最优潮流

摘要： 针对分布式能源发电的间歇性和不确定性,提出了风、光互补发电和储能实时在线优化结合的方法。以风、光日前预测发电与实时发电误差最小、储能出力最少为目标,建立风-光-储联合优化模型;使用改进PSO算法对风、光出力进行实时优化,优化后的分布式发电可以有效降低分布式电源带来的日前调度偏差。储能优化后的风、光出力在进行潮流计算时可直接处理为负荷模型,因此可以有效降低分布式能源建模的复杂度。最后,以IEEE30节点系统为例,以发电机发电费用最低为目标函数,将风-光-储联合出力等效为单个节点,利用遗传算法对最优潮流模型进行求解,验证了本文方法的正确性和有效性。

摘要： 可用输电能力(ATC)是电力系统经济安全运行的一项重要指标。由于大量风电并网和用户用电行为的多样化,ATC的计算必须要考虑其带来的不确定源。而在对不确定源相关性的处理时,Nataf变换中标准正态分布域相关系数的求解尤为复杂,传统的基于辛普森数值积分和二分法的相关系数转换法耗时极其严重。在概率计算中,采用蒙特卡洛法基于最优潮流的ATC计算模型实现ATC的概率分析耗时也极其严重。基于以上困难,本文采用径向基神经网络实现Nataf变换中相关系数的转换过程,同时采用径向基神经网络近似ATC的确定性计算模型,从概率建模和单次ATC的计算量两个方面对ATC的概率分析进行提速。本文基于两个相连接的IEEE 9节点算例,以传统相关系数转换法作为相关系数精度参考,以基于最优化ATC模型的蒙特卡洛法作为概率结果精度参考,测试了本文所提方法的性能。

摘要： 随着能源结构的深化调整,可再生能源在电力系统中的渗透率逐步提高,而其出力的波动性和随机性对电力系统的稳定运行带来了新的挑战。科学地评估电力系统对新能源的承载能力,对于含高比例新能源电力系统的规划和运行具有重要意义。建立电力系统中新能源承载能力的线性最优潮流(optimal power flow,OPF)模型。针对电力系统潮流的非线性问题,建立线性化方法,在精度允许的前提下,解决传统OPF高次非凸模型难以求得全局最优解的问题。考虑节点电压、线路潮流、功率返送和机组爬坡约束,对电力系统的新能源承载能力进行评估。通过仿真分析,验证OPF的有效性,并结合具体算例探讨限制可再生能源接入的主要因素。

摘要： 微网群位于多节点配电网系统中,目前的研究大多只针对微网群的控制策略或能量调度问题,没有同时针对这两种问题进行的研究。因此,提出一种上层调度与下层控制联合优化的管控一体化策略。上层调度系统采用基于二阶锥优化的最优潮流算法对多节点系统进行能量调度,并与节点内微网群实时信息交互。下层微网群控制系统中提出一种改进的混合优化控制策略,在消除无功功率分配不均问题的同时提高系统的有功功率动态性能,并保证电压与频率的一致性稳定收敛。当负荷突变后超过微网群最大发电功率时,以微网群的功率需求作为上下层联动的标准,调用上层根据新的功率需求进行潮流的重新分配,通过通信网络向下层传递更新的参考信号,进行一种调度与控制的有机联动,保证系统的稳定性。仿真采用微网群系统接入30节点配电网运行作为算例,验证了管控一体化策略对系统的稳定性、可靠性和抗干扰性有很大的提高。

摘要： 针对化学反应算法收敛速度慢的问题,结合罚函数法将最优潮流问题转化为一个无约束求极值问题,在标准IEEE30节点系统中进行仿真计算,并与其他优化算法进行了比较分析,结果表明所提方法收敛效果更好,精度更高。

