计及发电机调节能力的电压稳定约束最优潮流

考虑了正常工况与重负荷工况下的系统静态安全运行约束,以及系统由正常工况转移到重负荷工况时的发电机调节能力约束,提出了一种计及电压稳定裕度的最优潮流模型。采用非线性原对偶内点法求解该模型,可以同时得到正常工况下的最优发电机出力分配,以及重负荷工况下的可行发电机出力分配。经IEEE14节点系统的仿真计算,验证了本文提出的模型与算法。     

电压稳定约束的最优潮流

介绍了近年来考虑电压稳定约束的最优潮流问题的研究新进展.综述了考虑电压稳定约束的最优潮流问题.讨论了在电压稳定约束的最优潮流中考虑高级发电机及负荷模型.最后比较了求解电压稳定约束的最优潮流问题的单阶段法和多阶段法.     

电压稳定约束的最优潮流

介绍了近年来考虑电压稳定约束的最优潮流问题的研究新进展。综述了考虑电压稳定约束的最优潮流问题。讨论了在电压稳定约束的最优潮流中考虑高级发电机及负荷模型。最后比较了求解电压稳定约束的最优潮流问题的单阶段法和多阶段法。     

计及电压稳定约束的微电网动态最优潮流

为使微电网并网运行满足电压稳定性和经济性要求,将改进后的小扰动电压稳定指标引入微电网最优潮流模型中,并研究了多时段动态负荷下的最优潮流算法。在有载调压变压器模型中引入虚拟节点,以消除模型中的变比及因变比而产生的高阶项,并计及分布式电源及储能单元的影响在直角坐标系中建立了微电网动态优化潮流的二阶新模型。进一步通过在拉格朗日方程进行泰勒展开时保留高阶项和利用近似最小度算法进行节点优化编号,对传统内点法进行改进。修正计算中所使用的常系数海森矩阵与改进内点法相结合,从而提出一种常系数海森矩阵内点法,有效地解决了计算精度与迭代效率之间的矛盾。在ETAP环境下建立微电网模型,应用所提方法进行优化计算,计算结果表明,在改进的小扰动电压稳定指标约束下,所提模型和算法能够满足微电网运行经济性和电压稳定性的要求。     

电压稳定约束的最优潮流研究

针对电力系统将运行在更加接近电压稳定临界点的情况,建立了一种包含电压稳定约束的最优潮流(OPF)数学模型,在常规OPF模型基础上增加了一组电压稳定裕度约束作为不等式约束。引入能正确反映系统当前电压稳定程度的L指标函数作为电压稳定约束,通过调整该约束的上限值,可以获得系统所要求的电压稳定裕度。利用基于扰动KKT(Karush-Kuhn-Tucker)条件的原始-对偶内点算法对问题进行求解。多个IEEE测试系统上的仿真结果表明,该模型能较好地兼顾系统对电压安全性与经济性的要求;在电压稳定约束起作用时,发电总费用会随着系统对电压稳定要求的提高而增大;L指标约束的加入对系统的调节能力有一定影响;所用算法收敛性好、鲁棒性强,能有效地处理大量等式和不等式约束。     

基于最优潮流并计及静态电压稳定性约束的区域间可用输电能力计算

可用输电能力(ATC)是衡量电力系统在安全稳定运行的前提下区域间功率交换能力的指标。文中基于最优潮流(OPF)方法，建立起符合电力市场交易机制的ATC计算模型，其中考虑到输电线路故障对系统静态电压稳定性的影响，加入线路N-1故障时广义参数化形式的潮流方程及相应的不等式约束条件，使系统在故障时仍有负荷裕度，以保持电压稳定；以支路功率和系统负荷裕度之间的灵敏度指标进行预想故障选择，并用原对偶内点法计算得到输电线路N-1安全约束下的区域间可用输电能力。IEEE30和IEEE118节点系统算例表明该模型和算法的正确性与有效性。     

考虑电压稳定约束的最优潮流

采用指数负荷模型研究了有载调压变压器对系统最优潮流的影响。在阐述电压稳定性L指标的基础上,将L指标引入传统最优潮流中形成电压稳定约束的最优潮流,运用原-对偶内点法求解该模型。算例结果表明,该模型鲁棒性较好,能更加真实地反映系统实际运行情况。不同静态负荷模型对系统电压稳定性和经济性有一定的影响,系统电压稳定性的提高是以牺牲经济性为代价的,在考虑电压稳定性时,有载调压变压器的加入可以有效降低系统燃料费用,平抑系统有功出力和燃料费用的波动,将波动维持在一个较小的范围内。     

