无功发生能力,将风电场作为连续的无功调节手段参与配电网无功优化。并针对风电出力随机性的特点,用场景功率描述风电的随机出力,使之更具代表性。考虑了配电网的网损、电压偏差以及电压稳定性指标,建立了多目标无功优化模型。提出了基于量子粒子群算法(QPSO)的无功优化方法,该算法通过波函数描述粒子的状态,增加了种群的多样性,有效地避免了种群早熟等问题。用该算法对改进的IEEE33节点进     

多故障暂态稳定约束最优潮流的轨迹灵敏度法

将暂态稳定约束最优潮流(transient stability constrained optimal power flow,TSC-OPF)计算过程分解为潮流、暂态稳定及轨迹灵敏度、降阶二次规划最优潮流3个子问题的交替求解。在迭代过程中,根据潮流和暂态稳定计算得到状态变量和代数变量时变轨迹;由此判断系统的稳定性,并计算失稳时刻状态变量和初始时刻代数变量对发电机有功和无功功率的轨迹灵敏度;据此将暂态稳定约束最优潮流问题转化以发电机有功和无功功率增量为独立变量的降阶二次规划最优潮流问题;求解这个二次规划模型得到发电机有功和无功功率增量。通过这种交替求解,最终能寻找到满足暂态稳定约束的最优潮流解。以此为基础,提出了不受故障类型和模式影响的多故障处理方法。新英格兰10机39节点和UK 20机100节点系统的计算结果表明,所提方法在计算精度和速度方面具有一定优势。     

基于协同进化法的电力系统无功优化

针对无功优化问题非线性、非连续性等特点以及大范围内无功优化控制变量较多的问题，提出基于协同进化的无功优化算法以及相应的求解步骤。协同进化算法借鉴分解协调的思想，将无功优化问题分解为一系列相互联系的子优化问题，每个子优化问题对应于进化算法的一个种群，各种群通过共同的系统模型相互作用，共同进化，从而使整个系统不断演进，最终达到问题求解的目的。与常规的遗传算法相比，协同进化算法不但能得到更好的优化结果，收敛性好，而且克服了普通遗传算法计算时间过长的缺点，算例结果表明，该算法更适合于求解大系统的无功优化问题。     

考虑静态并联无功补偿的发电机无功储备优化方法

基于考虑有效性和方向性的发电机无功储备定义,提出了考虑静态并联无功补偿的最小发电机有效无功储备优化模型。采用Benders分解算法的思想,将原问题分解为正常运行方式下的主问题和预想非正常运行方式下的子问题,并设计了降低模型求解规模的子问题筛选算法,提高了Benders算法的求解效率。最后,由针对IEEE 39节点系统的算例分析验证了所提算法的有效性。     

系统分解协调算法的抽水蓄能电站优化调度

建立了包含抽水蓄能电站的电网统一调度优化模型,即以调度周期内火电燃料成本为最小目标函数,满足系统及各机组约束条件。利用系统分解协调思想,开发了一个结合拉格朗日松弛方法和粒子群优化算法的混合算法,将原优化问题分解为两层优化问题。上层拉格朗日算子优化利用次梯度算法求解,下层各子问题利用粒子群优化算法求解,经过迭代寻优得到最优对偶解后,利用一个启发式算法求得满足系统约束及各机组运行约束的原问题的可行解。最后通过算例验证了模型的合理性及算法的有效性。     

低压配电线路无功优化的应用模式与效果

低压公用配电线路的线损往往大于高、中压配电线路的线损,其原因是无功补偿在低压配电线路上未能得到很好的应用。为达到大幅度降低整个配电系统有功损耗的目的,介绍了低压配电线路无功优化的经典模式——“三分二法则”,论述了应用此法则实现最优配置的步骤和最优控制的方案。最后,列举了算例,对各种降损措施的效益进行了比较。结论是低压线路无功补偿的效益显著,今后应把无功补偿的重点从高、中压配电系统和变压器侧转到低压配电线路中。     

基于人工蜂群算法的配电网无功优化

针对配电网电压质量较低的问题,建立了完整的无功优化模型。首先提出了一种新的无功补偿候选点的方法,即先基于网损最小选择无功补偿点,在此基础上再用动态优化选择无功补偿点;然后建立以网损最小、并联电容器容量最小、电压水平最好、两类电压稳定裕度最大的无功优化目标函数,用模糊方法将含有量纲的多目标问题转化为没有量纲的单目标问题;接着用人工蜂群(ABC)算法确定无功补偿点和容量。最后对IEEE-33节点配电网系统进行了测试分析,并与其它两种优化算法相比较,结果表明使用该优化算法,配电网无功配置方案较优,线路损耗明显降低,电压质量和电压稳定裕度明显提高。     

基于改进Tabu搜索算法的区域电网无功优化

为了满足无功优化的实时控制要求,提出了考虑静态电压稳定的区域电网无功优化方案。该方案采用改进的Tabu搜索算法,以有功网损最小为目标进行无功优化,记录优化过程中搜索得到的前10位最优网损解;然后对这10个最优网损解进行静态电压稳定裕度计算,再运用模糊集理论,将网损最小和静态电压稳定裕度最大两个目标的优化问题转化为单目标优化问题。通过算例仿真,证明了改进Tabu算法适合于解决区域输电网无功优化问题,同时也验证了本文提出的考虑静态电压稳定性的区域输电网二级无功电压控制方案是可行的,有效的。