摘要： 随着多个微电网接入主动配电网(acitve distribution network, ADN)系统运行,微电网与ADN之间的相互作用关系越加明显,使得求解ADN系统经济调度难度加大。为更好平衡微电网和ADN的经济关系,提高ADN系统的经济调度求解效率,提出一种考虑分时电价机制的多微电网与ADN双层模型。根据优化目标的不同,将整个ADN系统分为上、下层,层与层通过联络线的传输功率来实现整个系统的最优调度。其中下层以各微电网内可控电源出力、买/卖电收益及有功平衡为约束建立并网微电网的数学模型,采用基于Tent映射和正态分布交叉(normal distribution crossover, NDX)算子结合非支配排序遗传算法Ⅱ (non-dominated sorting in genetic algorithm-II,NSGA-II)求解。上层以ADN系统买/卖电的功率和ADN系统最优潮流为约束建立ADN系统最优潮流模型,通过二阶锥规划(second order cone programming, SOCP)松弛技术与Gurobi工具求解系统最优解。最后以改进IEEE 33节点的配电网系统作为算例进行验证,结果表明:所提的双层模型具有一定的可行性;与固态电价下的ADN系统经济性相比,动态分时电价机制下ADN系统的经济性更好。

摘要： 在逐渐深入推进电力现货市场的环境下,提出一种考虑负荷分类及其需求响应的电力现货市场优化调度模型,该模型融入负荷需求响应并以节点电价作为价格传导机制来优化次日各节点负荷曲线,提升电力系统运行效益。并将社会生产机会成本的概念引入负荷侧,综合优化各节点的购电成本与社会生产机会成本。以IEEE39节点系统为算例进行仿真,验证了该模型的有效性,并分析了需求响应容量大小对负荷需求响应的影响程度和对节点电价的影响。

摘要： 随着可再生分布式发电(RDG)在配电网中渗透率逐步提高,部分地区已出现配电网对RDG消纳能力不足的问题,客观地评估配电网对RDG的消纳能力成为当前配电系统规划和运行过程中的重要问题之一。首先,针对RDG出力不确定性特征,证明了配电网中任意节点注入功率不确定性波动对于节点电压分布、支路潮流等运行状态量影响的映射关系;其次,建立了当RDG注入功率不确定性用概率或仿射等不同描述形式时,配电网运行状态量的解析表达式;然后,提出了评估RDG消纳能力的不确定性最优潮流模型,并建立了RDG注入功率不确定性在不同描述形式下最优潮流模型的确定性等价转化方法;最后,通过实际系统验证了所提模型和方法的有效性。

摘要： 跨区跨省电力交易是指在由各运营主体负责下形成的区域(或省级)电网之间发生的电力交易行为。在实现“碳达峰、碳中和”的目标背景下,新能源发电占比将不断增长,考虑中国新能源发电与负荷的逆向地理分布现状,推动跨区跨省电力交易有利于实现更大范围内的资源优化配置,使得社会福利最大化。基于上述背景,对国内外多区域电力市场基本架构、交易分类、出清机制、模型求解算法、价格机制等方面进行了分析和介绍,总结了目前跨区跨省电力交易机制中的关键问题,并对后续研究方向进行了展望。

摘要： 多端柔性直流输电是在两端柔性直流输电基础上发展而来,用于解决大规模风电并网难题。该文阐述了一种风电场经VSC-MTDC并网的最优潮流计算模型,利用场景分析法模拟风电场出力的波动性,以火电机组总的发电成本最小为目标,采用预测-校正内点法求解。算例结果表明,该模型具有良好的收敛性,引入场景分析法后虽然火电机组总的发电成本增加,但火电机组的快速调节能力能有效应对风电出力波动性,从而保证电网的安全运行。

摘要： 最优潮流(Optimal Power Flow,OPF)是智能电网能源管理系统(Energy Management System,EMS)中最为重要的模块之一,其目的是最大限度地减少系统中发电机的燃料成本,并对系统中各个发电机的发电量做出最佳调度.假数据注入攻击,作为一类典型的数据完整性攻击方式,已经显示出对OPF计算结果的破坏性和影响力.在本文中,重点从攻击者的角度研究如何在攻击代价最小的条件下获得最大的攻击效果.通过对假数据注入攻击模型的分析,确定以OPF的状态变量,即网络拓扑,作为最小攻击代价的攻击对象.最后,在IEEE-30节点系统下,用MATLAB对攻击进行仿真,验证了这种攻击的可行性.实验结果表明,攻击者可以通过这种拓扑攻击有效地提升最小费用,达到攻击目的.

