当前位置：文档之家 › 第4章 最优潮流

第4章 最优潮流

  • 格式：ppt
  • 大小：556.50 KB
  • 文档页数：75

下载文档原格式

  / 75

合集下载

电力系统的有功功率和频率调整ppt课件

电力系统的有功功率和频率调整ppt课件
检修备用：使系统中的发电设备能定期检修而设置的备用。系统 负荷季节性低落期间和节假日安排不下所有设备的大小检修时才 设置专门的检修备用。
国民经济备用：计及负荷的超计划增长而设置的备用。
16
5.1.3 有功功率电源和备用容量* ——各种备用容量的关系
负荷备用——热备用 事故备用——至少包括一部份热备用（可含冷备用） 检修备用（通过检查年最大负荷曲线来确定） 国民经济备用 具备了备用容量，才可能谈及备用用量在各发电设备
11
5.1.2 有功功率负荷曲线的预计
——负荷曲线的加工
实测曲线 加工后的曲线
加工原则：
实测曲线加
工前后，最
大和最小负
荷特征及曲
线下的面积
12
图5-3 负荷曲线加工
应一致。
5.1.3 有功功率电源和备用容量
有功功率电源 有功功率备用容量
备用容量、热备用与冷备用 负荷备用、事故备用、检修备用、国民经济备用 各种备用容量的关系
3 有功备用容量的概念 各类机组的有功调节特性
5.1 电力系统中有功功率的平衡 ——基本概念
负荷变动的类型及其特点？ 频率调整的方法及其特点？ 负荷变动与频率调整的关系？ 什么是可供调度的系统电源容量、备用容量、
热备用和冷备用、负荷备用（事故备用、检修 备用、国民经济备用）？ 两类备用容量的关系？
图5-1 有功功率负荷的变动曲线
频率调整方法及其特点
频率的一次调整：用发电机组的调速器(第一种负荷 变动)。
频率的二次调整：用发电机组的调频器(第二种负荷 的变动)。 ——调频厂，对应潮流计算中的平衡节点
频率的三次调整：按最优化准则分配第三种有规律变 动的负荷，即责成各发电厂按事先给定的发电负荷曲 线发电。

电力系统稳态分析-各知识点(详细版)

电力系统稳态分析-各知识点(详细版)
. (k )
Ij
. (k )
Pjs jQ s j
(k )
Uj
i 1 j 1
U j Z ij I j Z ij I j
j i
. (k )
n
. ( k 1)
4、 牛顿法潮流雅克比矩阵的特点，其稀疏结构和节点导纳矩阵的关系； 极坐标及直角类型的修正方程式，有以下特点： a) b) c) d) 修正方程式的数目分别为 2(n-1)-m 个及 2(n-1)个，在 PV 节点所占的比例不大时， 两者的方程式数目基本接近 2(n-1)个。 雅可比矩阵的元素都是节点电压的函数；每次迭代，雅可比矩阵都需要重新形成。 雅可比矩阵的非对角元是否为零决定于相应的节点导纳阵元素 Yij 是否为零。 和节点导纳矩阵具有相同稀疏结构的分块雅可比矩阵在位置上对称，但雅可比矩阵 不对称。 5、 快速解耦潮流和牛顿法潮流的关系，基本快速解耦潮流与 XB 和 BX 型快速解耦潮流潮流 在系数矩阵求取上有哪些异同，对大 R/X 比值病态问题如何处理。 （1）快速解耦潮流和牛顿法潮流的关系：
Pi ei Gij e j Bij f j f i Gij f j Bij e j
ji ji
Qi f i Gij e j Bij f j ei Gij f j Bij e j
ji ji
潮流方程的极坐标形式:
Pi U i U j Gij cos ij Bij sin ij
确定方法；
fi(x)＝gi(x)－bi＝0 或 f(x)＝0
构造标量函数
n n
F ( x ) fi ( x ) 2 ( gi ( x ) bi ) 2
i 1 i 1

