基于优化理论的大电网CPS标准研究

分析了北美电力可靠性委员会(NERC)的CPS标准,提出了应用现代内点法优化现行CPS控制策略中增益系数的方法,并建立了数学模型,为CPS标准在AGC考核中的应用提供了一种新的优化方法。     

基于现代内点法的风储系统多模式优化

由于风电随机性、间歇性等特点,大型风电场并网时会对电网稳定性等诸多方面造成负面影响,通过给风电场配置电池储能系统(BESS)可改善这些问题。针对削峰填谷、功率平滑和功率跟踪3种BESS运行模式,建立了考虑电池寿命和风储系统功率波动约束的优化模型,采用改进后的两阶段现代内点法,根据风电功率预测结果对最优BESS充放电策略进行求解。算法中两阶段求解的引入解决了由表达式不确定的放电能量约束引起的不收敛问题。对风电功率预测结果进行插值后再次优化,相应地改变BESS功率的调整间隔,可限制不同时间级别的风电功率波动。算例结果表明,该算法有很好的收敛性和优化效果,且具有多项式时间复杂性,有利于实现在线实时控制。     

基于内点理论的广西电网水火电最优节能调度系统研究

介绍了广西电网水火电最优节能调度系统(下称系统)成功应用的情况。基于现代内点最优化理论,该系统把原先由人工完成的日调度计划,用最优经济调度数学模型描述和求解,实现了购电成本或煤耗的最小化,达到了节能调度的目的。系统对分散的日调度计划数据进行了集成,大幅度地提高编制日调度计划的工作效率。     

基于现代内点理论的互联电网控制性能评价标准下的AGC控制策略

分析电力系统中现有电力系统自动发电控制(automatic generation control,AGC)策略的运行情况和存在问题。根据电力系统实际运行情况和控制性能评价标准(control performance standard,CPS)考核要求,提出基于现代内点理论的互联电网CPS标准下的AGC控制策略,建立相应的最优化数学模型,确定解算条件,导出含互补约束条件的非线性规划算法。大量的仿真实验和比较算例表明所提的AGC控制策略能有效地减少AGC机组的下令次数,大幅度提高CPS指标,保证电网频率质量和安全运行,降低电网调节成本,实现电网运行的精细化管理。该成果已在广西电网投入开环运行。     

基于改进内点法的区域电网无功优化

介绍了内点法的分支原对偶路径跟踪法,并针对某区域电网的无功电压现状,建立以网损最小为目标函数,并兼顾电压质量最好进行无功优化,有效降低了系统的有功网损,同时电压质量也得到提高。该优化方法对于大规模电网的无功优化具有一定的指导意义。     

基于原-对偶内点法的区域电网无功能力评估

提出了区域电网无功能力的概念,定义了无功能力指标,建立了评估区域电网无功能力的数学模型.模型中考虑了电压稳定性、节点电压水平、热稳定等安全约束条件,并用原一对偶内点法求解.通过对IEEE 30节点和IEEE57节点样本系统的仿真,证明了该方法的有效性和正确性.     

基于内点法和邻域搜索解耦动态规划法的区域电网动态无功优化方法

动态规划法可高效、准确求解小规模区域电网动态无功优化问题,但随着电网规模的增大,存在组合爆炸而导致求解时间急剧增长的问题。为此,提出了基于内点法和邻域搜索解耦动态规划法的区域电网动态无功优化两阶段混合方法。第1阶段,采用Sigmoid函数实现原模型的连续化,然后采用内点法求连续最优解;第2阶段,在连续解基础上,采用启发式邻域搜索策略确定解耦动态规划法搜索空间,通过站间解耦、调压和无功补偿设备的解耦协调以及站内的动态规划求解区域电网动态无功优化问题。该两阶段方法既保证了优化解的质量又可以有效避免离散变量求解状态组合爆炸问题,大幅度提高了动态规划法的计算效率。以某220 kV控制分区的仿真分析,验证了所提方法的有效性。     

基于非线性预报-校正内点法的电力系统无功优化研究

在非线性原-对偶内点法的基础上引入了预报-校正技术,使改进后的非线性预报-校正内点法获得了较纯原-对偶内点法更大的迭代步长,从而加速了算法的收敛.应用该方法求解电力系统无功优化问题时能有效处理目标函数中的大量不等式约束.IEEE 14节点、IEEE 30节点、IEEE 57节点和IEEE 118节点系统的仿真结果表明,该算法收敛快、鲁棒性好.     

