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随机动态经济调度问题的Dantzig-Wolfe分解及其并行算法

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电网技术 2019年第12期43卷 4398-4405页

作者：黄启文陆文甜刘明波华南理工大学电力学院

随着电力系统规模增大和场景法抽样场景数量增加,在求解含风电接入电力系统的随机动态经济调度问题时,计算将遭遇"维数灾"问题而无法求解。因此提出Dantzig-Wolfe分解及其并行优化算法,基于Monte Carlo抽样方法建立了以最小化发电成本... 详细信息

随着电力系统规模增大和场景法抽样场景数量增加,在求解含风电接入电力系统的随机动态经济调度问题时,计算将遭遇"维数灾"问题而无法求解。因此提出Dantzig-Wolfe分解及其并行优化算法,基于Monte Carlo抽样方法建立了以最小化发电成本为目标的随机动态经济调度模型,将随机优化问题转化为大规模确定性优化问题。采用Dantzig-Wolfe分解对其实施场景解耦,将大规模问题分解为上层主问题和一系列低维度的下层子问题,通过迭代求解主、子问题得到原问题最优解。在迭代过程中,利用改进次梯度法改善了算法收敛性。运用GAMS平台的网格计算工具构建了快速求解误差场景子问题的并行计算框架。既降低了计算机内存需求,从而实现高维问题的求解,又提高了求解速度。以含风电场的IEEE 39节点系统和某省级实际电力系统为例,验证了文中所提方法的正确性与有效性。

关键词：场景法风电场随机动态经济调度 Dantzig-Wolfe分解场景解耦并行计算

考虑退化成本的电池储能参与调频辅助服务市场的控制方法

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电网技术 2021年第8期45卷 3043-3051页

作者：刘庆楷刘明波陆文甜华南理工大学电力学院广东省广州市510640

基于性能支付的调频市场是电池储能参与的重要电力市场之一。电池储能通过提供调频容量和跟踪调频指令获得收益。然而,过度使用电池将加速其退化进程,降低电池的使用寿命。因此,调频市场中的电池储能参与者需要在其运营策略中考虑电池... 详细信息

基于性能支付的调频市场是电池储能参与的重要电力市场之一。电池储能通过提供调频容量和跟踪调频指令获得收益。然而,过度使用电池将加速其退化进程,降低电池的使用寿命。因此,调频市场中的电池储能参与者需要在其运营策略中考虑电池退化成本,以最大化其参与调频市场的收益。基于模型预测控制方法,提出了一种考虑退化成本的电池储能参与调频市场的控制方法,用于生成响应调频指令。首先,通过时间序列分析法对未来的调频指令进行预测;其次,采用分段线性成本函数对电池循环老化过程进行建模;最后,通过求解模型预测控制优化问题得到电池储能对当前调频指令的响应结果。仿真结果表明,采用所提方法可以使得电池储能在降低退化成本的同时保持较高的调频性能指标,从而提高在调频市场中的总收益。

关键词：电池储能系统储能退化成本辅助服务市场模型预测控制

远距离交直流并联输电通道联络线的有功优化分配

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华南理工大学学报（自然科学版） 2017年第7期45卷 16-24页

作者：陆文甜林舜江刘明波华南理工大学电力学院广东广州510640

针对远距离交直流互联多区域电力系统分层分区调度的特点,在已知各区域电网间总电力交换计划的前提下,提出一种远距离交直流并联输电通道联络线有功功率优化分配方法,优化模型以交直流联络线的总有功损耗最小为目标,考虑交流联络线输电... 详细信息

针对远距离交直流互联多区域电力系统分层分区调度的特点,在已知各区域电网间总电力交换计划的前提下,提出一种远距离交直流并联输电通道联络线有功功率优化分配方法,优化模型以交直流联络线的总有功损耗最小为目标,考虑交流联络线输电断面的安全约束,并考虑直流联络线功率调节范围和调节次数限制的约束,优化得到交直流联络线的输送功率计划.针对直流潮流模型计算长度达数百公里的省间交流联络线功率误差偏大的问题,提出了一种简化交流潮流模型以提高计算精度.通过改进三阶段法求解优化模型,使直流联络线计划既满足功率调节次数限制,又满足每一个输电功率状态的最小持续时间限制,同时实现优化模型各个时段的解耦求解和各个时段子优化模型的并行计算.最后以某一实际大型交直流互联多区域系统为例,验证了所提模型和求解方法的正确性、有效性.