电力系统优化运行研究

电力系统优化运行研究

电力系统优化运行研究第一章绪论电力系统是现代经济和社会发展的重要基础设施之一。

随着电力行业的快速发展，电网规模不断扩大，复杂程度也随之加强。

电力系统优化运行作为一项重要的研究领域，为保障电网安全稳定运行，提高经济效益，推动电力行业向高效、智能化方向发展提供了支持和保障。

第二章电力系统概述电力系统是由发电厂、变电站、输电线路、配电网等构成的相互协调、相互配合的系统。

电力系统的运行状态取决于电量的供求平衡、电网设备的运行状态以及用户需求等因素。

第三章电力系统优化运行的原理与方法电力系统优化运行的主要目标是使电网能够在保证电力供需平衡和电网安全稳定的前提下，实现最大的经济效益。

电力系统优化运行的主要方法包括负荷预测、最优潮流计算、电网运行状态估计、电力市场交易等。

第四章电力系统优化运行的应用电力系统优化运行在电力行业中应用广泛。

例如，通过负荷预测，电力公司可以根据不同地区的需求预测负荷变化，合理调度发电厂的负荷；通过最优潮流计算，电力公司可以确定输电线路的潮流分布，避免输电过载等问题；通过电网运行状态估计，电力公司可以及时了解电网运行状态，保障电网安全稳定运行等。

第五章电力系统优化运行存在的问题与对策电力系统优化运行虽然在电力行业中应用广泛，但是也存在一些问题。

例如，负荷预测精度不高、最优潮流计算过程复杂、电网运行状态估计算法欠缺等。

为了解决这些问题，需要进一步强化技术研究和创新，提高电力系统优化运行的精度和效率。

第六章电力系统优化运行的展望电力系统优化运行将持续发展并得到广泛应用。

未来电力行业将进一步注重提高能源利用效率、保障电力供给安全和稳定、加强电力市场监管等方面。

电力系统优化运行将在这些方面发挥越来越重要的作用。

同时，电力系统优化运行还将面临着更加严峻的挑战，需要不断提高技术水平，加快技术创新，以应对电力行业发展的新形势。

结论电力系统优化运行是电力行业中的核心问题之一。

电力系统优化运行的成功应用，可以为电力行业带来丰厚的经济利润，也能够为人们的日常生活提供更为便利的电力服务。

电力系统稳态分析教学大纲-60学时-_张鹏

电力系统稳态分析教学大纲-60学时-_张鹏

电力系统稳态分析（Analysis of Steady State of Power System）课程编号：ZH37117学分：3学时：60先修课程：电路理论、电机学适用专业：电气工程及其自动化专业教材：《电力系统稳态分析》，陈珩，第三版，中国电力出版社，2007习题集：《电力系统分析复习指导与习题精解》，杨淑英，邹永海，第三版，中国电力出版社，2013一、课程性质与教学目标1. 课程性质本课程是电气工程类专业电力系统及其自动化方向的主干专业基础课程。

通过本课程的教学，使学生获得电力系统的生产、运行、管理方面的工程基础知识，包括基本理论、基本知识和基本技能，（培养目标），比较系统地掌握电力系统稳态运行情况下的分析方法，为后续专业课程学习（例如电力系统暂态分析，电力系统继电保护）、实验环节（电力系统分析实验）和将来通过建模和实验，分析和解决电力系统运行中的工程问题奠定基础。

2. 教学目标教学目标1：使学生掌握电力系统运行的基本概念、电力系统各元件的特性和数学模型（支撑毕业要求2-5）教学目标2：使学生掌握潮流的分析计算和控制方法；（支撑毕业要求2-5、2-6）教学目标3：使学生掌握电力系统运行的运行调节和优化方法；（支撑毕业要求2-5、2-6）教学目标4：使学生掌握对称故障计算方法；（支撑毕业要求2-5、2-6）二、对毕业要求及其指标点的支撑（1）毕业要求2-5：掌握扎实的电气工程专业的基础理论知识。

（2）毕业要求2-6：能够综合运用所学数学与自然科学的基础知识分析并表述电机、电力电子或电力系统等工程问题。

三、课程内容及基本要求第1章电力系统的基本概念教学内容：1.1 电力系统概述1.2 电力系统运行应满足的基本要求1.3 电力系统的结线方式和电压等级1.4 电力系统工程学科和电力系统分析课程1.5 现代电力系统及其特点教学要求：本章的重点是现代电力系统；电力系统运行应满足的基本要求；电力系统的结线方式和电压等级；电力系统工程学科和电力系统分析课程。