计及电压稳定的最优潮流综述

系统安全运行和经济控制是电力运行中较难协调的问题。在最优潮流的基础上结合电压稳定分析,综合考虑安全运行和经济控制可获取合理的效果。该文综述了国内外研究人员对计及电压稳定的最优潮流的研究状况。首先阐述电压稳定指标和最优潮流等基本概念,研究了计及电压稳定的最优潮流建模问题,总结并提出了两种模型：约束型优化模型和多目标优化模型;其次介绍和分析了模型所采用的常见成熟算法及其应用策略,指出了各种算法的优点和缺陷;最后提出了该方面研究的几个需要深入解决的关键问题。     

电压稳定约束最优潮流算法的发展

电压稳定约束最优潮流(VSCOPF)作为最优潮流问题研究的一个专门研究方向,在优化系统运行时强调维持系统的电压稳定裕度,在一定程度上缓解了系统接近稳定极限运行的紧张局面.本文对近几年国内外关于电压稳定约束最优潮流问题的研究进行了比较全面的介绍,其算法的发展一方面依赖于最优潮流算法的发展,另一方面取决于电力系统运营机制的转变.随着电力市场理论与实践的不断完善,电压稳定约束最优潮流的研究将会把更多的重点用于解决电力市场下的电压安全成本及定价问题,以经济利益驱动市场参与者维持系统运行的电压稳定裕度.     

基于L指标的电压稳定约束下的最优潮流

为追求更大的经济利益,电力系统的运行日益接近其稳定临界,增加了系统出现电压失稳的可能性,故在传统的最优潮流中考虑电压稳定约束十分必要。本文利用电压稳定￡指标,建立了包含电压稳定约束的四种最优潮流模型（VSCOPF）：最大化稳定裕度模型、固定稳定裕度模型、线性组合模型和混合模型。通过多个测试系统对上述模型进行了分析和计算,基于计算结果对各个模型解的存在性、能否科学地兼顾电压稳定性和经济性等问题进行了较为详细的讨论。该项工作对于寻求更为科学实用的、能够合理计及电压稳定约束的最优潮流模型,具有一定的帮助。     

考虑DFIG桨距角参数优化的小干扰稳定约束最优潮流模型

现有小干扰稳定约束最优潮流(SC-OPF)一般选择同步发电机(SG)有功出力作为控制参数,当某些危险特征值受SG出力影响较小时,电网稳定水平改善效果有限。基于双馈感应发电机(DFIG)详细模型,推导风电系统危险特征值对控制参数灵敏度的解析表达,利用特征值灵敏度调节控制参数,从而改进现有SCOPF算法;同时优化SG有功出力和DFIG桨距角参数,以调整各自主导特征值。仿真结果表明,所提优化模型能够同时改善电网阻尼比和稳定裕度,并且减小经济损失。     

含同步风电机组的电力系统动态最优潮流

同步风力发电机因电压和无功可控、并网效率高的特点,成为目前发展趋势。考虑同步风力发电机的无功控制方式与机组爬坡约束,对风电场无功运行边界和并网点电压条件进行探讨,推导出同步风电机组的无功极限计算方法,建立了含同步风电机组的电力系统动态最优潮流模型。由于发电机的有功、无功只与风速和节点电压有关,因此计算过程中无需额外修正节点电压值。在同步风力发电机基础上,考虑风速和负荷变化,选取某地区24小时风速和负荷变化典型曲线,分别在恒电压和恒功率因数两种控制方式下采用现代内点理论对IEEE-14和IEEE-118标准算例进行仿真,其结果为分析风电场接入电力系统的影响,制定风电有效容量,提高系统接纳风电能力提供决策依据。     

Security constrained optimal power flow considering detailed generator model by a new robust differential evolution algorithm

This paper presents a new multiobjective model, including two objective functions of generation cost and voltage stability margin, for optimal power flow (OPF) problem. Moreover, the proposed OPF formulation contains a detailed generator model including active/reactive power generation limits, valve loading effects, multiple fuel options and prohibited operating zones of units. Furthermore, security constraints, including bus voltage limits and branch flow limits in both steady state and post-contingency state of credible contingencies, are also taken into account in the proposed formulation. To solve this OPF problem a novel robust differential evolution algorithm (RDEA) owning a new recombination operator is presented. The proposed RDEA has a minimum number of adjustable parameters. Besides, a new constraint handling method is also presented, which enhances the efficiency of the RDEA to search the solution space. To show the efficiency and advantages of the proposed solution method, it is applied to several test systems having complex solution spaces and compared with several of the most recently published approaches.     

