电力市场环境下解决机组组合问题的研究

提出了一种解决电力市场环境下机组组合的新方法,考虑了包括网络安全约束在内的多种约束条件。这种方法首先将一个大系统按系统通常的运行方式分成一些小的子系统,满足联络线功率不过载的约束条件,并在这些小的子系统之间分配负荷;然后将各子系统的机组组合问题分为两层的规划问题,用动态规划法和分段线性规划算法分别解决这两个问题,并满足时间约束,机组出力上升、下降速度约束等各种约束条件。本算法经一个8机系统的检验,说明本算法是非常有效的。     

利用CC-PN建立机组组合问题中时间约束辅助模型

在为机组组合问题编制算法的过程中，因需要满足错综复杂的约束条件，容易使程序结构混乱、逻辑判断出错，最终导致算法求解失败。文中提出一种用于解决水力机组组合中时间约束问题的受控着色Petri网（CC-PN）模型，以指导和辅助机组组合算法程序的编制。该模型能直观地表达水力机组的启/停状况，并输出计算流量费用的开关量，将机组组合算法中面临启/停新机组时的约束判定和流量损失计算单独处理，为解决考虑时间约束的机组组合问题提供了新的辅助方法。     

电力市场环境下解决机组组合问题的新方法

机组组合问题是电力市场环境下编制短期发电计划所面临的主要问题,在满足各种约束条件的情况下,如何合理地开、停机组、以及负荷如何在运行的发电机组之间经济地分配是一个比较困难的问题,特别是由于发电机组出力上升、下降速度的限制,使这个问题一直没有很好的解决方法。提出一种组合优化方法解决这一问题,即用启发式方法确定机组组合,用分段线性规划算法分配功率,并满足各种约束条件,特别是可以处理发电机组出力上升、下降速度约束、经实际系统检验是一种非常有效的算法。     

机组组合问题的罚函数法

机组组合问题是一个大规模的非线性、0、1变量混合整数规划问题 ,是一个难问题。以罚函数方法解决0、1变量整数规划问题是一个新的尝试。文中考虑包括发电机爬坡约束和时间约束等动态约束在内的多种约束条件 ,对机组组合问题的 0、1变量进行松弛 ,并在目标函数中增加一个惩罚函数项 ,将问题变换成一个非线性连续变量的规划问题 ,以SQP法求解。本算法经过一个简单的算例检验 ,说明是行之有效的。     

机组组合问题的罚函数法

机组组合问题是一个大规模的非线性、0、1变量混合整数规划问题,是一个难问题.以罚函数方法解决0、1变量整数规划问题是一个新的尝试.文中考虑包括发电机爬坡约束和时间约束等动态约束在内的多种约束条件,对机组组合问题的0、1变量进行松弛,并在目标函数中增加一个惩罚函数项,将问题变换成一个非线性连续变量的规划问题,以SQP法求解.本算法经过一个简单的算例检验,说明是行之有效的.     

解决机组组合问题的改进动态规划方法

提出了一种确定机组组合的改进动态规划方法,用以解决多种约束条件下机组的组合问题。该算法可以考虑机组功率上升、下降速度约束,机组启停约束,并有效避免了常规动态规划方法的“维数灾”问题,计算方法简单,计算速度快。用MATALB语言编制了程序,对一个10机系统进行了计算,结果表明该算法实用性较强。     

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。     

高比例风电电力系统考虑频率安全约束的机组组合

高比例风电接入电力系统导致转动惯量和一次调频能力降低,功率扰动下的频率安全问题凸显,机组组合中需要考虑频率安全约束。首先提出了一种简单实用的频率安全约束条件,当系统满足该约束条件时,给定功率扰动下的最大频率偏差将保持在设定限值内。将该约束条件纳入机组组合模型,同时考虑风电出力为预测区间上下限值时系统仍能够承受给定的功率扰动,建立了考虑风电功率不确定性与频率安全约束的机组组合模型。仿真结果证明,所提出的机组组合模型考虑了风电功率的不确定性,同时也能满足系统发生大功率扰动下的频率安全需要。     

复合能源分布式发电系统的机组组合问题

针对分布式发电的特点,提出了一种新的含多种复合能源的分布式发电系统发电成本最低的机组组合模型,并提出了一种针对分布式发电系统的调度策略,用改进的遗传算法求取在此策略下机组组合的发电费用,约束条件中不仅包含了常规机组组合问题的约束,还考虑了分布式发电系统的特殊约束,算例证明此模型和算法是可行的。     

多目标遗传算法求解电力系统经济负荷分配

提出应用多目标遗传算法解决电力系统经济负荷分配问题。对负荷分配的数学模型进行了分析,将这一带约束的单目标优化问题转换成总煤耗函数和违反约束条件的程度函数两个目标函数优化问题。该算法采用实数编码技术,Pareto强度值作为个体的评价指标,利用遗传算法实现种群的进化,最终找到最优解。将该方法分别应用于某5台机组组成的发电系统和3台机组组成的发电系统进行负荷优化计算,结果与基于惩罚函数的单目标优化算法进行比较,分析表明该算法在确保满足各约束条件的前提下具备较好的寻优性能,证实了该算法的可行性与有效性。     