摘要： 在配网等级利用多端柔性直流技术构建直流电网,既可以在不提高短路容量的前提下实现配电网的闭环运行,提高供电可靠性和配电网设备的利用率;又可以作为未来直流配电网的基础,进而提高供电容量并适于多种直流电源和负载接入.本文从调度级、系统级以及换流站级的角度对配网互联多端柔性直流系统的分层控制策略进行了研究:调度级利用多目标最优潮流给出各换流站的优化控制参考值;系统级分析并采用主从控制方式进行功率分配;换流站级区别于传统的PI控制,采用状态反馈精确线性化的方法进行内环控制,达到了更好的控制效果.最后通过Matlab和PSCAD/EMTDC软件仿真对所提出的方法进行了验证.

摘要： 针对新能源发电的随机性、反调峰性和预测精度低的问题,提出了一种适用含新能源接入的电力系统的机会约束最优潮流(chance constrained optimal power flow,CCOPF)方法.将新能源发电出力预测结果与真实值的偏差作为随机变量,计及系统运行限制的概率约束条件,建立了以发电成本期望最小为目标的电力系统CCOPF模型.根据其约束条件特点,构建了CCOPF问题的二阶锥规划描述,从而将原概率约束优化问题转化为确定性的非线性优化问题,然后采用现代内点算法加以求解.通过IEEE-30系统的计算结果,验证所提出模型与方法的有效性和可行性.

摘要： 针对电力系统最优潮流计算的问题提出了一种基于梯度蜂群混合算法。利用梯度算法的快速寻优特性得到某一局部极值，然后采用蜂群算法的全局寻优能力跳出该局部极值，并经过反复交替迭代最终找到问题的最优解。通过对IEEE5 节点系统的计算结果表明了改进后的人工蜂群算法可较好的处理最优潮流约束条件，有效提高了基本蜂群算法的全局寻优能力和收敛精度。在处理最优潮流问题上具有一定的有效性和优越性。

摘要： 随机最优潮流是一个新型的非线性优化问题，且由于优化目标或约束的概率化使得其计算复杂，难度较大。目前随机最优潮流的解决方法有限，要大规模实用化，满足电力系统的运行要求还有很多问题要解决。此文总结现今有关随机最优潮流的几个方面，从优化模型和优化算法出发，对主要的优化方法进行了介绍和简要的分析。

摘要： 省级以上电网中,电压无功控制通常都由最优潮流来进行三级电压无功优化控制.由于实际控制中控制死区的存在,电压、无功的控制结果不可能和最优潮流的理论值完全相同,因此,电压无功控制工程化的关键问题在于确保电网调节的方向始终趋向于最优运行。本文通过对IEEE39节点的研究，对省网调的输电网络结构下的电压无功控制提出了明确的研究结论，即在高压输电网络中电压无功控制的关键问题在于发电机机端电压的调整方向需与优化结果的调节方向一致，在此原则下无论调节的程度如何都将使得电网的经济运行的到改善。此外，在高压输电网络中的无功分区，从全局优化角度并无特殊作用，这点和传统的认识有一定程度的差异。实际电网始终处于波动中，而用于优化计算的断面往往是某一时刻的状态估计结果断面，一方面和该时刻SCADA量测存在偏差，另一方面与实际电网的状态可视为在该静态断面上叠加了扰动因子。这些需要通过在优化模型中引入模糊因子来进行处理，本文的研究除了为工程实际提供指导原则外，也为后续研究处理模糊因子不确定性提供了依据。

摘要： 针对交流最优潮流受算法收敛性和计算效率限制难以实用化,而基于静态修正的直流最优潮流则难以实现网损的精确平衡和发电综合成本最优目标的问题,本文提出了一种基于网损迭代修正的安全约束经济调度方法。该方法通过在安全约束经济调度模型的约束条件中引入网损因子,用以反映各机组对系统网损的作用效果；通过建立网损平衡约束,以确保模型网损变量的优化结果与系统实际网损相吻合；最终通过反复的迭代修正,实现网损的协调优化。IEEE14节点和118节点2测试系统验证了本文提出方法的有效性。

