考虑新能源类型的电力系统多目标并网优化方法

提出通过优化供应侧的新能源设备选型来应对当前电力系统双侧随机问题的新思路。针对不同类型新能源设备的成本、收益以及容量不同,给配电网带来过度投资、电压降落和网损增加等问题,建立了多目标优化数学模型。基于精英保留策略的多参数遗传算法,考虑配电系统总投资收益率、系统网损以及系统节点电压偏移量,得到新能源并网决策的帕累托最优解空间。通过规格化处理转变为单目标函数,得到整体最优并网策略。以IEEE-30节点系统为例进行模拟分析,验证了所提方法的合理有效性,为供应侧新能源设备选型提供了一定的参考。     

计及经济性和光伏消纳率的微电网多目标优化策略研究

县域微电网的发展规模不断壮大,存在着微网运营支出成本与分布式可再生能源消纳率无法同时兼优的问题,基于此建立以日运营支出成本最小和光伏消纳率最大的双目标函数,计及功率平衡、功率范围等约束,建立了微电网优化运行模型。引入多目标粒子群算法对双目标问题进行折衷求解,最后以某一工业园区的总用电负荷和光伏预测数据为例,与标准粒子群算法单一目标下的优化结果进行对比分析,验证了所提模型和算法的有效性。     

计及风险系数的含风电场电力系统多目标动态优化调度

随着风电并网容量的不断增加,传统的确定性优化调度方法已难以满足电力系统安全运行要求。本文建立了计及风险系数的含风电场电力系统多目标动态优化调度模型,模型包括风险系数、燃料成本及污染排放量最小3个目标,将风电场出力及负荷的不确定性纳入模型综合考虑。为了对模型中的随机变量进行处理,引入概率性序列理论,并对其运算空间进行扩展,然后提出了一种改进的多目标教与学优化算法对模型进行求解。含风电场的10机系统算例验证了本文模型及算法的可行性和有效性。     

含高比例风光新能源电网的多目标无功优化算法

为适应新能源大量接入电网的趋势,基于不同时刻的风速、光照强度、温度等气象条件信息,评估出风光新能源的无功调节容量,搭建了含高比例风光新能源参与调控的电网多目标无功优化模型。为快速获得电网中变压器分接头档位调节、无功补偿设备投切、传统发电机组电压调节以及风光的无功输出等控制措施的帕累托最优解集,采用寻优性能高效的多目标樽海鞘群算法(multi-objective salp swarm algorithm,MSSA)进行无功优化求解。为更客观找出电网线损、电压偏差、静态电压稳定裕度等不同目标之间的折中解,采用改进的理想点法进行多目标最优解集决策。最后,利用扩展的IEEE标准9节点和39节点算例进行仿真分析,并引入传统多目标智能优化算法来进行比较验证。仿真结果表明:与其他2种传统多目标智能优化算法相比,所提算法获得的帕累托前沿分布更广、更均匀;利用改进理想点法进行决策之后,可有效降低电网的线损和电压偏差,同时提高了电网的静态电压稳定裕度。     

储能参与新能源消纳的优化控制策略

在中国提升新能源消纳能力、助力碳达峰碳中和目标实现的背景下,提出了一种基于解耦的储能参与新能源消纳的优化控制方法。针对储能系统优化控制非线性模型求解难题,提出了基于解耦的线性简化方法,利用枚举优化和迭代潮流计算结合方法,建立了满足提升新能源消纳目标和电网安全运行约束的储能运行紧致约束条件。算例测试显示,基于解耦的线性简化模型与原有非线性模型保持一致,降低了高阶优化控制模型的求解难度,保障了储能提升新能源消纳的快速可靠决策,提升了新能源和储能综合运行效益。     

计及效率的综合能源系统多目标优化调度方法

综合考虑综合能源系统(IES)在能效、经济、环境等多目标上的优化调度需求,提出一种IES的多目标优化调度模型及求解方法,以实现多能互补IES的节能减排、经济运行与环境友好调度运行。首先建立了满足IES在能效、经济、环境等方面的优化调度需求的多目标函数模型,并在能效目标函数中引入■效率,实现多能耦合系统的高效、高质量用能;其次建立了适用于多目标优化调度的IES数学模型,并通过模型凸松弛等方法保证模型的凸性,提高问题求解效率;再次建立了多目标优化调度问题帕累托前端的求解及运用方法,利用多目标凸优化问题的标量化方法进行模型转换,从而求解多目标凸优化问题,并提出筛选方法,用于从帕累托前端中筛选得到综合性能较好的调度方案;最后结合贵州省某IES算例仿真,验证了所建立多目标优化调度模型与求解方法在满足区域IES由于多能耦合而带来的多目标调度需求上的可行性。     

