含有风电发电机组可用输电能力新算法的研究

阐述了含有风电发电机组的潮流计算模型,提出将改进蚁群算法、变邻域搜索算法和差分进化算法相结合应用到可用输电能力研究中,该算法克服了陷入局部最优解的缺点,并提高了寻优的效率、全局的寻优能力和结果 的稳定性.以IEEE30节点标准系统作为算例对输电网可用输电能力进行仿真计算,计算结果表明本文提出的算法具有合理性和可靠性.     

应用粒子群优化算法求解可用输电能力

在电力市场环境下,诸多问题(例如实时电价、网络阻塞等)都需要最优潮流作为理想的工具.本文以最优潮流为基础,应用一种简单有效、且收敛性很好的演化计算算法--粒子群优化算法(PSO)进行可用输电能力(ATC)问题的求解.根据约束条件的越限量大小,动态地调整罚函数,在保证全局搜索能力的基础上改进了收敛速度.应用此算法对IEEE-30节点系统进行了可用输电能力计算,并与传统的最优潮流算法进行了比较,结果表明该算法的有效性,具有实用意义.     

计及可用输电能力的风电并网系统中STATCOM的双层优化配置

针对静止同步补偿器最佳安装位置与容量问题,建立了风电并网系统中计及可用输电能力、静态电压稳定性与投资成本的静止同步补偿器双层优化配置模型。基于后向削减法对风电出力进行场景划分,上层为多目标优化配置层,下层为最优潮流计算层;通过对多目标灰狼算法添加混沌初始化,引入粒子群算法中的速度计算方式等提出基于网格法的多目标灰狼粒子群算法以求解多目标优化问题。在IEEE 30节点上对建立模型进行计算,验证了所提模型的可行性和算法改进的有效性。     

改进粒子群优化算法的概率可用输电能力研究

研究了基于改进粒子群优化算法的概率可用输电能力的计算问题。建立了基于最优潮流的区域间可用输电能力模型；构造了适合可用输电能力研究的改进粒子群算法，并提出了自适应调整惯性权重的策略，该策略有效改善了算法的适应性和收敛速度；针对改进粒子群算法的搜索特点，动态调节罚函数。在此基础上对经模态分析方法选出的系统严重故障进行可用输电能力计算，并对各种故障出现概率和相应的可用输电能力进行概率统计分析，得到具有概率性质的可用输电能力。对IEEE-30节点系统的仿真计算验证了文中所提方法的合理性和有效性。     

基于改进粒子群算法的可用输电能力研究

针对可用输电能力问题展开了深入研究,构造了适合ATC问题特点的改进粒子群优化模型,提高了ATC计算结果的准确性和有效性;针对粒子群的搜索特点,提出“粗搜索”和“细搜索”的观点,并据此建立了分段自适应调整权重策略,提高了算法的适应性和收敛速度;针对ATC早熟问题,运用耗散原理,构建适合ATC问题的、改进的耗散操作,有效地兼顾了全局和局部搜索能力。IEEE30节点系统验证了该文所建模型的有效性。     

市场环境下计及风险和商业化成分的可用输电能力粒子群优化计算

从电网运行的经济性和可靠性角度考虑.将电网公司发布的可用输电能力ATC(AvailableTransfer Capabilitv)进行商业化划分,同时将基于可靠性分析技术的枚举法应用于电力系统不同区域间总输电能力及其概率分布的求解,建立了计及风险和商业化成分的电网公司经济效益最优ATC计算模型.在常规函数极值算法难以获得问题解析解情况下,引入粒子群优化算法对模型进行演化求解,不仅给出了电网公司经济效益最优的ATC值,同时也给出了如何将该ATC进行相应商业化划分以保证电网公司经济收益最大.算例的计算结果对比分析说明了所提方法的经济性和有效性.     

基于差分进化算法的动态可用输电能力计算研究

基于考虑暂态稳定约束的最优潮流(TSCOPF)建立了动态可用输电能力问题的数学模型.提出了采用差分进化算法(DE)求解考虑暂态稳定约束的可用输电能力(ATC)问题.利用不需要任何惩罚系数的合成适应度函数法处理约束问题.该算法原理简单,受控参数少,实施随机、并行、直接的全局搜索,易于理解和实现,且收敛性好,计算速度快,是一种求解非线性、不可微、多极值和高维的复杂函数的一种有效和鲁棒的方法.以WSCC9节点系统的计算结果为例验证了该方法的有效性和合理性.     

