综合考虑运行效率和弃风损失的输电网规划

现有的电网规划大多以经济性最优为目标,很少将运行效率因素和弃风损失考虑到电网规划中。为了适应风电的大规模并网运行,提高电网规划的科学性,该文从电网的网络结构和线路的传输特性出发,构建了线路运行效率的评价指标体系;提出了一种基于有功潮流介数的电网运行效率评价方法,该方法能够综合考虑线路的拓扑结构、有功潮流分布和线路的重要程度来评价电网的总体运行效率;建立了考虑投资成本、运行成本、弃风损失与电网运行效率的输电网规划优化模型;运用改进二进制量子粒子群算法求解18节点系统算例,并对规划结果进行综合评估。实际算例表明,该文的方法能够得到较合理的电网规划方案,为考虑风电并网的电网规划的综合评估提供参考。     

基于多种群遗传算法的荆门输电网规划

文章建立了经济性的输电网规划模型,以线路新架方案为优化变量,选择多种群遗传算法进行优化求解,阐述了具体实现方法。并对荆门输电网规划问题进行优化分析,得出了规划水平年输电网规划方案。     

计及负载均衡性的输电网规划

分析了线路负载率分布的均衡性对电网运行可靠性、经济性的影响,根据网络结构熵理论构造电网负载均衡性的评价指标,综合考虑建设成本、运行损耗以及负载均衡性,建立了输电网扩展规划的多目标优化模型,从而达到提高电网运行可靠性和经济性的目的;改进了杂草算法以解决其早熟问题,运用该算法对优化模型求解。通过对IEEE18节点和巴西南部46节点系统算例分析,从经济性和可靠性两方面将优化模型与传统模型进行对比,证明了模型及算法应用于输电网规划的可行性。     

考虑N-1安全网络约束的输电网结构优化

输电网结构优化是控制输电阻塞的手段之一。且当负荷处于较低水平、系统裕度较高时,也可以通过结构优化提高设备的利用率。为了在开断部分线路的同时保证系统安全性,建立考虑N-1安全网络约束的输电网结构优化模型。通过对可开断线路潮流方程进行线性化,将原有模型转化成混合整数线性规划形式。为了应对负荷的短期波动及风电出力不确定性对电网结构优化结果的影响,采用吸引子传播(AP)聚类算法构建不同的运行场景。以修改的IEEE-RTS 24节点系统为例对所提模型进行验证和分析,结果表明,在满足一定的安全约束条件下,断开某些输电网线路可以减轻输电阻塞、降低系统的运行成本、提高线路的负载率水平。     

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。     

基于交替方向乘子法及最优潮流的输配电网协调规划方法

输配电网间的交互愈加紧密,因此在规划中考虑两者间的协调关系是十分必要的。对此,提出了一种基于交替方向乘子法(Alternating Direction Method of Multipliers, ADMM)及最优潮流(OPF)的输配电网协调规划方法。该方法首先通过计及网络最优潮流,以输配电网连结处的传输功率作为耦合变量建立输配电网协调规划模型,并将耦合变量作为共享变量,利用ADMM算法求解模型得到电网规划初步方案。然后提出划分子算法对配电网侧规划初步方案中的各变电站所带供电网络进行独立划分得到配电网侧规划最终方案,据此优化输电网侧规划初步方案。最后将两侧电网规划最终方案加以整合。通过对IEEE-14节点输电网与54节点配电网的耦合系统进行仿真分析,并对比不考虑输配电网协调关系时的电网规划方案,验证了该方法的合理性和有效性。     

基于输电网结构优化的电网安全均匀调度

提高电网运行均匀度有助于提高系统的运行安全性。输电网结构优化作为一种调度运行领域的新技术手段,通过在电网运行过程中动态选择最优网络拓扑结构,可以改善电网各元件潮流分布的均匀度。在传统安全均匀调度模型的基础上,考虑输电线路运行状态的灵活调节,提出基于输电网结构优化的电网安全均匀调度模型。为保证最优拓扑的鲁棒性,在优化模型中计及了线路N-1安全约束,使所得的线路开断策略不会降低系统的N-1安全性。针对该大规模混合整数非线性规划问题,基于校验添加思想形成高效求解算法以提高优化模型的计算效率。IEEE 30节点系统和IEEE 118节点系统算例的仿真结果表明,文中提出的优化调度方法能够有效地提高电网运行均匀度,相比于传统调度方法能够在充分挖掘现有电网输电能力的同时实现电网潮流的智能化灵活控制。     