摘要： 以最优潮流为基础，通过等价空间变化，将表示系统暂态稳定状态和稳定性要求的微分-代数方程转化为一个不等式约束，形成含暂态稳定约束的最优化模型。基于发电机转子摇摆曲线及暂态稳定分析的特点，提出新的暂态稳定判定方法及判据，提高了稳定判断的准确性。同时，利用近似牛顿方向，导出求解该模型的的内点算法。新模型简洁、直观，编程应用方便，计算正确，收敛性好。与以往的模型和算法相比，计算量显著降低，计算速度大为提高。在10机39节点系统上的仿真验证了模型和算法的有效性。

摘要： 针对如何模拟不同风电场的相关性问题，本文提出一种基于Nataf逆变换技术实现建立不同风电场之间具有相关性的风速分布样本空间。在仿真过程中考虑风速的不确定性，将每个风电场出力视为一负的随机负荷，并考虑风电场采用不同的位置和装机容量，不同风电场的相关性用方差.协方差矩阵描述，建立最优潮流模型求解节点实时电价。最后将风电场接入IEEE-30节点系统应用蒙特卡罗仿真计算，定量研究随着风电场之间相关性的增强，节点实时电价的波动情况。

摘要： 本文根据风速确定风电场的输出功率,在此前提下进行优化,采用现代内点理论求解含风电场的电力系统优化潮流问题;根据实际的风速数据,结合动态仿真要求不高的实际情况,采用简化的风能功率的模型,以异步发电机为例,在常规PQ、RX和QU模型的基础上归纳出改进PQ模型;考虑风速和负荷的随机性变化,选取了实际全天24小时风速曲线和广西地区负荷变化曲线进行仿真,在IEEE-14和IEEE-118节点系统上进行测试,求出各时刻出力的最优解.

摘要： 本发明提出一种基于微电网结合潮流计算的最优潮流双层迭代方法，该方法将微电网建模为一个多自主体系统，电网中每个发电单元、用户、存储均为一个自主体。将潮流计算和最优潮流结合，通过潮流迭代更新每个自主体的参数，再进行最优潮流迭代给出优化后的自主体参数，再进一步给出考虑线路损耗时，微电网发电成本最小的发电机发电量的控制实施方案。本方法利用双层迭代算法，保证了微电网电压的稳定性的同时，有效的解决了微电网各个发电单元的最优发电控制问题，考虑新能源响应了环保节能的政策。

摘要： 本发明公布了一种可计算完备潮流信息的冷启动线性化最优潮流计算方法，该计算方法通过建立冷启动线性化最优潮流计算模型，将原有的非线性化最优潮流计算模型通过解耦和代换转换为冷启动线性化计算模型，该模型在保证计算效率的同时可以求解全部潮流信息。算例仿真结果表明，本发明保留了直流最优潮流的高效性，具有更高的精度，适用性强。

摘要： 本发明公开了一种基于电力系统潮流耦合关系的拟直流动态最优潮流(QDCDOPF)。相比静态最优潮流(OPF)，传统的动态最优潮流(DOPF)是对整个调度周期进行整体优化，其变量和约束的数量随着时段数的增加而急剧增加，这将导致雅可比矩阵和海森矩阵的维数非常巨大，从而给优化计算的求解效率和收敛性带来极大的挑战。本发明基于电力系统潮流中的线路有功、无功方程的耦合关系，提出了QDCDOPF，其有效地降低了传统DOPF模型的复杂度。算例结果表明，QDCDOPF收敛性强，有着较高的计算效率，计算精度高且实现更加简单。

摘要： 本发明公布了一种含统一潮流控制器UPFC的线性化最优潮流LOPF模型。直流最优潮流DCOPF是目前最热门的OPF线性化方法，其求解速度快，但是计算精度相对较低，且无法求解节点电压幅值和线路无功功率两个电气量。UPFC可以提升地区电网的供电能力，将其引入DCOPF模型则增加了问题复杂度，还将线性化的DCOPF转化成了非线性模型。基于此，本发明提出了一种精度更高的且更加完善的新型LOPF模型，该模型可以求解电压和无功功率；并对UPFC的电流源型稳态模型进行处理，使其等效嵌入到线路中，从而适用于本发明所提LOPF模型。算例仿真结果表明，本发明保留了线性化模型的高效性，计算结果具有较高的精度，且能够求解出比DCOPF模型更加完备的潮流信息。

