基于可信性理论的输电网规划

建立了基于可信性理论的输电网规划模型,得到模糊不确定负荷下的电网规划方案。将可信度的概念引入模型中,作为评价模糊不确定负荷下电网规划方案优劣的指标,该指标具有明确的物理意义和严格的数学理论基础。利用最小切负荷问题的负荷边界特性,证明了给定可信度指标下输电网规划模型的求解可等价于区间负荷下输电网规划模型的求解。使用结合区间至多切负荷量理论的贪婪随机自适应搜索算法求解该模型,可求得给定可信度指标下的输电网规划方案。新模型的求解不受模糊负荷下实际数学模型的限制,具有较好的适用性和明确的物理意义。46节点系统算例的计算结果验证了该模型和算法的有效性。     

考虑经济性可靠性的输电网二层规划模型及混合算法

建立考虑经济性可靠性的输电网确定性二层线性规划模型,将可靠性问题以约束加入到经济性规划问题中,改变了传统输电网规划建模方式,实现规划方案在高可靠性条件下的经济性最优。模型上层规划目标采用线路建设成本最小,约束为待架线路数目约束;下层规划目标为切负荷最小,约束为常规运行约束,且严格满足N-1安全约束,实现最优规划方案的N-1安全运行要求。提出采用改进小生境遗传算法(improved niche genetic algorithm,INGA)和原始-对偶内点法(prime-dual interior point method,PDIPM)相结合的混合算法,并对上述模型进行求解,利用小生境遗传算法处理上层规划的整数变量,进行全局寻优;对下层规划采用原始-对偶内点算法进行快速求解,提高算法速度和收敛性。18节点系统和46节点系统的结果表明该模型和算法是有效的。     

考虑发电和负荷不确定因素的输电网灵活规划

电力市场改革给输电网规划带来了新的挑战,传统的只考虑一种未来场景的输电网规划方法不能满足实际要求。对市场环境下的不确定性因素进行建模并反映到输电网规划模型中,按照线路概率性的N-1准则建立输电网灵活规划模型,采用基于蒙特卡罗仿真和遗传算法的求解方法,最终得到未来不确定性环境下投资风险最小的输电网规划方案,仿真验证了该模型的合理性和求解方法的有效性。     

考虑发电和负荷不确定因素的输电网灵活规划

电力市场改革给输电网规划带来了新的挑战,传统的只考虑一种未来场景的输电网规划方法不能满足实际要求.对市场环境下的不确定性因素进行建模并反映到输电网规划模型中,按照线路概率性的N-1准则建立输电网灵活规划模型,采用基于蒙特卡罗仿真和遗传算法的求解方法,最终得到未来不确定性环境下投资风险最小的输电网规划方案,仿真验证了该模型的合理性和求解方法的有效性.     

输电网规划方案中的多属性云模型决策

为减少输电网规划方案在决策过程中定性指标随机性和模糊性的影响,提出了一种基于云模型和可能度分析的决策方法。该方法将模糊语言评价值综合成正态云模型,并通过云规则转化为区间值,结合权重得出综合属性值,最终通过比较可能度大小进行综合决策。以Garver-6节点系统为例,介绍了采用该方法求解输电网规划综合决策的具体步骤。研究结果表明该方法在决策的过程中更具合理性和优势性。     

基于混沌自适应分组和声搜索算法的输电网规划

针对目前大规模输电网规划求解中难以快速地求得全局最优解的问题,给出了基于线路的建设费用、网络损耗费用、输电线路走廊的建设费用、各支路总的过负荷惩罚费用和N-1约束的过负荷惩罚费用为目标函数的输电网规划模型。分析了和声搜索算法随着输电网规模的扩大、优化问题维数的增加,算法求解精度和收敛速率明显降低且易陷入局部寻优的现象及其原因的基础上,设计了一种混沌自适应分组和声搜索算法。该算法通过维数分组、变异和混沌扰动来提升算法的搜索能力,使其能够快速地求解大规模的输电网规划问题。通过对IEEE18节点和巴西南部46节点系统的计算,证明了算法及模型应用于输电网规划的可行性,为实际工程应用打下了基础。     