计及系统可观测性的网络化简与黑启动分区方案制定

基于相量测量单元的广域相量测量系统能够实时反映电网的动态变化,其测量信息的实时性将有助于系统恢复安全快速进行,为大停电后的系统恢复带来新的机遇。首先,将黑启动分区方案优化问题和广域相量测量系统结合起来,建立了考虑系统可观测性的黑启动分区整数线性规划模型。该模型除满足分区功率平衡、分区连通性、特殊支路开断约束以及分区最小规模限制这些基本约束外,还将全网可观测和联络节点可观测2种可观性要求分别转化成线性约束纳入其中。其次,利用可观测度为0以及部分可观测度为1的节点对拓扑图进行简化,降低了优化模型决策空间的规模,进而提高了计算效率。IEEE 118系统算例结果验证了所提模型和系统简化方法的有效性,同时也进一步表明模型的可扩展性。     

黑启动过程中的负荷恢复

研究了黑启动中的负荷恢复与系统并网问题,将基于直角坐标的最优乘子牛顿潮流法与灵敏度技术相结合,采用连续线性规划法对负荷恢复阶段出现的N-1潮流不可行和状态越限问题建立了恢复控制的模型和算法。然后建立了负荷恢复阶段仿真各子系统频率变化过程的模型和算法,针对子系统的并网问题建立了基于连续线性规划的并网压差发电调度算法,有效地解决了并网电压差优化控制问题。用标准测试系统和实际电网的数值仿真试验证明了模型和算法的有效性。     

基于原-对偶内点法和混合整数规划法的机组组合问题研究

电力系统机组组合能带来显著的经济效益,随着电力市场的不断发展,在电力系统优化运行中变得尤为重要。然而电力系统机组组组合问题是一个大规模、非凸、非线性混合整数优化问题,至今仍然没有找到一种理想的优化算法。因此针对其特点,采用了原-对偶内点法和混合整数规划法相结合的算法,首先利用混合整数规划法形成伴随规划来处理离散变量,再通过内点法求解伴随规划子问题和负荷经济分配,充分发挥了两种算法在求解机组组合问题上的优势。文中对标准10机组24时段系统算例进行了仿真测试并与之前的各种优化算法进行了对比,结果表明了本文算法模型解决机组组合问题的有效性和优越性。     

基于动态搜索线性混合整数法的机组组合新算法

针对常用机组组合算法计算量过大的问题,提出了一种基于动态搜索的线性混合整数规划法,该方法在基于分支的线性混合整数规划法的计算框架中引入了动态搜索的概念,采用单独考察与时间相关的约束和功率约束等措施来减少进入分支阶段的数量,在实际运用中,可针对不同规模的系统通过调节计算参数灵活地控制计算时间和计算精度。算例分析结果表明,该方法快速、有效,适合求解大规模电力系统安全约束机组组合问题。     

恒运电厂2×210MW机组循环水系统经济调度分析

循环水泵耗电量占火力发电厂厂用电的比例仅次于给水泵,循环水系统的经济运行不但可以降低泵的耗功,而且也影响汽轮发电机组的输出功率。火电厂的循环水系统经济运行问题是一个有等式和不等式约束的非线性规划问题,针对恒运电厂2×210MW机组的循环水系统,考虑了环境温度和机组热负荷变化因素,通过非线性规划模型进行了优化计算,确定了经济调度的方案,其结果为该厂循环水泵系统的优化运行提供了依据。     

基于一种不可行内点法的电力系统无功优化

在应用内点法进行线性规划时,尚不能保证它的全面收敛性。提出了一种新的算法来求解无功线性优化问题。利用潮流雅可比矩阵直接变换求取灵敏度系数,建立无功优化线性规划模型,同时采用一种不可行内点算法来直接求解该问题。IEEE 14节点、30节点、57节点系统的计算结果表明,该算法能有效求解无功优化线性规划问题,同时在初始点的选择上不要求从内点启动,迭代收敛次数稳定,对计算系统的规模不敏感。     

考虑输电网络影响的火电机组优化组合的一种实用算法

提出一种考虑输电网络损耗及线路过负荷的火电机组优化组合的实用算法。用动态规划法建立一个初始解,运用启发式手法对初始解进行修正,使之逐个满足各约束条件,得到运行可能解,并通过更新发电机起动优先顺序使此过程反复进行直至得到(准)最佳解。在求解过程中引入最优潮流计算,使考虑输电网络损耗及线路过负荷等网络因素对发电机组优化组合的影响成为可能,并提出一种调节发电机出力和改变发电机组合相结合的消除线路过负荷的方法。在IEEE-118母线(36机)系统上对所提出的算法进行了各种条件下的仿真计算,考察了网络损耗及线路过负荷对发电机组优化组合的影响,验证了所提算法对解决考虑输电网络因素影响的发电机组优化组合问题的有效性。     

Sectionalizing strategies for minimizing outage durations of critical loads in parallel power system restoration with bi-level programming

Fast restoration of critical loads and non-black-start generators can significantly reduce the economic losses caused by power system blackouts. In a parallel power system restoration scenario, the sectionalization of restoration subsystems plays a very important role in determining the pickup of critical loads before synchronization. Most existing research mainly focuses on the startup of non-black-start generators. The restoration of critical loads, especially the loads with cold load characteristics, has not yet been addressed in optimizing the subsystem divisions. As a result, sectionalized restoration subsystems cannot achieve the best coordination between the pickup of loads and the ramping of generators. In order to generate sectionalizing strategies considering the pickup of critical loads in parallel power system restoration scenarios, an optimization model considering power system constraints, the characteristics of the cold load pickup and the features of generator startup is proposed in this paper. A bi-level programming approach is employed to solve the proposed sectionalizing model. In the upper level the optimal sectionalizing problem for the restoration subsystems is addressed, while in the lower level the objective is to minimize the outage durations of critical loads. The proposed sectionalizing model has been validated by the New-England 39-bus system and the IEEE 118-bus system. Further comparisons with some existing methods are carried out as well.