考虑线路剩余输电容量的多目标电网规划

传统输电网规划方案由于没有考虑网络中各线路的负载运行水平,得到的最小费用方案会导致部分线路负载率偏高。文中的新规划模型将线路投资费用和网络剩余输电容量作为目标函数,同时考虑优化线路负载率的分布,用以求取最少投资下具有最大网络剩余输电容量的规划方案。结合混沌变量的随机遍历特性,将混沌优化算法应用于输电网非线性混合整数规划模型的优化求解。算例表明方法的正确性和有效性。     

考虑运行方式优化和拓扑校正控制的参考电网优化方法

针对现有参考电网模型未涉及电网现状以及未关联电网运行策略的不足,提出了考虑运行方式优化和拓扑校正控制的参考电网优化方法,为输电网灵活规划提供重要参考。基于前瞻时间尺度内各时段负荷预测值和规划网络候选支路方案,构建以最小化发电成本和输电成本之和为目标,以系统正常运行状态以及N-1事故状态下的运行安全要求为约束条件的参考电网优化模型。对优化模型中混合整数非线性约束式进行处理,将其转换为混合整数二次规划模型,并采用混合整数二次规划法对优化模型进行求解,得到最终的优化方案。最后,通过算例分析说明了所提方法的有效性。     

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。     

EMS规划态应用软件的开发与应用

设计开发了能量管理系统(EMS)规划态应用软件系统,该系统具备以下特点:应用多态机制嵌入EMS,可直接利用电网的实际运行数据进行数值仿真;能够以系统单线图的方式,动态地修改电网模型,构建未来规划电网,并基于各种实测数据断面,分析电网在不同规模和运行方式下的系统潮流及设备安全状况.提出了系统总体设计方案,介绍了图形、模型、算法分析、数据访问等子系统的设计方案和实现方法.该系统已成功应用于江苏省调电网,为未来规划电网运行方式的研究提供了一个良好的工具.     

基于混合模型的超短期风速区间预测

准确的风速预测能够促进大规模的风电并网,保证电力系统的安全稳定运行。针对传统点预测方法难以表征预测结果概率可信度问题,提出一种基于模糊信息粒化、改进长短期记忆网络与差分自回归移动平均模型的混合区间预测模型。首先,采用自适应噪声的完全集合经验模态分解模型对原始风速数据进行分解,并依据模糊熵重构得到新序列。在此基础上,对每个序列依次进行模糊信息粒化,获得最大值、最小值及平均值。最后,利用改进长短期记忆网络模型预测高频序列,差分自回归移动平均模型预测低频序列与余项,并将所得上下界求和得到最终风速区间。算例分析表明,所提模型得出的风速预测区间能够准确覆盖实测风速,为电力系统调度提供更多有价值的决策信息。     

考虑可靠性收益的配电网智能软开关规划方法

智能软开关(SOP)具有较强的潮流控制能力,在配电网正常运行场景下和故障环境中均能有效发挥作用,在规划层面应兼顾其对于配电网供电可靠性与运行经济性提升所带来的综合收益。文中综合考虑了SOP接入对配电网供电可靠性和运行经济性的影响,建立了智能软开关规划模型;采用快速搜索和发现密度峰聚类方法对年负荷数据进行聚类,生成配电网典型运行场景以计算其对运行经济性的提升收益;采用基于关联约束的支路故障率计算方法,考虑线路电流负载率、节点电压以及线路长度对支路故障率的影响,生成动态预想故障集以计算供电可靠性收益;采用模拟退火与二阶锥规划相结合的混合算法对上述规划模型进行求解,最后,在PGE 69节点算例上验证了所提规划模型的有效性。结果表明,面向配电网可靠性与经济性的SOP规划方法能够有效降低配电网综合成本,实现投资效益的最大化。     

基于可信性理论的模糊潮流方法

目前的模糊潮流算法基于模糊集理论,但需要严格的数学理论基础和测试标准.可信性理论是研究模糊现象的数学分支,它建立了与概率论相对应的模糊论公理化体系.基于可信性理论提出一种通用模糊潮流算法,该算法不仅能够给出潮流结果的可能性分布及其期望值和方差等数字指标,而且能够统计设备越限期望值和系统风险值.一方面,该方法使得模糊潮流的计算结果能进行直观的分析比较,提高了实用性;另一方面,该方法具有严格的数学基础,所以可以成为模糊潮流的测试标准.以6节点系统和某实际地区电网的算例表明了所提出的方法的合理性和有效性.     