考虑分区最小骨干网架的抗灾型输电网规划

针对传统的输电网规划未计及抗灾能力,使得在灾害情况下,电网大面积停电问题,根据抗灾型输电网划要求,建立了满足刚性负荷持续、可靠供电的抗灾型输电网规划模型。该模型引入了分区最小骨干网架,能够保证刚性负荷持续、可靠的供电的前提下,减少差异化输电线路投资。将模型应用于IEEE18节点系统,并从投资用、灾害下二次建设费用、灾害下刚性负荷供电量以及灾害下输电容量等方面分析了模型用于输电网规划抗灾的正确性和有效性。为进一步研究输电网抗灾能力打下了基础。     

计及短路电流限制的输电网双层扩展规划模型

在传统输电网规划中考虑限流措施的优化配置,建立计及短路电流限制的输电网双层扩展规划模型。上层规划模型以输电线路投资和限流电抗器配置投资总成本最小为目标,下层规划模型在上层规划模型得出的线路方案下以限流电抗器优化配置投资最小为目标,上下层交互影响作用,最终由上层规划模型给出满足短路电流水平要求的总体规划方案,包括输电线路建设方案和限流电抗器配置方案。将遗传算法和粒子群算法相结合求解所建立的输电网双层扩展规划模型,并通过18节点算例及其扩展算例验证了该模型和算法的有效性。     

基于区间层次分析法的输电网规划综合评价决策

针对输电网规划过程中常常出现的难以决策各个规划方案优劣的问题,提出了基于区间层次分析法的输电网规划综合评判决策方法,该方法通过用区间数代替点值对传统层次分析法进行改进,合理地处理了决策因素的不确定性和专家判断的模糊性,增强了对输电网规划方案评价结果的可信度。该方法采用最大最小模型法进行权重求解,参考粗糙集理论的上逼近和下逼近将区间判断矩阵的权重求解转换为线性规划问题,提高了求解算法的计算效率和精度,具有良好的适用性。算例结果表明,该方法具有速度快、精度高的特点。     

市场环境下考虑风险成本的启发式输电网规划

市场经济环境下电网公司更加重视电网投资的经济性问题。提出了一种考虑风险成本的输电网规划模型,该模型以投资等额年值、运行成本和系统运行的过负荷风险最小作为目标函数。采用N-1故障情况下的过负荷风险成本对传统规划模型中的硬性安全约束进行软化,实现了输电网的经济效益需求与用户可靠性需求的有机结合。采用强迫切负荷经济损失最小为严重度函数,建立了一种与输电网规划问题相适宜的过负荷风险评估公式。采用改进的Garve6节点系统进行了算例测试,结果分析证明了模型的合理性。     

区间不确定信息下电力系统安全性的快速评估算法

计及高压输电网络中的不确定因素,提出了区间负荷下快速评估电力系统安全性的新算法。该算法对传统分支定界算法进行了改进,证明了电力系统最小切负荷问题的负荷边界特性,将双层规划模型的求解转化为少量线性规划模型的求解。改进后的分支定界算法能够快速、准确地求解基于双层线性规划的区间至多切负荷模型,得到区间负荷下计及发电机的可调作用时,基于直流潮流模型的系统最小切负荷量的最大值。新算法的计算速度大大优于求解同类问题时所用的蒙特卡罗模拟法和分支定界法,精度较高。6节点和46节点系统算例的计算结果验证了算法的正确性和有效性。     

电网规划中区间最小切负荷量的计算方法

研究电网规划中负荷不确定性表示为区间数时,计及发电机出力调整下的最小切负荷量计算问题。提出一种精确求解区间负荷下系统最小切负荷量区间数表示的区间最小切负荷计算方法。给出区间至多切负荷的定义并建立基于双层线性规划的区间至多切负荷模型,使用分支定界算法求解此模型可得区间最小切负荷的区间上限;给出区间至少切负荷的定义并建立区间至少切负荷模型,求解此模型可得区间最小切负荷的区间下限。该方法可有效避免使用蒙特卡罗模拟法求解此类问题时计算量大,结果一般不精确的缺点,为区间不确定信息下的系统安全性研究提供一条新的思路。算例的结果验证该方法的正确性和有效性。     