计及新能源消纳成本的多源荷互补规划技术

高比例可再生能源接入含电-气-热负荷的综合能源系统后增加了系统运行的复杂性,影响了系统的经济效益。因此,首先分析了系统源荷设备的耦合特性与市场机制下的新能源消纳模式,引入电力市场竞价机制与调峰两部制电价,以年净收益最大和运营收益最大为目标,构建计及新能源消纳成本的多源荷双层协同优化配置模型,算例结果验证了所提方法的有效性和可行性,可通过所提模型优化配置系统各类设备,提高了系统运营收益与可再生能源发电占比。     

大规模间歇式电源接入电网多目标鲁棒优化调度

随着间歇式电源接入电网的比例不断提升,间歇式电源出力的波动性和随机性会给电力系统优化调度带来较大影响。针对大规模间歇式电源出力的不确定性,提出将鲁棒优化理论引入到含大规模间歇式电源的电力系统优化调度中;构建了含间歇式电源的电力系统多目标动态鲁棒优化调度模型,以尽可能实现常规火力发电成本最低、污染气体排放量最少的综合优化目标;设计了一种新的多目标复合型微分进化算法,该算法通过将帕累托非劣排序、种群分割、复合微分进化和种群重组等一系列操作引入微分进化算法有效兼顾了微分进化过程中个体多样性与收敛速度。算例分析结果表明,提出的算法和模型能够很好地解决大规模间歇式电源接入电网多目标鲁棒优化调度问题,所得优化调度结果具有比较好的可靠性和经济性。     

自适应选择进化算法的多目标无功优化方法

基于帕累托最优概念的多目标进化算法在电力系统无功优化领域已有广泛应用,但目前通过某种单一算法求解的方式由于进化算子的唯一性,难以保证进化过程不同寻优阶段的普适性和鲁棒性,因此提出一种基于多种进化算法自适应选择的多目标无功优化方法。通过分析已有多目标进化算法的特征,考虑协调性与互补性,建立包含4类算法的备选池;在进化过程不同阶段根据寻优性能自适应地确定备选算法的使用比例,从而综合多种算法的性能优势,提高整体寻优效率。以IEEE 30节点标准系统的多目标无功优化为算例,从帕累托前沿、外部解及C指标等方面与已有单一算法的优化结果进行比较,表明所提新方法在整个进化过程中都显示出了更优的收敛特性。     

基于智能电网调度控制系统基础平台的新能源优化调度

针对中国新能源大规模集中式开发的现状,分析了开展新能源调度的必要性以及新能源调度的特点。鉴于目前传统调度技术支持系统功能已无法应对大规模新能源并网给电网调度运行带来的挑战,介绍了一种基于多时间尺度的新能源协调优化调度方法,包括年/月度新能源电量计划制定、日前及日内滚动优化调度,并基于正在推广应用的智能电网调度控制系统基础平台设计开发了新能源调度技术支持系统。通过该系统可实现对新能源进行多个时间尺度的协调优化调度,逐步减少新能源预测误差带来的影响,保证了新能源的最大安全消纳。研究成果已在全国16个网/省级电网实现了应用。     

无功优化多目标模型转换方法的等值线分析

引入地理学中等值线的概念,提出一种能够对多目标模型转换方法的转换原理及特性进行分析、比较及分类的等值线分析方法。在归纳了各类无功优化多目标模型转化方法特点的基础上,通过在目标空间绘制各种方法所对应的等值线,从几何的角度,探讨了各模型转换方法所确定的寻优方向,并参考近似帕累托最优解集,研究了各种模型转化方法中最优解的几何意义。最后根据等值线的形状及分布,对模型转换方法进行了系统的归类。     

计及新能源消纳的地区电网无功电压优化控制策略

新能源高比例接入电网导致的电压质量下降,是制约新能源消纳能力的重要因素。为此,提出一种基于新能源最大消纳能力的无功电压优化控制方法。利用新能源发电预测数据评估最大发电能力,建立无功电压优化模型并求解各节点的电压控制目标,进行超前决策控制。根据地区电网的拓扑特征和运行特性,设计动态分区、策略预判、告警闭锁等相关功能,提升控制方法的安全性和稳定性。对实际算例的仿真分析结果表明,该方法对无功电压支撑具有良好效果,可有效促进地区电网的新能源消纳。     