关键词：交直流并联输电通道有功优化分配直流潮流模型简化交流潮流模型改进三阶段法

预防暂态低频减载的储能容量配置多目标动态优化方法

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电力建设 2021年第3期42卷 81-88页

作者：刘庆楷刘明波陆文甜华南理工大学电力学院广州市510640

在系统受到扰动而引起频率下降的暂态过程中,如果瞬时频率过低,将会触发不必要的低频减载,导致系统的供电可靠性降低。储能由于其具有快速功率调节能力,可以避免不必要的暂态低频减载。首先,基于电力系统等值频率响应模型提出了适合储... 详细信息

在系统受到扰动而引起频率下降的暂态过程中,如果瞬时频率过低,将会触发不必要的低频减载,导致系统的供电可靠性降低。储能由于其具有快速功率调节能力,可以避免不必要的暂态低频减载。首先,基于电力系统等值频率响应模型提出了适合储能容量配置的具有分段函数约束的多目标动态优化模型,旨在同时考虑储能配置成本和暂态频率调节性能2个相互冲突的目标。然后,采用大M法和隐式梯形积分法将多目标动态优化模型转化为多目标混合整数二次规划模型。采用规格化法平面约束法和CPLEX求解器获得其帕累托最优解。最后,基于IEEE 24节点系统的仿真计算验证了所提多目标储能配置模型的有效性。

关键词：储能系统快速调频多目标动态优化大M法储能容量配置

基于分布式内点法的多区域互联电力系统最优潮流分散式求解

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中国电机工程学报 2016年第24期36卷 6828-6837页

作者：陆文甜刘明波林舜江冯汉中华南理工大学电力学院广东省广州市510640

针对多区域互联电力系统分层分区调度的特点,将由上层控制中心管理的区域之间的联络线及其端节点定义为边界网络,从而构建区域变量之间存在重叠部分而区域之间不显含耦合约束的分散最优潮流模型。提出一种基于分布式内点法的多区域互联... 详细信息

针对多区域互联电力系统分层分区调度的特点,将由上层控制中心管理的区域之间的联络线及其端节点定义为边界网络,从而构建区域变量之间存在重叠部分而区域之间不显含耦合约束的分散最优潮流模型。提出一种基于分布式内点法的多区域互联电力系统最优潮流分散式优化算法。首先,采用内点法将得到各区域的线性修正方程,从而可将其等价表示为各区域的二次规划模型。基于分层协调模式,信息在上层控制中心和各区域的本地控制中心之间进行交换,可实现二次规划模型的分散优化,且所交换的信息不涉及各个区域的私有数据。该算法在继承内点法二次收敛性优势的同时,其计算精度与集中式内点法的相当,且无需参数调整。以4个IEEE标准测试系统和一个6056节点实际系统作为测试系统,并与其它分散优化算法进行对比分析,检验新算法的有效性。

关键词：多区域互联电力系统最优潮流分布式内点法分散优化

考虑配电网安全校核的分布式能源聚合商参与市场竞标的双层混合整数优化模型

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电网技术 2021年第11期45卷 4395-4406页

作者：徐立新沈志钧刘明波陆文甜华南理工大学电子商务系广东省广州市510640 华南理工大学电力学院广东省广州市510640

由于大多数分布式能源都接入到配电系统中,分布式能源聚合商的策略性竞标行为会对配电系统的运行产生重大影响。因此,分布式能源聚合商的市场竞标问题需要考虑配电网安全校核的影响。将配电系统安全校核混合整数优化问题作为下层问题引... 详细信息

由于大多数分布式能源都接入到配电系统中,分布式能源聚合商的策略性竞标行为会对配电系统的运行产生重大影响。因此,分布式能源聚合商的市场竞标问题需要考虑配电网安全校核的影响。将配电系统安全校核混合整数优化问题作为下层问题引入,将分布式能源聚合商作为价格制定者在日前能量和备用联合市场的竞标行为建立为一个上下层均同时包含连续和离散变量的双层混合整数非线性规划模型。然后采用传统的Karush-Kuhn-Tucker重构法将该双层混合整数非线性规划模型转化为上下层均同时包含连续和离散变量的双层混合整数线性规划模型。再采用基于松弛技术的双层重构和分解法求解。最后,对一个实际输配联合系统进行了案例分析和算法有效性验证。