考虑小扰动稳定约束最优潮流的直接解法

为了将电力系统运行限定在静态稳定临界范围内,在最优潮流(OPF)模型中增加一组小扰动稳定指标作为不等式约束,建立了一种考虑小扰动稳定约束的最优潮流数学模型.以系统矩阵临界特征值的实部作为小扰动稳定指标,构造约束函数,并利用Cayley变换、谱函数理论及牛顿光滑化方法,对小扰动稳定约束进行转换,避免直接计算矩阵特征值,便于应用到大规模非线性系统.通过典型的WSCC 3机9节点系统,验证了所提方法的有效性.     

Transient stability constrained optimal power flow using oppositional krill herd algorithm

Transient stability constrained optimal power flow (TSCOPF) is becoming an effective tool for many problems in power systems since it simultaneously considers economy and dynamic stability of system operations. It is increasingly important because modern power systems tend to operate closer to the stability boundaries due to the rapid increase of electricity demand and the deregulation in power sector. TSCOPF is, however, a nonlinear optimization problem with both algebraic and differential equations which is difficult to solve even for small power network. In order to solve the TSCOPF problem efficiently, a relatively new optimization technique, named as krill herd algorithm (KHA), is employed in this paper. KHA simulates the herding behavior of krill swarms in response to specific biological and environmental processes to solve multi-dimensional, linear and nonlinear problems with appreciable efficiency. To accelerate the convergence speed and to improve the simulation results, opposition based learning (OBL) is also incorporated in the basic KHA method. The simulation results, obtained by the basic KHA method and the proposed oppositional KHA (OKHA) algorithm, are compared to those obtained by using some other recently developed methods available in the literature. In this paper, case studies conducted on 10 generator New England 39-bus system and 17 generator 162-bus system indicate that the proposed OKHA approach is much more, computationally, efficient than the other reported popular state-of-the-art algorithms including the basic KHA and the proposed method is found to be a promising tool to solve the TSCOPF problem of power systems.     

电压稳定约束下最优潮流的多目标优化与决策

电压稳定约束下的最优潮流(VSCOPF)是兼顾经济性和稳定性的多目标优化问题.VSCOPF模型将降低考虑机组阀点效应的发电费用和提高系统静态电压稳定裕度同时作为目标函数,并计及了预想事故下的安全约束.提出一种包含多目标优化和多属性决策的两阶段解法.在第1阶段,采用自适应多目标差分进化来搜索VSCOPF的Pareto前沿...     

计及发电机无功约束的最优乘子潮流计算方法比较

基于牛顿—拉夫逊法的最优乘子法已经广泛用于电力系统潮流计算中。其中比较突出的是S.Iwamoto等人提出的直角坐标最优乘子法、H.W.Dommel等人提出的极坐标下阻尼牛顿法以及王宪荣等提出的极坐标准最优乘子法。采用上述三种方法对IEEE57、118标准算例以及北美3 199、6 739节点实际系统进行了大量计算,比较了它们在计算速度、鲁棒性和适应性等方面的差别,探讨了潮流计算迭代中发电机PV-PQ节点类型转换对最优乘子法计算过程和结果的影响。数值结果表明,阻尼牛顿法与发电机PV-PQ节点类型转换之间的适应性差,极坐标准最优乘子法计算速度相对较快、受节点类型转换影响小、鲁棒性好。     

计及发电机无功约束的最优乘子潮流计算方法比较

基于牛顿-拉夫逊法的最优乘子法已经广泛用于电力系统潮流计算中.其中比较突出的是S.Iwamoto等人提出的直角坐标最优乘子法、H.W.Dommel等人提出的极坐标下阻尼牛顿法以及王宪荣等提出的极坐标准最优乘子法.采用上述三种方法对IEEE57、118标准算例以及北美3 199、6 739节点实际系统进行了大量计算,比较了它们在计算速度、鲁棒性和适应性等方面的差别,探讨了潮流计算迭代中发电机PV-PQ节点类型转换对最优乘子法计算过程和结果的影响.数值结果表明,阻尼牛顿法与发电机PV-PQ节点类型转换之间的适应性差,极坐标准最优乘子法计算速度相对较快、受节点类型转换影响小、鲁棒性好.     

A two stage model for rotor angle transient stability constrained optimal power flow

Transient stability constrained optimal power flow (TSCOPF) is a nonlinear optimization problem with both algebraic and differential equations. This paper utilizes the Imperialist Competitive Algorithm (ICA) as an evolutionary optimization algorithm and Artificial Neural Network (ANN) to develop a robust and efficient two stages scheme to solve TSCOPF problem. In the first stage an Artificial Neural Network is constructed to predict the rotor-angle transient stability margin, and is then incorporated in the TSC-OPF as the transient stability estimator. To solve the proposed TSC-OPF problem the ICA is used as the optimizer. The performance of the proposed method is verified over the WSCC three-machine, nine-bus system under different loading conditions and fault scenarios.