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南方电网技术 2024年

作者：徐良德吴楚钦郭挺刘明波胡林麟林舜江陈中豪李诗颖华南理工大学电力学院广东电网有限责任公司广州供电局华南理工大学广东省绿色能源技术重点实验室

在机组组合优化问题中，考虑短路电流约束，并与支路投切问题联合优化，能够给出安全性和经济性更高的系统运行方案。但由于问题规模庞大，其求解面临挑战。本文提出一种基于目标级联分析和大规模邻域搜索的启发式分解算法。首先建立计... 详细信息

在机组组合优化问题中，考虑短路电流约束，并与支路投切问题联合优化，能够给出安全性和经济性更高的系统运行方案。但由于问题规模庞大，其求解面临挑战。本文提出一种基于目标级联分析和大规模邻域搜索的启发式分解算法。首先建立计及短路电流约束的机组组合与支路投切联合优化模型，然后将该模型转化为具有可分结构的混合整数线性规划模型，再采用目标级联分析法将转化后的模型分解为上层协调主问题、下层整数规划子问题和线性规划子问题，并在求解下层子问题时引入大规模邻域搜索。最后，在IEEE 54机118节点系统和某实际电力系统上的仿真计算表明，采用所提算法求解问题可以快速收敛得到可行解，同时不影响解的质量。

关键词：机组组合支路投切短路电流约束混合整数线性规划大规模邻域搜索目标级联分析

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计及线路优化投切限流的含风电电网扩展规划方法

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中国电力 2023年第8期56卷 117-125,142页

作者：董淑文刘宝柱胡俊杰华北电力大学电气与电子工程学院北京102206

为应对以风电为代表的新能源大规模接入电力系统带来的新挑战,提出了一种计及线路优化投切限流的含风电电网扩展规划模型。首先,从系统负荷变化引起常规火电机组启停的角度出发,将典型场景下的短路电流约束转化为对应机组启停状态下的约... 详细信息

为应对以风电为代表的新能源大规模接入电力系统带来的新挑战,提出了一种计及线路优化投切限流的含风电电网扩展规划模型。首先,从系统负荷变化引起常规火电机组启停的角度出发,将典型场景下的短路电流约束转化为对应机组启停状态下的约束,通过对风电场集电系统的结构等值研究风电场的等效表达式,引入考虑风电接入的短路电流约束。然后,确定电网扩展规划总体思路,以总投资最小为目标函数,建立综合考虑储能、需求侧响应以及短路电流约束的电网规划混合整数线性规划模型并求解。最后,以IEEE-RTS 24节点系统为例,通过设置不同的案例对比分析,验证了所提方法的有效性。

关键词：短路电流约束风电场等效线路投切电网规划机组启停状态

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面向新型电力系统的输电网扩展规划方法研究

面向新型电力系统的输电网扩展规划方法研究

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作者：董淑文华北电力大学(北京)

学位级别：硕士

新型电力系统建设的持续推进使得电源侧的低碳清洁化水平逐渐提高,高比例新能源发电接入系统将使得输电网的协调控制愈加复杂,给电力系统的安全运行带来新的挑战。输电网扩展规划根据未来规划周期的负荷预测和电源规划情况对未来的输电... 详细信息

新型电力系统建设的持续推进使得电源侧的低碳清洁化水平逐渐提高,高比例新能源发电接入系统将使得输电网的协调控制愈加复杂,给电力系统的安全运行带来新的挑战。输电网扩展规划根据未来规划周期的负荷预测和电源规划情况对未来的输电网架进行优化建设,在规划过程中能够综合多种影响因素相互协调制约使得规划和运行结果最优。因此,通过设置合理的电网规划方案来提升系统接纳新能源发电的能力具有重要意义。本文主要围绕以风电为代表的新能源大规模接入电力系统带来的出力波动性、消纳需求以及短路电流越限问题展开研究。首先,分析电网规划影响因素并介绍了电网规划的场景聚类、短路电流计算以及模型建立求解相关理论基础。为了量化风电机组在短路电流计算中的贡献值,通过对风电场集电系统的结构等值提出了风电机组的等效模型。为了应对风电出力的不确定性问题,提出了改进的自适应k-means算法对风电出力及负荷典型场景进行聚类。在此基础上提出了规划层面的解决方案:选择将储能配置在风电并网点,解决风电出力波动性问题;在电网扩展规划模型中综合考虑储能和需求侧响应的影响,将发电机组和储能有功出力都作为状态变量处理,使得源-网-荷-储相互协调促进优化,解决消纳需求和运行复杂问题;从系统负荷变化引起常规火电机组启停的角度出发,将典型场景下的短路电流约束转化为对应机组启停状态下的约束,引入考虑线路优化投切限流的短路电流约束,解决短路电流越限的运行问题。然后以新建线路成本、储能系统投资成本、风电场弃风成本、需求侧响应补偿成本和投切线路成本最小为目标,建立了综合考虑储能、需求侧响应以及计及线路优化投切限流的含风电电网扩展规划模型,在MATLAB平台上调用GUROBI进行求解。最后进行算例分析,通过设置不同的案例对比得出结论:考虑机组启停状态进行投切线路限流的方法能够在满足安全运行的条件下使得整体规划成本最小,本文所提方法和模型有效;合理的规划模型能够兼顾新建线路、风电消纳和安全运行,能够在给出网架和储能容量规划结果的同时在典型场景下实现最优调度和网架优化,使得源-网-荷-储各环节相互协同共同促进规划结果最优。