关键词：分布式能源聚合商能量与备用市场策略性竞标安全校核双层混合整数线性规划

基于增量交换的主动配电网分布式多目标最优潮流

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综合智慧能源 2024年第2期46卷 43-48页

作者：陆文甜广州大学机械与电气工程学院广州510006

接入高比例可再生能源的主动配电系统,配电网络运营商和能源运营商之间存在竞争与合作的复杂利益关系。为了提高分布式能源利用率,提出了一种基于增量交换的分布式多目标最优潮流(MO-OPF)算法。在MO-OPF模型中,网络运营商和能源运营商... 详细信息

接入高比例可再生能源的主动配电系统,配电网络运营商和能源运营商之间存在竞争与合作的复杂利益关系。为了提高分布式能源利用率,提出了一种基于增量交换的分布式多目标最优潮流(MO-OPF)算法。在MO-OPF模型中,网络运营商和能源运营商分布追求自己的运营目标,同时确保整个网络的电压和支路功率安全限制得到满足。该算法能够以分散的方式求解MO-OPF问题,而不会向网络运营商暴露任何能源运营商的私有信息。其核心思想是利用耦合变量增量的二次函数来描述能源运营商对网络运营商的影响,网络运营商通过求解累积二次规划问题来计算耦合变量的增量。以IEEE 33节点配电系统为例,验证所提方法不仅可以提供与使用集中式优化相同的帕累托最优解,而且具有电压调节能力。

关键词：分布式多目标优化主动配电网最优潮流可再生能源增量交换

应用近似动态规划算法求解安全约束随机动态经济调度问题

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电力系统自动化 2016年第22期40卷 34-42页

作者：刘翠平林舜江刘明波简淦杨陆文甜华南理工大学电力学院广东省广州市510640 南方电网科学研究院有限责任公司广东省广州市510640

针对大电网安全约束随机动态经济调度(DED)问题的求解时间太长,提出了应用近似动态规划算法快速求解不含抽水蓄能电站电网的安全约束随机DED问题的方法。建立了随机DED问题的虚拟存储器模型,以系统的正旋转备用容量作为存储变量,构建系... 详细信息

针对大电网安全约束随机动态经济调度(DED)问题的求解时间太长,提出了应用近似动态规划算法快速求解不含抽水蓄能电站电网的安全约束随机DED问题的方法。建立了随机DED问题的虚拟存储器模型,以系统的正旋转备用容量作为存储变量,构建系统相邻时段的状态转移方程,并考虑了各输电线路和断面的安全约束。以风电场日前功率预测曲线为基础,通过拉丁超立方抽样产生风电场出力的误差场景,并逐一场景递推求解每个时段的二次规划模型以对各个时段的值函数进行训练,形成收敛的值函数,再代入预测场景求解以获得最终的优化调度方案。该方法实现了对随机DED模型各个场景和各个时段的解耦求解,将一个大规模优化问题分解为一系列的小规模优化问题,有效提高了对大电网随机DED模型的求解速度。以某一实际省级电网为算例,通过与场景法和鲁棒优化调度方法的比较验证了所提出模型和求解方法的正确有效性。

关键词：随机动态经济调度近似动态规划虚拟存储器模型值函数近似安全约束

含风电场的交直流互联电力系统网省协调有功调度优化方法

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电力系统自动化 2015年第7期39卷 89-96页

作者：陆文甜林舜江刘明波黄庶杨柳青华南理工大学电力学院广东省广州市510640

针对含风电场的交直流互联电力系统网省协调有功调度问题,建立了以发电总燃料耗量和交直流联络线网损最小为目标的优化模型,并考虑了各省网为应对风电场出力随机性所需的旋转备用约束以及各省间交流联络断面的安全约束。决策变量为各省... 详细信息

针对含风电场的交直流互联电力系统网省协调有功调度问题,建立了以发电总燃料耗量和交直流联络线网损最小为目标的优化模型,并考虑了各省网为应对风电场出力随机性所需的旋转备用约束以及各省间交流联络断面的安全约束。决策变量为各省内机组出力调整量和各省间直流联络线传输功率调整量。提出了一种实用的对协调机组进行压缩选择的策略以降低决策变量维数,采用直流潮流模型近似描述交流联络线传输功率和有功损耗与节点注入功率之间的关系,并采用法线边界交叉法和原对偶内点法求解多目标优化问题以获得均匀分布的帕累托最优解集;根据模糊隶属度和熵权法从帕累托解集中选出折中最优解作为协调调度方案。对某一实际大型交直流互联电网的仿真结果表明了所提出模型和求解方法的有效性,并且表明折中最优解比协调前调度方案具有更好的经济性。

关键词：交直流互联电力系统风力发电经济调度网省协调法线边界交叉法直流潮流模糊隶属度熵权法