智能电网优化及调度解决方案

智能电网优化及调度解决方案

智能电网优化及调度解决方案第1章绪论 (3)1.1 智能电网概述 (3)1.2 智能电网优化与调度的意义 (3)1.3 国内外研究现状及发展趋势 (4)1.3.1 国外研究现状 (4)1.3.2 国内研究现状 (4)1.3.3 发展趋势 (4)第2章智能电网基础知识 (4)2.1 电力系统基本概念 (5)2.1.1 电力系统的基本组成部分 (5)2.1.2 电力系统的运行特性 (5)2.1.3 电力系统的稳定性 (5)2.2 智能电网架构与关键技术 (5)2.2.1 智能电网架构 (5)2.2.2 智能电网关键技术 (6)2.3 智能电网优化与调度方法概述 (6)2.3.1 优化方法 (6)2.3.2 调度方法 (6)第3章智能电网建模与仿真 (7)3.1 智能电网建模方法 (7)3.1.1 系统动力学建模方法 (7)3.1.2 复杂网络建模方法 (7)3.1.3 人工智能建模方法 (7)3.2 电力系统仿真技术 (7)3.2.1 离散事件仿真 (7)3.2.2 电磁暂态仿真 (7)3.2.3 稳态仿真 (8)3.3 智能电网优化与调度模型构建 (8)3.3.1 经济调度模型 (8)3.3.2 安全调度模型 (8)3.3.3 多目标优化模型 (8)3.3.4 分布式优化模型 (8)第4章智能电网优化方法 (8)4.1 电力系统优化算法概述 (8)4.2 遗传算法在智能电网优化中的应用 (8)4.3 粒子群优化算法在智能电网优化中的应用 (9)4.4 其他优化算法在智能电网优化中的应用 (9)第5章智能电网调度策略 (9)5.1 智能电网调度概述 (9)5.2 风光储联合调度策略 (10)5.3 分布式能源调度策略 (10)第6章电力市场环境下智能电网调度 (11)6.1 电力市场基本概念 (11)6.1.1 电力市场定义 (11)6.1.2 电力市场结构 (11)6.1.3 电力市场运营机制 (11)6.2 电力市场环境下智能电网调度模式 (11)6.2.1 电力市场环境下的调度需求 (11)6.2.2 市场化调度模式 (11)6.2.3 智能电网调度关键技术 (11)6.3 电力市场环境下的优化调度方法 (12)6.3.1 市场化调度优化目标 (12)6.3.2 市场化调度优化方法 (12)6.3.3 市场化调度案例分析 (12)第7章智能电网安全稳定分析 (12)7.1 智能电网安全稳定概述 (12)7.2 智能电网故障诊断与隔离 (12)7.2.1 故障诊断技术 (12)7.2.2 故障隔离方法 (12)7.3 智能电网风险评估与控制 (13)7.3.1 风险评估方法 (13)7.3.2 风险控制策略 (13)第8章智能电网设备监测与维护 (13)8.1 智能电网设备监测技术 (13)8.1.1 设备监测概述 (13)8.1.2 在线监测技术 (13)8.1.3 远程监测技术 (13)8.1.4 预警与故障诊断技术 (13)8.2 智能电网设备状态评估 (13)8.2.1 设备状态评估概述 (13)8.2.2 数据处理与分析 (14)8.2.3 状态评估模型与方法 (14)8.2.4 设备状态评估应用案例 (14)8.3 智能电网设备维护策略 (14)8.3.1 设备维护概述 (14)8.3.2 预防性维护策略 (14)8.3.3 需求响应式维护策略 (14)8.3.4 智能维护策略 (14)8.3.5 设备维护管理平台 (14)第9章智能电网大数据与云计算应用 (14)9.1 智能电网大数据技术 (14)9.1.1 大数据概述 (14)9.1.2 智能电网大数据架构 (15)9.1.3 数据预处理技术 (15)9.2 云计算在智能电网中的应用 (15)9.2.1 云计算概述 (15)9.2.2 云计算在智能电网基础设施建设中的应用 (15)9.2.3 云计算在智能电网业务系统中的应用 (15)9.2.4 云计算在智能电网安全防护中的应用 (15)9.3 智能电网数据挖掘与分析 (15)9.3.1 数据挖掘技术在实际应用中的挑战 (15)9.3.2 基于云计算的智能电网数据挖掘框架 (15)9.3.3 智能电网数据挖掘应用案例 (16)9.3.4 智能电网数据分析与决策支持 (16)第10章智能电网优化与调度案例分析 (16)10.1 案例一：某地区智能电网优化调度 (16)10.1.1 背景介绍 (16)10.1.2 优化调度方案 (16)10.1.3 实施效果分析 (16)10.2 案例二：某城市智能电网调度系统设计 (16)10.2.1 背景介绍 (16)10.2.2 系统设计 (17)10.2.3 系统运行效果 (17)10.3 案例三：某省智能电网安全稳定分析与控制实践 (17)10.3.1 背景介绍 (17)10.3.2 安全稳定分析 (17)10.3.3 控制实践 (17)10.4 案例四：某大型能源基地智能电网调度与优化应用 (17)10.4.1 背景介绍 (17)10.4.2 调度与优化应用 (17)10.4.3 应用效果 (17)第1章绪论1.1 智能电网概述智能电网是21世纪电力系统发展的关键技术之一，它融合了现代信息技术、通信技术、控制技术及自动化技术，形成了一种具有高效、清洁、安全、可靠等优点的电力供应网络。