求解交直流互联电网多目标无功优化问题的INNC法

以交直流互联系统有功损耗和所有关键节点电压偏差平方和最小化为目标,建立交直流互联系统的多目标无功优化模型,并提出一种求其帕累托最优解的改进规格化法平面约束法。该算法针对帕累托前沿上各点的切线与乌托邦线夹角不同,对规格化法平面约束法进行改进,即将帕累托前沿按照一定规则分割成4段,每段对应1个子乌托邦线,从而将原多目标优化问题分解为4组多目标优化问题。再对每个子乌托邦线进行等距离分割处理,每组多目标优化问题可转化为求解一系列单目标优化问题。对南方电网交直流765节点等值系统的计算表明,所提出的算法能够有效求解实际交直流大电网多目标优化问题,且所求得的最优解集在帕累托前沿上分布更均匀。     

采用多目标改进差分进化算法的环境经济发电调度

针对差分进化算法在迭代过程中可能出现的早熟收敛问题,在算法中加入早熟判定系数和混沌优化,提出了改进差分进化算法;将改进差分进化算法扩展到多目标规划领域,形成了多目标改进差分进化算法,并应用于多目标环境经济发电调度.根据模糊集方法从帕累托前沿中选择最优折衷解.以6机系统为例进行仿真计算,结果验证了本文所提多目标改进差分进化算法在解决环境经济发电调度中的可行性和有效性.     

计及新能源消纳的多级调度计划协调决策方法

构建以新能源为主体的新型电力系统是碳中和、碳达峰的重要举措。针对新能源具有的独特特性与成本模式，在当前中国大电网多级调度计划协调编制模式中，为避免国分调在编制跨区跨省联络线计划时基于电力交易而较少考虑省网约束，可能导致的省网计划无法收敛而需要反复流转修改，文中设计了一种“自下而上”的多级调度计划编制方案。考虑新能源消纳情况，将联络线计划作为可调的决策变量，同时考虑运行约束，建立省网外送或受入的极限能力分析模型，求解获得联络线计划的边界条件。最终得到国分调据此边界条件编制满足省网约束的联络线计划。并以实际电网算例对所提方法的有效性进行了验证。     

兼顾区域自律和消纳品质的配电网新能源消纳能力分析方法

为降低新能源发电随机不确定性导致配电网对主电网的强烈功率扰动,提高电力系统新能源多层次有序消纳能力,提出新能源配电网利用可控资源实施区内自律管控的输配协调消纳策略,研究在配电网资源给定条件下满足区域自律特性和消纳品质的新能源合理消纳能力分析方法.首先,阐述配电网自律运行实施策略,提出描述自律运行能力的性能指标;构建配电...     

基于高比例新能源消纳的抽水蓄能容量多时间尺度迭代优化配置模型

针对高比例新能源接入的消纳问题,提出一种抽蓄容量多时间尺度迭代优化配置模型.其中外层模型从年时间尺度出发,生成基于全寿命周期的抽蓄投资配置容量方案集;进而内层模型从小时级时间尺度出发,基于典型源荷场景,考虑抽蓄运行效率,以系统运行成本最优为目标优化各机组的出力水平,求取配置方案的最优运行成本;通过内外层交替迭代,以抽蓄...     

基于多目标粒子群算法的电力系统环境经济调度研究

提出了一种新的多目标粒子群优化(Multi-Objective Particle Swarm Optimization, MOPSO )算法,用于求解电力系统的环境/经济调度问题。通过设计特定的约束修正因子,将不可行解修正成可行解,并在此基础上用惩罚函数法构建了新的适用于多目标粒子群的适应度函数模型。根据帕累托占优条件形成历史帕累托最优解集和全局帕累托最优解集,引入稀疏度排序法选择全局最优解,基于帕累托最优前沿的斜率特性,提出用斜率法筛选非劣解,采用基于模糊数学的满意度评价模型选择POF的折衷最优解。最后,用IEEE-30节点标准测试系统对所提算法进行了仿真测试,并与其他算法进行了对比。仿真结果表明所提算法可行、有效。