摘要： 本发明公开了一种包含统一潮流控制器的随机最优潮流计算方法，包括以下步骤：(1)统一潮流控制器稳态模型采用等效理想变压器模型；(2)根据统一潮流控制器的稳态模型，得到含统一潮流控制器的确定性最优潮流模型；(3)负荷和风电功率分别是服从正态分布和威布尔分布的随机变量，基于点估计法将含统一潮流控制器的随机最优潮流模型等效为2S个确定性最优潮流模型；(4)根据2S个确定性最优潮流模型的计算结果，以及负荷和风电功率的概率分布，计算运行费用、节点电压、线路功率以及统一潮流控制器运行状态的概率密度函数。本发明得到的统一潮流控制器运行参数概率密度函数，实现了从概率角度对统一潮流控制器运行状态的有效分析。

摘要： 本发明公布了一种计及统一潮流控制器(UPFC)的电力系统动态最优潮流(DOPF)的算法。动态最优潮流(DOPF)能够同时满足电力系统的安全性和经济性，并且能够考虑一个调度周期内各时段间的动态约束，因此在电力系统优化运行领域得到广泛应用；统一潮流控制器(UPFC)可以通过参数设置，控制线路潮流分布，有效提高电力系统稳定性。基于此，本发明首先研究了UPFC的独立支路稳态模型，然后建立含UPFC的动态最优潮流模型，最后采用原对偶内点法进行求解。算例仿真结果表明，UPFC的引入，不仅可以提高系统稳定性，而且可以减少DOPF的机组费用和线路网损。此外，本发明还对原对偶内点法求解过程中的修正方程式进行分块解耦处理，大大提高了动态最优潮流的求解效率。

摘要： 本发明公开了一种含统一潮流控制器的电力系统两阶段最优潮流计算方法，基于功率注入法推导了UPFC稳态模型，提出了两阶段调度模型，并分别建立了含UPFC的最优潮流计算模型，通过调节UPFC的控制参数来修正间歇式能源的波动性，实现风电与UPFC的协调配合。本发明所达到的有益效果：(1)本发明模型首先在日内滚动调度阶段制定机组出力计划，优化运行成本；然后在实时调度阶段根据风电出力预测误差得到统一潮流控制器的控制策略表，实时修正运行计划，为运行调度人员提供调度依据；(2)利用统一潮流控制器的灵活控制能力，通过统一潮流控制器控制参数的快速调节可以协调风电出力的波动性和不确定性，提高系统的经济性与安全性。

摘要： 本发明公开了一种基于潮流转移关系的安全约束最优潮流方法，基于预想故障分析建立故障前后的有功潮流转移关系，将故障态支路有功潮流描述为基态支路有功潮流的函数，从而将故障态支路有功潮流约束描述为基态支路有功潮流的线性不等式约束。通过对并联线路或并列主变进行分组，利用组内支路的潮流分布关系减少需监视的支路规模，并利用设备短时通流能力明显大于其长期通流能力的特征对故障态支路潮流约束进行过滤，以尽能减小SCOPF问题的计算规模，取得了较好的效果。

摘要： 本发明公布了一种可计算完备潮流信息的冷启动线性化最优潮流计算方法，该计算方法通过建立冷启动线性化最优潮流计算模型，将原有的非线性化最优潮流计算模型通过解耦和代换转换为冷启动线性化计算模型，该模型在保证计算效率的同时可以求解全部潮流信息。算例仿真结果表明，本发明保留了直流最优潮流的高效性，具有更高的精度，适用性强。

摘要： 本发明提出一种基于微电网结合潮流计算的最优潮流双层迭代方法，该方法将微电网建模为一个多自主体系统，电网中每个发电单元、用户、存储均为一个自主体。将潮流计算和最优潮流结合，通过潮流迭代更新每个自主体的参数，再进行最优潮流迭代给出优化后的自主体参数，再进一步给出考虑线路损耗时，微电网发电成本最小的发电机发电量的控制实施方案。本方法利用双层迭代算法，保证了微电网电压的稳定性的同时，有效的解决了微电网各个发电单元的最优发电控制问题，考虑新能源响应了环保节能的政策。