电力市场名词解释

电力市场名词解释

第一章绪论1、现货交易：买卖双方达成口头或书面的商品买卖协议或合同，然后根据协议商定的付款方式和其他条款，在一定时期内进行实物的交割，实现实物商品及其所有权同时转移的交易方式。

期货交易：一般不实现实物转移，而且只是远期合同之间进行的交易，它所交易的对象并不是商品实体，而是商品的标准化的合约。

2、电力市场的特征和范围特征：开放性、竞争性、计划性和协调性范围：发电市场，输配电市场，供电市场，用电市场，电建市场3、电力市场的构成因素市场主体、市场客体、市场载体、市场电价、市场规则、市场监督4、电力市场的“三公”原则“公平、公正、公开”的市场原则。

公平：对所有参与者一视同仁，没有歧视和特殊保护公正：市场规则。

公开：对市场交易必要信息的公开5、我国电力市场的总体思路(1)可持续性发展，调整电力结构(2)依靠科技进步(3)深化企业体制改革，逐步实现公司化改组、商业化运营、法制化管理(4)坚持“四步走”的改革方针第二章电力市场市场化运营1、资源优化配置：资源会从价格较低的部门向价格较高的部门转移，这样就实现了资源从经济效益较低的部门向经济较高的部门的转移，从而实现了资源的有效配置2、需求与供给的定义需求：消费者在某一特定时间内，在每一价格水平上愿意并且能够购买的商品数量。

供给：在某一特定时间内和一定价格条件下，生产者愿意并可能出售的产品，包括新提供的物品和已有的存货。

3、需求弹性Ed的分类，影响因素：商品可代替性、物品占消费者预算比例、时间跨度4、供给弹性的分类，影响因素：增加一单位产品成本、时间长短5、影响电力需求的主要因素：1，电价对需求的影响2，电力投资对电力需求的影响3，城乡居民生活质量的提高对电力需求的影响4，替代能源对电力需求的影响5，需求侧管理对电力需求的影响6，新经济对电力需求的影响6、电需求特征：电的需求具有普遍性、时间性和规律性的特征普遍性：用户面广，用电复杂类型时间性：用户随着时间的变化而变化规律性：看似无序的大量用电状态下，电的需求具有一定的规律性6、成本与利润市场均衡：电力市场的均衡要求电力供应与电力需求实时保持动态平衡，即：需电量=供电量=发电量-厂用电量-供电线损均衡价格：某种商品的需求与供给达到均衡的价格，也就是这种商品的市场需求曲线与市场供给曲线相交时的价格。