地区电网外网等值自动生成系统的开发与应用

外网等值模型必须跟踪外网运行方式的变化以确保地调EMS应用软件的计算精度.为提高地区电网EMS应用软件的实用性,作者开发了自适应的外网等值自动生成系统.该系统利用IEC61970 CIM(Common Information Model)标准从省调EMS系统读取电网模型和实时数据,然后自动为地区电网生成外网等值模型,并按IEC61970 CIS/CORBA(Component Interface Specification/Common Object Request Broker Architecture)规范通过广域网将外网等值模型发送至各地区电网,供地区电网EMS/DTS应用软件使用.该系统的外网模型可灵活定制,可在外网中自动生成或人工指定缓冲网,以满足等值精度和计算速度的要求.该系统实时自动运行,可随时为地区电网提供外网等值模型和相应的实时数据,大大提高了地区电网EMS/DTS应用软件计算结果的正确性.     

计及不确定性因素的配电网网架规划方法

为了在配电网网络架构规划中计及分布式电源出力与负荷不确定性的影响,提出了模糊规划法。通过三角模糊数表述分布式电源(Distributed Generation, DG)出力的不确定性,并利用可信度理论构建配电网网架规划模型;提出了一种快速生成树算法形成待规划系统的初始网络架构,再利用遗传算法对初始网架进行调整寻优,最终得到系统最优网架。通过算例仿真验证了该方法的有效性。     

基于自适应遗传算法的配电网DG选址与定容

以配电网规划投资为考虑因素,建立了含分布式电源(DG)的配电网规划经济性模型,以折算到每年的DG的投资运行费用、线路运行费用及引入DG后购电费用最小为目标函数,采用自适应遗传算法解决DG布点规划问题。通过对某地35节点低压配电网算例进行仿真计算,验证了本文算法的有效性,并得到了DG较为合理的安装位置和接入容量。     

不同外网等值模型对EMS应用效果影响的试验研究

利用广东省调实时外网等值自动生成系统为深圳地调生成了几种外网等值模型：外网简单挂等值机模型、外网直接等值模型、缓冲网等值模型和详细外网模型。通过远程网将等值模型送到深圳地调,在深圳地调现有能量管理系统上进行了几种主要开合环操作的仿真计算,并和现场实际操作的测试结果进行了比较,评估了应用不同外网等值模型时开断潮流的计算精度。结果表明,缓冲网等值模型具有与详细外网模型一致的精度,是最佳的外网等值建模方式。     

基于模糊期望值模型的配电网网架规划

传统配电网网架规划中,不确定规划参数的处理是规划的难点.为深入研究该问题,考虑了负荷预测值的不确定性,引入可信性理论和不确定规划方法,建立了基于模糊期望值模型的配电网网架规划模型,并采用遗传算法求解.该模型采用梯形模糊变量表示负荷预测值,其目标函数和约束条件均具有明确的数学意义,可采用严格的数学方法求解,克服了传统配电...     

改进的并行模糊核聚类算法在电力负荷预测的应用

用户用电典型模式的分类预测是电力负荷预测的重要组成部分。针对单核模糊C均值算法在电力大数据挖掘中不能兼顾预测精度和普适性能好的问题,提出了一种电力短期负荷场景中改进的无监督学习多核模糊C均值聚类算法,建立了双层神经网络的电力数据负荷预测模型对比该改进的算法对电力负荷预测效果的影响。用户数据由MapReduce并行化处理加速。数值实验结果表明:改进的算法在实际电力用户数据集中,具有广泛的适用性和有效性,同时能显著提高电力短期负荷预测的精度。