基于内点法的CCHP系统经济运行研究

针对以燃气内燃机与吸收式冷温水机组为核心的冷热电三联供系统,提出了一种并网不上网情况下的经济运行优化模型。该模型以满足冷/热、电负荷需求时系统运行费用最小为优化目标,在分析相关设备的热电特性并得到相应的特性函数的基础上建立各项约束条件,同时着重考虑了三联供系统与电空调之间的配合问题。利用路径跟踪内点法对该模型进行优化求解,得到冷热电三联供系统的优化运行方案。以贵州某实际建筑物为研究对象,在不允许三联供系统向电网供电的情况下,选取典型月份的冷/热、电负荷预测数据,应用提出的基于内点法的冷热电三联供系统经济运行优化方法制定出燃气内燃机发电计划及电空调运行计划,结果验证了本文提出的冷热电三联供系统经济运行优化方法的可行性。     

基于内点割平面算法的电力系统机组优化组合研究

合理的开停机方案将为电力系统运行带来很大的经济效益,现代电力系统对机组优化组合算法的收敛速度和解的质量要求越来越高.文章提出了一种改进的内点割平面算法(IPCPM)求解机组组合问题,与原IPCPM相比,在退化解的处理过程中避免了多次的矩阵列交换和秩计算,同时省略了对偶最优基的判断流程,使算法计算量明显减少,速度更快.通过多个不同规模和特性的系统测算,表明该算法能有效地产生割平面约束,计算结果准确合理,改进后的算法实现更方便,计算更快速,适合求解大型电力系统机组组合问题.     

基于频差预期控制性能标准下的自动发电控制策略

通过对实际电网系统频率分析,发现系统频差波动周期绝大多数都在5min以内。由于自动发电控制(AGC)调节过程的时间尺度相对较长,跟踪小周期的频差变化会造成机组调节次数增加、调节效率下降。对实际频率特性的进一步研究发现,系统频差均值在较长时间尺度上具有可以利用的规律性。由此,提出基于未来频差预期的控制性能标准(CPS)控制策略。仿真实验表明,所提出的新控制策略对AGC机组性能要求与传统策略相比大大降低,可以实现以较少的调节次数,维持较高的CPS指标,提高调节效率,降低机组调节损耗。     

基于内点算法的电压校正控制

电力系统的实际运行中可能存在某些状态变量的越限，在线运动的无功／电压控制软件必须首先满足运行安全要求，保证电压在其合格范围内，并进一步在电压安全的基础上降低有功损耗。通过将越限约束转化为等式约束，推导了进行电压越限校正的原－对偶内点算法。求解目标函数为控制变量运作次数量少的优化问题得到电压校正控制。并针对控制变量的选取，违限约束校正方法问题进行了分析。实际计算表明，可以有效地降低问题规模，减少校正控制次数。     

CPS/DCS标准的大区互联电网AGC控制策略

比较了北美电力系统可靠性委员会（NERC）新旧2种控制性能评价标准CPC与CPC/DCS，提出了对现行AGC系统基于CPS/DCS标准的改造方案，建立了2区域互联电力系统的仿真模型，分析了新控制方式的控制性能效果，仿真结果表明该方法简单可行，为大区互联电网AGC达到CPS/DCS新标准提供了一种有效控制方法。     

基于原–对偶内点法的复杂电力系统电压崩溃校正控制

给出了在采用原–对偶内点法进行校正控制计算时值得注意的初值选取、中心参数选取等一些问题，并针对福建省网168节点系统的实际数据进行了仿真计算。结果表明，在考虑了这些要点后所求得的结果可靠，能较好地满足实际工程要求。     

基于原–对偶内点法的复杂电力系统电压崩溃校正控制

给出了在采用原–对偶内点法进行校正控制计算时值得注意的初值选取、中心参数选取等一些问题,并针对福建省网168节点系统的实际数据进行了仿真计算。结果表明,在考虑了这些要点后所求得的结果可靠,能较好地满足实际工程要求。     

基于多预测校正内点法的WLAV抗差状态估计

针对预测-校正内点法(predictor-corrector primal-dualinterior point method,PCPDIPM)加权最小绝对值状态估计(weighted least absolute squares,WLAV)可能发生校正方向指向错误方向的不足,提出一种基于多预测-校正内点法(multiple PCPDIPM,MPCPDIPM)的WLAV抗差状态估计算法。该算法在PCPDIPM的基础上,通过多次校正,对中心参数动态估计,并采用2阶段线性搜索法确定校正方向在总的牛顿方向中的最优比重,从而保证迭代点向中心轨迹靠拢。最后,通过IEEE算例仿真和我国某省网的测试结果验证了所提方法的有效性。与含不良数据辨识功能的加权最小二乘状态估计相比较,所提方法的收敛速度及抗差能力具有明显的优势。     

基于内点法消除输电断面过载的实时控制算法

当切除过载线路可能引发相关输电断面连锁跳闸时,应紧急消除线路过负荷,保证输电断面的安全。文中采用原—对偶内点法求解非线性规划得到消除线路过载的控制方案。由于实时控制的快速性需要,引入反向配对技术来避免平衡机越限;为使调整量最小且严重情况下避免切负荷,依据节点对过载线路和接近极限线路的共同作用提出综合灵敏度概念,并根据综...     

基于内点法的机组组合模型

将传统的机组组合模型划分为离散和连续两部分,在离散和连续空间中交替求解,用非常小的解邻域空间代替原来庞大复杂甚至难以求解的离散解空间。在求解连续变量过程中,充分利用了内点法收敛性好、精度高的优点,并采用降维整编技术进一步提高计算速度。文中对10~ 500台机组24个时段共8个算例进行了仿真测试,结果表明,100台机组的计算时间仅为4 s,可见该方法收敛速度快,适合大规模机组的实际应用。