电力系统中的能源调度优化算法研究

电力系统中的能源调度优化算法研究第一章介绍电力系统是现代社会不可缺少的基础设施之一。

能源调度优化是电力系统运行中的重要任务之一。

本章将介绍电力系统中能源调度优化算法的研究背景和意义。

第二章能源调度优化算法概述本章将介绍能源调度优化算法的基本概念和分类方法。

能源调度优化算法是指通过优化模型和优化算法，对电力系统中的能源调度问题进行求解，以实现最佳的能源供应和系统运行目标的平衡。

第三章传统能源调度优化算法本章将介绍传统能源调度优化算法，包括经济调度、最优潮流、潮流分布式优化等。

这些算法主要基于静态优化模型，能够满足系统运行的基本要求，但对于复杂大规模系统的求解效率较低。

第四章智能算法在能源调度优化中的应用本章将介绍智能算法在能源调度优化中的应用，包括遗传算法、粒子群优化算法、模拟退火算法等。

这些算法通过模拟自然界中的进化、群体行为等过程，能够有效解决复杂问题，并具有较高的求解效率。

第五章基于机器学习的能源调度优化算法本章将介绍基于机器学习的能源调度优化算法，在传统能源调度优化算法的基础上，引入机器学习技术，以提高算法的求解效率和准确性。

这些算法能够通过学习数据中的规律和模式，实现对电力系统中的能源调度问题的智能化求解。

第六章能源调度优化算法评估指标本章将介绍能源调度优化算法的评估指标，包括经济性、稳定性、可靠性等。

通过对这些指标的评估，可以对不同的能源调度优化算法进行比较和选择，以满足电力系统运行的要求。

第七章实例研究与案例分析本章将通过实例研究和案例分析，对不同的能源调度优化算法进行应用和比较。

通过对实际情况的模拟和分析，可以验证算法的有效性和实用性，并进一步完善和改进现有的算法。

第八章研究进展与展望本章将对电力系统中能源调度优化算法的研究进展进行概述，并对未来的研究方向和发展趋势进行展望。

随着电力系统的智能化和规模化的不断发展，能源调度优化算法将面临更多的挑战和机遇。

结论通过本文的综述和分析，我们可以看到，能源调度优化算法在电力系统中具有重要的应用价值。

调度自动化1-3章复习


•
• • • •
（二）单选题 规 约
•
•
6、TASE.2通信规约所使用的端口号为：（B） A. 101 B. 102 C. 103 D. 104 7、采用循环式远动规约进行点对点的远动数据 传输，所采用的检错码是下列哪一种？（C） A.奇偶校验 B.累加校验 C.循环冗余校验码 D.对比校验
（三）多选题 SCADA/EMS
•
一、主站
（二）单选题 规 约
• 4、DL/T634.5104-2002规约一般适用于（D）。 A.音频传输方式 B.RS232数字传输方式 C.RS-485总线传输方式 D.网络传输方式 5、EB90EB90EB90 7161010101BC是下列哪种规约及 哪种控制字？（D） A.DL/T634.5101-2002 ,遥测控制字 B.IEC-870-5-103 ,遥信控制字 C.DNP3.0 , 遥信控制字 D.DL 451-91,遥测控制字
一、主站
•
• •
•
7、EMS通过模拟盘和彩色显示器将现场量测量 和状态量提供给调度中心的调度员，以实现调 度员对二次系统的监视与控制。（×） 8、数据监视到状态变化和量测值越限时，则需 进行事件处理，必要时发出告警。量测值越限 告警不应设置死区和时间延迟。（×） 9、人机联系系统应具有定义控制台不同安全等 级的功能，其等级应不少于3个。（×） 10、调度员用的彩色屏幕显示器的屏幕尺寸宜 不小于51cm（19’），分辨率不小于 1280×1024。（√）
• 8、主站系统采用通信规约与子站系统通信的目的是（B、 D）。 A.降低传送信息量 B.保证数据传输的可靠性 C.改正数据传输的错误 D.保证数据传递有序 9、调度自动化系统的人机系统包括以下设备：（A、B、 C、D） A.彩色屏幕显示设备 B.打印和记录设备 C.电力系统调度模拟屏及控制器 D.大屏幕显示系统及控制器 E.不间断电源

电力系统规划与可靠性


电力市场模型
基于市场机制对电力资 源进行分配和调度，以 满足市场需求。
风险分析模型
通过分析各种潜在风险， 制定相应的规划方案， 提高电力系统的鲁棒性。
电源规划的技术指标
电源配置比例 重要性
电网稳定性 影响因素
供电可靠性 评估标准
新能源与传统能源的比较
应用区别
电源规划角度
新能源优点
环保
新能源缺点
不稳定
影响电力系统的可靠性
备用容量
确保电网的稳定运行
变电站规划的未来发展
智能化发展
引入智能设备 提高自动化水平 降低人为干预
绿色可持续
采用清洁能源 提高能源利用率 减少对环境的影响
数字化转型
建设数字化平台 实现在线监测 优化运行管理
灵活性和可靠性
提高系统灵活性 提高系统可靠性 应对复杂变化
变电站规划的概 念
电力系统规划对于国家能源安全和经济发展至 关重要，必须引起足够重视。在现代社会，电 力系统规划不仅关乎国家的基础设施建设，还 直接影响到人们的生活质量和经济发展水平。 只有科学合理的电力系统规划，才能确保电力 供应的稳定性和可靠性。
电力系统规划的挑战
技术创新
环境保护
需要不断引入新技术，提升系 统智能化水平。
● 05
第五章 变电站规划
变电站规划的概念
确定变电站的位置
确定变电站的技术参 数
确定变电站的规模
变电站规划的方法
变电站规划的方法包括负荷流分析、电压稳定分析、 故障模拟等。这些方法能够帮助确定变电站的最佳布 局和设计方案，确保电力系统的正常运行。
变电站规划的技术指标
电压等级
根据负荷需要确定
联络方式

