电网规划中最小切负荷费用计算方法

电力市场环境下的电网规划需要综合考虑电网的投资费用、运行费用和切负荷费用,所以有必要计算各规划方案的最小切负荷费用.通过建立以切负荷费用最小为目标函数的数学模型,提出了逐步经济切负荷法.该方法是一个逐步消除系统过负荷的迭代过程.每一次迭代中引入经济有效度指标来综合考虑候选节点的切负荷有效度和单位切负荷费用,并以此确定一个切负荷最佳节点以及该节点的切负荷量.当系统再无过负荷时,就终止迭代.此时,所有切负荷节点上的切负荷费用之和即为系统最小切负荷费用.算例证明了该方法的有效性和可操作性, 与电力市场下电网的实际运行情形相吻合.     

电网规划中考虑风电场影响的最小切负荷量研究

提出应用鲁棒线性优化理论来研究电网规划中含多个风电场的最小切负荷量计算问题,为含多个风电场的系统安全性研究提供了一条新的思路。根据Seng-Cheol Kang提出的鲁棒线性优化理论,建立电网规划中考虑风电场影响的最小切负荷量模型。该模型以出力上下限和出力期望值来描述风电场的出力,最终转化为一确定性的线性规划问题并进行求解。在计及或不计及发电机调整的情况下,该模型均能够给出最安全的切负荷方案,除此以外还能给出更多介于最可靠与最经济之间的切负荷方案,实现灵活决策;在计及发电机出力可调的情况下,该模型能够给出相应的发电机出力方案;该模型能够初步给出各种切负荷方案下电网规划方案的可靠程度。基于修正的Garver’s 6节点系统和修正的巴西南部46节点系统算例测试结果验证了该方法的有效性。     

区间负荷下的输电网灵活规划方法

建立了区间负荷下的输电网灵活规划模型,该模型考虑负荷的不确定因素,以投资成本最小为目标,以正常情况和线路N-1情况下的网络安全为约束,求解该模型得到区间负荷下满足正常情况和线路N-1情况下系统安全的输电网规划方案。根据区间至多切负荷量的数值来判别区间负荷下电网规划方案的安全性和安全程度,使用改进的贪婪随机自适应搜索算法快速求解该模型。6节点系统和某实际77节点系统的规划结果验证了该方法的正确性和有效性。     

基于直流潮流的发输电系统区间负荷N-K事故计算

从严格数学角度研究了基于直流潮流的发输电系统区间负荷K个元件事故评估。区间负荷N-K事故场景非常多,首先从优化角度建立了区间负荷N-K最好状态和最坏状态最小切负荷模型,其中最坏状态模型是典型的双层优化模型,上层决策变量是机组、线路和负荷状态,下层模型是直流潮流的最小切负荷模型。然后,使用强对偶理论和数学等效化简方法,把系统N-K区间负荷最坏状态最小切负荷双层优化模型转化为混合整数线性规划模型,该模型可使用成熟优化软件求解。最后,使用IEEE标准算例,测试了考虑区间负荷、机组和线路（或变压器）故障的区间负荷N-K事故最坏状态评估模型,测试结果显示了本文所提方法的有效性和可行性。     

采用分布鲁棒优化方法的最小切负荷量计算

含径流式小水电等不确定新能源的电网规划一般采用随机规划方法建模和求解,但径流式小水电出力概率密度函数一般难以准确获得,而分布鲁棒可以针对性地处理不确定因素的概率分布不确定优化问题,因此采用分布鲁棒优化方法解决含径流式小水电站出力不确定的电网规划中最小切负荷量计算问题。考虑径流式小水电站出力不确定性,构建最小切负荷量计算模型,引用鲁棒思想将模型转化为基于分布鲁棒优化理论的最小切负荷量计算模型,并通过拉格朗日对偶原理进一步转换为一个确定性的半定规划。算例计算了不同径流式小水电容量下系统地最小切负荷量,结果表明最小切负荷量受径流式小水电站出力估计值扰动范围的影响,切负荷量随扰动范围的增大而增加,且不同节点的敏感度也不相同;最小切负荷量与接入系统的径流式小水电容量成正相关趋势。     

基于负荷区间的最小电压稳定域求解方法

提出了一种负荷区间下最小电压稳定域的求解方法。在电网各节点及总负荷水平不确定,且只能给出一个区间范围的情况下,首先定义了一个基于负荷区间的最小电压稳定域模型;然后采用线性规划法对其进行求解,找出一组最危险的负荷分布,使其在满足负荷取值范围的约束下,离崩溃曲面的负荷距离最小。文中方法考虑了各节点和系统总负荷水平的区间性,为电压稳定性分析提供了一种新思路。IEEE14和57节点算例系统验证了所提算法的快速、有效性。     