基于差分进化算法的动态可用输电能力计算研究

基于考虑暂态稳定约束的最优潮流（TSCOPF）建立了动态可用输电能力问题的数学模型。提出了采用差分进化算法（DE）求解考虑暂态稳定约束的可用输电能力（ATC）问题。利用不需要任何惩罚系数的合成适应度函数法处理约束问题。该算法原理简单,受控参数少,实施随机、并行、直接的全局搜索,易于理解和实现,且收敛性好,计算速度快,是一种求解非线性、不可微、多极值和高维的复杂函数的一种有效和鲁棒的方法。以WSCC9节点系统的计算结果为例验证了该方法的有效性和合理性。     

计及风电出力相关性和条件价值风险的电力系统概率可用输电能力评估

针对风电出力预测误差对区域间可用输电能力（ATC）评估的影响,提出一种计及风电出力相关性和条件风险价值（CVaR）的电力系统区域间ATC概率评估方法。首先,通过基于历史风电出力数据的相关系数矩阵和Copula函数,构建计及风电场出力空间相关性的风电出力预测误差概率模型;接着,基于获得的计及风电出力空间相关性的风电出力预测误差修正风电场出力预测值;然后,提出一种计及风电出力相关性和CVaR的ATC概率评估双层优化模型,下层模型以基态下发电成本和风险费用最小为目标,上层模型以极大化区域间ATC为目标,通过基态下和极限状态下机组的出力作为上下层模型间的交互信息;在此基础上,利用Karush-Kuhn-Tucker(KKT)最优条件,对下层模型进行转换,将双层优化模型转换为均衡约束的数学规划（MPEC）模型;进一步,将MPEC模型转换为混合整数二阶锥规划问题,进而实现概率ATC的求解;最后,通过PJM-5节点测试系统和吉林西部电网进行算例分析,结果验证了所提方法的可行性和有效性。     

计及风电相关性的区域间可用输电能力概率评估

大规模风电并网给电力系统区域间可用输电能力(available transfer capability, ATC)评估带来了新的挑战,为更加准确地评估高风电渗透率不确定性条件下的区域间ATC,文章提出了一种计及风电空间相关性的ATC概率评估方法。首先,利用条件概率原理对历史数据进行处理,并应用Copula函数对风电相关性进行建模;其次,区域间ATC的评估过程涉及到最大输电能力和现有输电协议的计算,因此提出一种ATC双层优化模型,在此基础上,利用Karush-Kuhn-Tucker(KKT)最优条件,双层模型即转化为均衡约束的数学规划(mathematica program with equilibrium constraint, MPEC)模型;再次,再将MPEC模型转化为混合整数二阶锥规划问题;最后,采用蒙特卡罗仿真对计及风电相关性的区域间ATC进行概率评估,并以IEEE 30节点系统为例,分析风电相关性对区域间ATC的影响,验证所提模型的正确性和有效性。     

计及可用输电能力的含大规模风电的输电系统规划

大容量风力发电基地的快速发展给电力系统安全与经济运行带来了新的问题,对输电系统进行规划时,既要考虑具备足够的可用输电能力（available transfer capability, ATC）以容纳大规模风电并网, 又要避免输电容量过分冗余造成投资浪费。在此背景下, 针对含有大容量风力发电的电力系统, 提出了一种计及ATC的输电系统规划随机优化模型, 主要内容包括:（1）在考虑风速和负荷等随机变量之间相关性以及线路和发电机故障概率的基础上, 构造了ATC概率模型;（2）采用拉丁超立方采样和灵敏度分析相结合的方法求解ATC概率模型;（3）构建以输电线路投资成本最小和ATC期望值最大为目标的优化模型, 将输电系统规划的经济性和运行风险进行有机结合。采用遗传算法求解所建立的输电系统规划优化模型, 并用18节点和46节点算例系统说明所发展模型和方法的基本特征。     