电力系统分析第三章(3)


等式约束条件亦可 用直角坐标形式的 潮流方程表示
简化表示为 ：
g (u, x ) = 0
最优潮流考虑的内容包括系统运行的安全性及电能质量 安全性及电能质量，另外可调控制变量本身也有 安全性及电能质量 一定的容许调节范围，为此在计算中要对控制变量 控制变量以及通过潮流计算才能得到的其它 控制变量 通过潮流计算才能得到的其它 量的取值加以限制。这就产生了大量的不等式约束条件，一般要考虑的不等式约束有： (1)有功电源出力 有功电源出力的上下限约束；（机组能力） 有功电源出力 (2)可调无功电源出力 无功电源出力的上下限约束； （设备条件） 无功电源出力 (3)带负荷调压变压器变比 带负荷调压变压器变比的调整范围约束；（设备条件） 带负荷调压变压器变比 (4)节点电压模值 节点电压模值的上下限约束；（电能质量） 节点电压模值 (5)输电线路或变压器 输电线路或变压器等元件中通过的最大电流或视在功率约束等。（容量） 输电线路或变压器
f = f (u, x )
3．最优潮流的约束条件 最优潮流是经过优化的潮流，为此必须满足基本潮流方程，称作最优潮流问 题的等式约束条件
PGi − PLi − U i ∑ U j ( Gij cos θ ij + Bij sin θij ) = 0 j∈i ( i = 1, 2 ,L ,n ) QGi − QLi − U i ∑ U j ( Gij sin θij − Bij cos θij ) = 0 j∈i
对罚函数法的简单解释就是：当不等式约束满足时，对应惩罚项有wi(k)=0 ； 当某个不等式约束不能满足，就将产生相应的惩罚项wi(k)(不等于零) ，而且越 界量越大，惩罚项wi(k)的数值也越大，从而使目标函数（现在是函数F）额外 地增大，这就相当于对约束条件未能满足的一种惩罚。当罚因子足够大时，惩 罚项在惩罚函数中所占比重也大，优化过程只有使惩罚项逐步趋于零时，才能 使惩罚函数达到最小值，这就迫使原来越界的变量或函数向其约束限值靠近或 回到原来规定的限值之内。
  1. 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
  2. 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
  3. 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。