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。     

基于安全域的电网最小切负荷计算方法

提出一种基于安全域的电网紧急控制最小切负荷计算方法,将系统紧急控制的问题划分为恢复电压稳定和排除系统支路越限2个子问题。分别利用割集电压稳定域和有功静态安全域描述这2个子问题的约束,进而提出一种快速确定最小切负荷方案的节点对集的方法,其计算速度优于传统线性规划方法。该方法通过安全域边界的超平面描述确定对某条越限支路控制最有效的负荷节点和发电节点对,针对该节点对能计算出排除该线路越限的最小切负荷量。排除全部线路越限所需的节点对共同构成节点对集。IEEE39节点系统和中国河南系统的算例都表明了所提方法的有效性。     

计及主变上层油温约束的受端电网的最小切负荷量优化方法

提出一种计及主变上层油温约束的受端电网的最小切负荷量优化方法。首先在主变上层油温与主变负荷之间的关系曲线基础上,对其进行了线性等效,建立了主变上层油温线性约束。随后,提出了计及主变上层油温约束的受端电网的最小切负荷量优化模型。该模型以220 k V站所带的110 k V线路开关的0-1状态和220 k V主变负荷的削减量为优化变量,建立了全网切负荷总量最小的目标函数,约束条件包含有功功率平衡约束、110 k V电网辐射型结构约束,并引入上述主变上层油温的线性约束,最终形成所建模型。由于该模型是一个二次整数规划问题,采用CPLEX工具箱对其进行了求解。最后,通过某实际220 k V/110 k V大型受端电网进行了仿真分析,验证了所建模型的有效性。     

一种计算最小负荷裕度的实用方法

最小负荷裕度能量度从当前运行点到电压失稳点的最恶劣的一种演化,为电压稳定预警提供更多信息。文中提出一种计算最小负荷裕度的实用方法。结合控制中心实际,得到一种负荷模式以及模式波动的表示形式,从而建立实用的连续潮流模型和求取最小负荷裕度的优化模型,推导了负荷裕度对于负荷模式的灵敏度,并采用序列线性规划法来快速、有效地求解最小负荷裕度。给出的期望负荷裕度和最小负荷裕度为电压稳定预警提供更丰富的规则信息。新英格兰10机39节点系统的仿真算例验证了所述方法的有效性。     

电力市场环境下输电网混合性规划模型

随着中国电力市场的发展与完善以及电网新技术的采用,电网规划尤其是输电网规划面临着新问题和新挑战。为了应对上述情况,文中在确定性规划准则和概率性规划准则的基础上,提出了一个在电力市场环境下应用于输电网中长期规划的多场景混合性规划模型。该模型整合了确定性规划准则和概率性规划准则的相关约束和参数,包括:柔性约束、投资费用、电力供应、购电费用、时间成本、故障发生概率、可靠性成本、期望缺供电量(EENS)以及缺电时间期望(LOLE)等。同时,通过定义多个场景来模拟电力系统的负荷水平,并考虑电力市场的因素,将输电网规划问题转为混合整数线性规划问题,通过直流潮流模型和商业优化软件CPLEX,寻找输电网最优规划方案。最后,通过与传统规划模型的对比和实际电网算例,验证了该模型的有效性、灵活性和经济性。     

考虑负荷和风电出力不确定性的输电系统机会约束规划

提出了一种考虑负荷和风电场输出功率不确定性、基于机会约束规划的输电系统规划方法。将Monte Carlo方法与解析的概率潮流计算方法相结合,得到含风电场电网输电线路的有功概率潮流分布。通过改进经典的输电系统规划模型,得到考虑负荷和风电场有功出力的概率分布、基于概率潮流计算的输电系统机会约束规划模型。为了有效求解该模型,设计了一种两步式遗传算法。该方法可以有效处理输电系统规划中的不确定性,并为规划人员提供比传统方法更丰富的信息。算例证明了该方法的有效性。     

考虑负荷不确定性的区间潮流计算方法

潮流计算是进行电力系统分析的重要工具,而实际工程实践中因为负荷等量的不确定因素的存在,使得不确定潮流问题有其重要的实用性。将区间数学引入求解不确定负荷下的潮流问题,采用区间分析的方法进行潮流计算方程组的求解。以区间量为基础的潮流计算模型出发,采用Krawczyk—Moore区间迭代法求解,推出了求解方法。并以Ward＆Hale6节点试验系统为算例,进行不确定负荷潮流计算。     

利用日最小负荷置信区间的光伏发电准入容量确定

为解决传统基于节点最小负荷估算值计算光伏发电准入容量可能存在的偏保守或偏乐观的问题,提出了一种利用日最小负荷置信区间的任意一个节点光伏发电准入容量确定方法。首先对系统各节点年度历史负荷数据进行处理,提取各节点的日最小负荷并求其置信区间;然后将各节点负荷置信区间上、下限分别代入目标配电系统进行系统简化;最后利用简化解析式法得到光伏发电准入容量的置信区间。案例分析在一个IEEE 69节点系统中展开,对比所提方法和DIgSILENT商业软件的计算结果,表明了该方法的有效性。