关键词：新型电力系统输电网扩展规划线路优化投切短路电流约束风电场等效

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计及保护约束的分布式电源优化配置

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电测与仪表 2017年第8期54卷 9-13,27页

作者：陈星欣吕飞鹏白懿鹏四川大学电气信息学院成都610065

分布式电源的配置方案会对配电网的可靠性和经济性产生重要影响。针对该问题,文章建立了以有功网损最小为目标的数学模型,在传统的节点电压、支路电流和容量约束的基础上增加了继电保护的约束,将其以限制短路电流大小而使保护装置不误... 详细信息

分布式电源的配置方案会对配电网的可靠性和经济性产生重要影响。针对该问题,文章建立了以有功网损最小为目标的数学模型,在传统的节点电压、支路电流和容量约束的基础上增加了继电保护的约束,将其以限制短路电流大小而使保护装置不误动的形式呈现出来。同时,采用自适应遗传算法对分布式电源的选址定容进行优化。最后,通过对IEEE33节点模型进行仿真计算验证分布式电源配置过程中计及保护约束的必要性以及自适应遗传算法更好的收敛性和适应性。

关键词：分布式电源短路电流约束继电保护自适应遗传算法选址定容

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220kV电网网架结构差异化规划方法研究

220kV电网网架结构差异化规划方法研究

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作者：方卜珣上海交通大学

学位级别：硕士

220kV电网处于我国电力系统电压序列的中间层级。随着我国电力系统装机容量和负荷水平不断增长,220kV电网网架的送受端差异、发展水平差异日益凸显。相应地,220kV网架规划问题也随之复杂化,需要在差异化条件下兼顾系统运行的可靠性和经... 详细信息

220kV电网处于我国电力系统电压序列的中间层级。随着我国电力系统装机容量和负荷水平不断增长,220kV电网网架的送受端差异、发展水平差异日益凸显。相应地,220kV网架规划问题也随之复杂化,需要在差异化条件下兼顾系统运行的可靠性和经济性。鉴于220kV电网的差异化发展趋势,单一场景的网架规划方法逐渐显现出较大的局限性,即在参数选取范围较大的情况下模型求解的收敛性难以保证;同时难以对220kV网架规划总结提出差异化的网架构建原则。而专门针对220kV这一电压层级的多场景差异化网架规划,是涉及模型建立,算法选取和算例场景生成的综合问题,目前还少有研究涉及。因此,本文从模型、算法和算例场景三个方面对220kV电网的差异化规划方法进行了研究。在模型建立上,针对220kV电网发展所面临的突出问题,利用超分位数理论,本文提出了嵌入LOLP机会约束和短路电流约束的双层规划模型。在算法选取上,采用基于传统内点法的混合整数凸优化方法求解上层模型,采用遗传算法求解下层模型,并基于N-1原则,采用蒙特卡洛方法对规划方案进行后校验。在场景生成和算例分析上,通过IEEE标准系统分析了模型求解的计算成本;通过华东某实际系统验证了规划方法的可行性;通过实际数据分析,基于送受端差异和发展水平差异,生成4节点差异化算例,在求解分析后提出了220kV网架在典型场景下的最优序列和网架构建原则。本文对于LOLP机会约束的处理方法,可以推广并应用至电力系统规划问题中对于其他不确定因素的建模和求解。本文提出的220kV网架差异化构建原则,为进一步研究220kV网架的规划方法提供了思路和借鉴。

关键词： 220kV电网网架规划送受端差异发展水平差异机会约束转化超分位数失负荷概率约束短路电流约束

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