第四章 最优潮流
五、考虑竞价交易的OPF模型
传统方式下，厂网一家，是同一个经济利益共同体， 电网在调度电能上网时，考虑的是经济成本最优。而在电 力市场环境下电网考虑的是利润的最大化，由于用户侧电 价由国家管制，为固定价格，因此电网公司的目标为总购 电费用最小。 考虑将竟价交易融入最优潮流的模型中去，将原电厂 成本耗量曲线改为发电商报价曲线，采用单部报价方法， 结算方式按MCP进行，目标函数相应修改为按MCP 结算的 有功购电费用最小：
min F Cmcp Pi Pload Pi
第四章 最优潮流
考虑竞价交易OPF模型的特点
第四章 最优潮流
（2）最优潮流模型 最优潮流就是当系统的结构参数及负荷情况给定时， 通过控制变量的选择，找到的能满足所有指定约束条件， 并使系统的一个或多个性能指标达到最优时的潮流分布。 这里每一个可行潮流解对应于系统的某一个特定的运 行方式，具有相应总体的经济上或技术上的性能指标，比 如系统总的燃料消耗量，系统总的网损等。为了优化系统 的运行，就有必要从所有的可行潮流解中挑选出上述性能 指标为最佳的一个方案，这就是最优潮流所要解决的问题。 最优潮流是一个大规模、多约束、非线性的优化问题， 最终实现优化利用现有资源、降低发电、输电成本等目标。
第四章 最优潮流
（3）电力市场下的最优潮流模型 最优潮流就是当系统的结构参数及负荷情况给定时， 通过控制变量的选择，找到的能满足所有指定约束条件， 并使系统的一个或多个性能指标达到最优时的潮流分布。 这里每一个可行潮流解对应于系统的某一个特定的运 行方式，具有相应总体的经济上或技术上的性能指标，比 如系统总的燃料消耗量，系统总的网损等。为了优化系统 的运行，就有必要从所有的可行潮流解中挑选出上述性能 指标为最佳的一个方案，这就是最优潮流所要解决的问题。 最优潮流是一个大规模、多约束、非线性的优化问题， 最终实现优化利用现有资源、降低发电、输电成本等目标。
发电机节点电压：
变压器可调变比：
第四章 最优潮流
（2）不等式约束（续）: 调相机无功出力： 负荷节点电压： 线路传输功率：
QCi ,min QCi QCi ,max VLi ,min VLi VLi ,max SLi ,min SLi SLi ,max
五、最优潮流模型
min f f (u, x) st.g (u, x) 0 h(u, x) 0
QGi QDi Vi V j (Gij sin ij Bij cos ij ) 0 PGi PDi Vi V j (Gij cos ij Bij sin ij ) 0
（2）不等式约束: 发电机有功出力： 发电机无功出力：
P Gi ,min P Gi P Gi ,max QGi ,min QGi QGi ,max VGi ,min VGi VGi ,max Ti,min Ti Ti,max
第四章 最优潮流
第一节 概述
最优潮流（OPF）是指在电力系统的结构参数和负荷 给定的前提下满足指定的约束并使目标函数最优的潮流分 布。其目标函数通常为发电成本最小或网损最小，等式约 束为潮流功率方程，不等式约束为控制变量和状态变量的 上下限值。最优潮流将安全性与经济性结合，在满足网络 安全运行的前提下追求经济最优。 在计划经济体制下，最优潮流最求的是网损最小或者 发电成本最小；在市场经济体制下，最求的是电网购电和 运行总成本最小。
第四章 最优潮流
经典方法的特点 电力系统最优潮流计算经典方法中的牛顿法和内点法 都是基于导数的优化方法，其优点是: （1）能按照目标函数的导数信息确定搜索方向，计算速 度较快; （2）算法较为成熟，解析过程清晰，结果的可信度高。 其缺点是: （1）对目标函数及约束条件有一定限制，如连续、可微 等，必要时需要做简化和近似处理; （2）“维数灾”问题难以解决； （3）很多情况下会陷入局部极小或接近最优解时难以收 敛； （4）对离散控制变量的处理不理想。
第四章 最优潮流 四、竞价交易结算方式
竞价交易的结算方式分为两种：统一市场出清价结 算(MPC)和按报价结算(PAB)。电力调度中心按照满足负 荷要求的有功功率所采购的最后一笔有功功率的价格即 为市场统一出清价。按市场统一出清价结算即通过竞价 的方式形成市场统一的出清价，所有中标的发电容量都 按此价格结算。按报价结算即中标的发电商按各自所报 的价格进行结算。
第四章 最优潮流
二、交易特点
传统垄断方式下，电厂与电网一体，电厂只需要向电网提供其成本 耗量曲线，即发电成本。而厂网分离后，发电商作为独立的经济实体， 出售电能的目的是为了获取利润。因此，发电商向电网公司提供的是考 虑了成本并附加利润的售电价格。发电机的成本耗量曲线往往是二次曲 线。 理论上开放的发电市场应该是一个完全竞争市场，价格应该与价值 相符。但是由于电力系统具有其特殊性：例如进入发电领域需要较大的 投资规模，存在很高的进入门槛;为了兼顾效率，在一个区域内发电商的 数量是有限的;输电约束和输电损耗使得区域外的发电商难以向该区域售 电。因此实际的发电市场既不是完全竞争的也不是完全垄断的市场。那 么部分发电商就具有了使交易计划偏离完全竞争市场价格的能力。这些 发电商可以通过策略性投标而非降低成本来成功地增加利润，这就是市 场操纵力.发电商可以在考虑电力系统运行的各种规则和限制条件的基础 上，利用电力市场的特性，通过合法的操纵市场力，合理选择报价曲线， 谋求自身利益的最大化，这便是竞价策略。