考虑电力系统安全的输电网规划

设计了考虑电力系统安全的输电网规划流程,改变了传统规划只考虑N安全和N-1安全的规划模式,进一步计算分析了规划网络在N-2安全情况下的缺电成本。文中采用故障筛选再规划的方式提高了N-1安全规划的计算速度,实现了大规模规划问题的求解,满足工程应用需要。18节点系统及实际电网147节点系统的计算结果表明,该方法行之有效。     

计及源荷不确定性的主动配电网网架扩展柔性规划

在配电网源端与荷端的不确定性变量增多、主动性增强的背景下,进行适应发展需要的网架规划具有重要的研究意义。对系统中的不确定变量和主动控制变量分类建模,对经济性、可靠性和安全性技术目标做柔性处理,提出计及源荷不确定性的主动配电网网架扩展柔性规划模型;提出包含问题解耦、简化潮流和逆向搜索3个步骤的求解流程;结合19节点算例系统进行验证,算例结果表明采用提出的柔性规划模型和方法求解网架扩展规划问题具有有效性和可行性。     

计及不确定性的预想事故自动选择区间方法

由于发电机出力和负荷需求具有不确定性,引入区间分析方法来处理电力系统静态安全分析中的不确定性问题.利用对区间线性方程组求解的区间直流潮流算法来计算发电机和支路开断后的潮流;提出一种新的改进的对区间进行大小比较的可信度量度函数.在此基础上,提出和实现了计及不确定性的电力系统预想事故自动选择的区间方法.采用5母线算例系统、IEEE 14母线算例系统和中国某省调电网实际系统对算法进行了验证,将文中算法与不计不确定性的传统分析方法以及概率方法相比较,证实了在静态安全分析中计及不确定性的必要性和文中方法的有效性及应用价值.     

计及源荷区间不确定性的电力系统日前优化调度

由于缺乏数据或统计规律复杂,调度决策时常难以确知新能源及负荷的概率分布,为此提出了计及源荷区间不确定性的电力系统日前优化调度方法。首先,基于预测误差建立风、光及各类负荷的区间数模型;接着,以日综合运行费用为目标函数,考虑发电机、储能以及正负备用等约束条件,构建区间优化调度问题数学模型;然后,应用区间优化理论,在一定的区间可能度下将区间优化问题转化为确定性问题求解,获取区间优化调度方案;最后,将区间优化调度方法应用于修改后的IEEE10机39节点系统,验证了其有效性。该方法决策灵活,通过调节区间可能度,可较好地平衡调度方案的经济性与安全性,其计算量小,特别适用于仅掌握变量变化范围时的调度问题。     

基于混沌搜索策略蝙蝠算法的输电网规划

针对输电网规划求解中存在变量多、维数高、约束条件复杂等导致难以求得全局最优解的问题,将蝙蝠算法应用于输电网规划求解当中。为避免原算法精度低、易陷入局部最优的缺点,提出在原算法基础上,通过逻辑自映射函数产生混沌序列对蝙蝠前n%适应度最优个体进行混沌优化,并建立计及线路建设费用、网损费用、输电线路走廊建设费用、N及N-1约束条件下的过负荷惩罚费用为目标函数的输电网规划模型。最终通过Matlab软件对IEEE-18和巴西南部46节点标准算例编程计算,结果验证了新算法在求解大维度输电网规划模型的可行性及高效性。     

市场环境下基于Benders分解的输电网规划决策

市场条件下,由于不确定因素对市场经济运行的影响,输电网的扩展规划必须考虑发电公司和用户的需求,减缓输电系统阻塞,促进市场的公平竞争。首先以电力联营市场模式为研究背景,针对不确定因素作用下可能的未来场景,基于最优潮流的输电网边际定价模型,提出了以投资成本和运行成本为优化目标的输电网静态规划模型;然后基于奔德斯(B enders)分解算法先求解出各个典型场景下输电网规划优化方案,再根据决策理论中的最小最大悔则进行多场景规划决策;最后在IEEE-24节点系统上进行了仿真计算。与确定性输电网规划方法相比,该模型计及了电网规划与经济运行中不确定因素的影响,从而能更有效地指导市场环境下输电网规划综合决策,提高规划系统经济性能。