小干扰稳定约束下电网可用输电能力研究

小干扰稳定成为限制电力传输容量的重要因素之一,为计算小干扰稳定约束下的电力可传输容量,利用粒子群算法,构造了优化模型,借助小干扰稳定指标来衡量系统小干扰稳定性。调节参与因子较大的发电机出力,在改变少数关键发电机出力的情况下,既改善系统小干扰稳定性,又能使可用输电能力达到最大。新英格兰39节点系统证明了该方法的正确性和有效性。     

基于SDAE特征提取的含风电电网可用输电能力计算

风力发电的不确定性显著增加了电力系统可用输电能力(ATC)计算的难度。基于点估计的Gram-Charlier级数展开理论和深度学习技术,提出了一种计及越限概率要求的ATC快速计算方法,考虑的约束类型包括静态安全、静态电压稳定和暂态稳定约束。假定风电出力概率分布已知,结合两点估计法和Gram-Charlier级数展开,通过两个确定性场景的最大输电能力(TTC)计算结果逼近TTC的累积分布函数。为了快速、准确地获得确定性场景的TTC,利用堆叠降噪自动编码器(SDAE)建立了TTC计算的深度学习模型。获得TTC的累积分布函数后,将断面功率超过TTC的概率定义为越限概率,推导了给定越限概率要求下ATC计算的表达式。实际电网仿真结果表明,所提方法能够有效计及多类安全稳定约束,快速、准确计算不同越限概率要求下的ATC。     

含经VSC-HVDC并网海上风电场的电网可用输电能力计算

为研究海上风电场经VSC-HVDC接入电网后对所求断面输电能力的影响,提出了含海上风电场(经VSC-HVDC并网)的电网输电能力计算模型.该模型考虑了风功率的间歇性与随机性,结合了发电机的日前调度和机组爬坡约束,同时计及了陆上风电场经交流并网的情形.运用连续潮流法(CPF)对该模型进行求解,并用IEEE-14节点系统进行仿真计算.算例中对风电场未接入电网与接入电网时所求断面的输电能力进行了比较,结果表明,合理接入风电场能有效提高系统的可用输电能力,文中所提模型和算法合理准确.     

电力市场下电网可用输电能力的研究

在电力市场环境下,电网安全输电能力的计算和应用对提高系统的安全稳定性有重要意义.介绍了可用传输能力的概念、定义,从确定性和随机性两方面介绍了可用传输能力的计算方法,分析了这些方法的异同及其优缺点,并对今后的研究方向作了展望.     

基于连续潮流算法的可传输容量计算

对可传输容量进行了分析,探究了基于连续潮流算法的可传输容量计算方法。对正常运行和事故条件下电力系统母线之间、区域之间可传输容量计算进行了探讨和分析。在Matpower平台上编程,并与Matlab和Powerworld接口,实现了可传输容量计算的可视化,并可任意改变系统的运行方式、条件和参数,形成不同的运行状态(基本潮流),从而计算不同运行情况下母线间和区域间可传输容量。算例的仿真结果表明,在Matpower、Matlab和Powerworld 3个平台上,可传输容量计算均具有灵活性、可行性和可视化。     

基于数据驱动方法的风电机组功率优化

风电机组功率与风电产能息息相关,为提高风电产能及其收益,有必要对风电机组功率进行优化。应用前馈神经网络,从历史运行数据中挖掘风电机组功率与风速和控制量间的函数关系,进而提出逐点优化策略和聚类优化策略,用于实现风电机组功率优化,即在已知测量风速时,优化确定风电机组控制量,实现风电机组功率最大化。后者优化策略在前者优化策略基础上,应用K均值聚类方法聚类风速,从而降低优化计算复杂度,利于风电机组功率的实时优化。定义平均功率增益、功率增益百分比和功率增益概率三种指标用于测度功率优化效果。将两种优化策略应用至H56-850型风电机组,将优化后的风电机组功率与历史运行记录进行对比,结果表明,两种优化策略均可有效提高风电机组功率输出。此外,聚类中心数为5的聚类优化策略,能以较低的优化计算复杂度,达到与逐点优化策略相近的优化效果。