第四章 最优潮流 1.2 最优潮流的求解方法
（1）线性规划法 线性规划法是目前应用最广泛的算法之一，尤其对于 有功优化问题，线性规划模型可以得到满意的结果. 用这 种方法求解的逐次线性规划模型及算法的精度较高、效果 较好。但由于其模型是最优潮流模型的一种近似，所以计 算结果存在一定的误差。此外，大量数值试验表明:它在 处理如有功网损最小等目标函数的优化问题时，优化结果 通常不理想。而且采用以单纯形法为基础的方法在求解时， 计算时间随着问题的规模呈指数上升。
第四章 最优潮流 第三节 电力市场下的最优潮流模型 一、电力市场下的交易
电力市场的一个重要特征就是实现发电商竞价交易。竞 价交易主要集中在日前市场，日前市场的交易模式通常采用 联营体交易模式。在联营模式下，发电商提前一天上报次日 的机组可用出力及相关报价曲线，电网作为唯一购电方将根 据次日的用户负荷预测电量去进行购买，即确定最经济的购 电计划并确定交易价格。通常，采用分时竞价的方法，即以 每半小时为一个时段，将每天分为48个时段，发电商进行分 时段投标，竞争次日48个时段的发电负荷。电网根据发电厂 申报数据和系统负荷预测结果，在考虑备用和发电机组位臵 等约束的前提下，根据全网购电成本最低的原则，确定次日 的购电计划，并得到次日各时段的电价。
第四章 最优潮流
智能方法的特点 智能方法的一个共同特点是不以梯度作为寻找最优解 的主要信息，属于非导数优化方法。其主要优点是: （1）与导数无关性，不需要知道目标函数的导数信息， 只依赖于对目标函数的重复求值运算； （2）随机性，容易跳出局部极值点，适用于非线性大规 模问题求解; （3）内在并行性，它的搜索轨道有多条而非单条，提高 了处理复杂优化问题的速度。 其缺点是: （1）表现不稳定，算法在同一问题的不同实例计算中会 有不同的效果，造成计算结果的可信度不高; （2）按概率进行操作，不能保证百分之百获得最优解， 通常得到的解是与最优解很接近的次最优解; （3）算法中的某些控制参数需要凭经验人为地给出，需 要一定量的试验或力市场下的最优潮流模型 随着电力市场的建立，最优潮流模型也有了相应的改 进。在技术上，由于众多的新约束如爬升率、暂态稳定、 电压稳定等的加入，使得电力市场环境下最优潮流模型更 为复杂;在内容上，除了传统的最优调度控制外，还必须 解决如阻塞管理、实时电价、转运费计算等新问题;在经 济上，不仅仅是要求成本最低，而且还要合理的分配发电、 输电、辅助服务等成本，同时也要求合理的分配利润。 通过对最优潮流模型中的目标函数和约束条件进行修 改，可以使其解决很多电力市场下的问题。改进的最优潮 流模型在实时电价计算、辅助服务定价、输电费用计算、 网络阻塞管理等问题中都有应用。
第四章 最优潮流 三、经典最优潮流的优化目标
（1）系统运行成本最小。该目标函数一般表示为火电机 组然料费用最小，不考虑机组启停等费用:
2 min a2i P Gi a1i P Gi a0i
（2）有功传输损耗最小:
min P iLoss
第四章 最优潮流 四、约束方程
（1）各节点有功功率和无功功率约束:
第四章 最优潮流
（4）智能算法 人工智能方法是以一定的直观基础而构造的算法，也 称为启发式算法。这类算法以其独特的优点和机制为解决 复杂优化问题提供了新的思路和手段，当前主要应用于传 统的数学优化方法难以解决的非线性优化问题。 人工智能方法主要有粒子群优化算法，免疫算法，蚁 群算法，模拟退火算法，混沌算法，遗传算法。
第四章 最优潮流 第二节 经典最优潮流模型
一、经典最优潮流前提条件
（1）各火电投入运行的机组已知，不考虑机组组合问题。 （2）各水电机组的出力已定，且书库调度模型已定。 （3）电力网络结构已定，不考虑网络重构问题。
第四章 最优潮流 二、经典最优潮流中的变量
在最优潮流的算法中，将所涉及的变量分成状态变量 (x)和控制变量(u)两类。控制变量通常是调度人员可以调 整、控制的变量；控制变量确定以后，状态变量也就可以 通过潮流计算确定下来。 常用的控制变量(u)有: （1）除平衡节点外，其它发电机的有功出力； （2）发电机和调相机的端电压和无功功率； （3）带负荷调压变压器的变比； 常用状态变量(x)有： （1）除平衡节点外，其它所有节点的电压相角； （2）除发电机和调相机外，其它所有节点的电压幅值；
第四章 最优潮流
（2）二次规划法 二次规划法将目标函数用二次模型表示，将约束进行 线性化处理，其精度比线性规划法要高。相对于非线性规 划来说，二次规划的形式比较简单，可近似地反映电力系 统的物理特性，但其计算时间随变量和约束条件数目的增 加而急剧延长，而且在求临界可行问题时会导致不收敛， 因此对大型系统的收敛性比较差。 （3）非线性规划法 非线性规划法能很好的描述电网的物理模型结构。非 线性规划法主要有牛顿法和内点法等。