考虑风电出力及负荷预测误差的安全经济运行模型

充分考虑了风电并网和负荷预测不确定性,引入净负荷的概念,实现对风电和负荷预测误差发生概率的综合考虑。通过场景概率的研究,以包括确定性成本和随机性成本在内的综合调度成本最小化为目标函数,构建安全经济运行模型。算例分析表明,本文构建的随机安全运行计划模型相比于传统的确定性模型能够更有效地降低系统运行成本,结果同时显示,根据系统容量和负荷需求合理配置风电装机容量,是减少弃风量、提高供电可靠性的重要手段。     

考虑输电约束下区域电网风储能联合调度鲁棒优化模型

随着我国可再生能源大规模的建设,引入到电力系统中,对能源改革及节能减排具有重要意义.构建了含有风电、储能设备以及火电机组10机组30节点区域电网系统中,利用鲁棒优化方法,将风电出力作为随机变量.以发电系统中的发电成本、排污成本及风电惩罚成本作为目标函数,运用强化学习算法对目标函数求解.通过对算例模拟得到,分时电价与储能设备引入电网系统,可有效的平抑风电出力随机性、波动性,并降低区域电网的发电成本及排污成本.     

考虑风电与光伏机组出力下农村微网系统运行优化模型研究

我国农村电网架构薄弱,限制了光伏扶贫等政策的开展,造成了可再生能源中弃风、弃光、弃水等现象的出现,如何将农村丰富的生物质能与风电、光伏构建成具有多能互补特性微网系统是解决上述问题主要途径.因此,本文建立了包含风力机组、光伏发电、蓄能系统和生物质能的农村微网系统,考虑了风电与光伏出力的不确定性,满足机组运行、系统备用、系统负荷平衡多能约束条件,构建了基于不确定性多情景下农村微网多能调度鲁棒优化模型.针对传统启发式算法早熟、容易陷入局部最优的问题,运用GAMS求解农村多能流微能网调度模型.算例结果表明,算法有效降低系统日运行成本,证明了模型的正确性.农村多能流微网系统的建设能够有效消纳富裕的风、光可再生能源及秸秆粪便等生物质能,对改善农村环境污染问题具有重要意义.     

考虑多能需求响应的电热互联系统协同调度优化模型

为应对中国严峻的弃风问题,讨论风电参与电采暖的运行优化策略,以协调满足电负荷和热负荷.首先,将风电场、蓄热式电锅炉和燃气轮机整合为电热互联系统,并考虑激励型需求响应和价格型需求响应对系统运行的优化效应.然后,选择最大化运行收益和和最小化运行风险作为目标函数,考虑风险不确定性的影响,构造电热互联系统(Electro-thermal interconnect system,EST)最优电热耦合调度模型;最后,通过对所提模型进行算例分析,结果表明:1)若决策者能够适当承受一定风险,利用风电满足终端用于热负荷,会极大提升风电并网空间,带来显著的增量经济效益;2)价格型需求响应能够平缓电热负荷需求曲线,促进风电并网的同时降低系统运行风险;3)激励型需求响应能为风电提供更多的备用服务,实现集中式和分散式协同互补供暖,取得最佳的系统运行结果.因此,所提电热互联系统调度运行模型有利于促进风电发电并网,能够为电热互联系统的最优运行提供决策支撑.     

考虑需求侧响应的风电并网电力调度研究

为提高风电并网效率、增强风电企业竞争力,以需求侧碳目标导入方式为切入点,将电力需求侧市场与风电并网结合起来,开展了考虑需求侧响应的风电并网电力调度研究.首先,将需求侧响应作为虚拟机组参与到电力调度中,通过激励方式刻画需求侧响应成本.以传统发电成本、风电并网成本、需求侧响应成本作为系统运行的优化目标,同时兼顾发电平衡约束、需求侧响应约束,建立了考虑需求侧响应的风电并网电力调度模型.接着,分别从需求侧响应的碳目标强度和响应时段出发,借助模型分析了需求侧响应对发电侧风电并网效率的影响.最后得到了一些结论:需求侧碳目标导入对于风电并网效率的影响具有双重性,需要综合考虑需求侧碳目标强度的不同水平;当需求侧响应时段选择在电力负荷较大、风电出力较少时,可以有效调节供给侧和需求侧之间的差值,提高风电并网效率以及需求侧响应的参与度.所提出的理论和方法可以为碳目标在电力需求侧市场的推广提供参考依据,同时具有一定的政策导向意义.     

安全约束条件下的经济调度优化模型研究

发电侧放开竞争的电力系统需要更加有效、准确的决策工具对有限的资源进行调度规划。短期经济调度优化问题是一个混合整数非线性规划问题,很难得到有效最优解,尤其是对于大规模电力系统。为了提高求解效率,本文提出了一个考虑安全约束的经济调度优化模型(Security-Constrained Economics Dispatch,SCED),主要采用线性化思想处理经济调度优化问题的模型以及各种约束,采用基于校正的交替求解方法,使得调度优化结果在运行成本最小化的前提下满足系统的安全稳定约束。同时,将本文方法运用到IEEE 30节点系统进行测试,从而验证本文方法有效性。     

基于动态分时电价的虚拟电厂双层优化调度研究

针对虚拟电厂(virtual power plant,VPP)中供给侧与负荷侧价格传导问题,考虑能源侧新能源出力不确定性、大电网购电价格、各类机组运行成本,文章提出了一种VPP厂内部动态分时电价策略,并综合考虑了负荷侧综合需求响应提出了EV接入的VPP双层经济调度模型,以保证VPP的低碳经济运行.上层考虑能源侧成本,以VPP运营商供能成本最小为目标函数,并将碳捕集系统(carbon capture system,CCS)作为灵活性资源,提出一种充分利用新能源与电网低谷电量的碳捕集装置运行模式.下层考虑包括EV在内的负荷侧用能成本,以用能成本最小为目标函数.最后,通过算例结果验证了所提策略的有效性.结果表明,相较于采用大电网分时电价机制,文章所提动态分时电价机制可节约51.8%的能源供给成本,且可降低81.62%的CO₂排放量,有效提升了VPP经济性与低碳性.     

计及多重阻塞的电动汽车移动储能特性建模

为实现城市交通电力耦合系统在城市道路、充电设施、输电线路阻塞环境下的优化运行,提出了计及多重阻塞的动态交通电力流联合优化方法。首先,基于时空网络模型,提出了计及电动汽车移动、静止、充电、排队模式的队列时空网络模型,构建了适用于电动汽车的车辆调度模型,进而形成动态交通分配模型,以减少交通出行损失。其次,通过优化发电机组、储能等的出力和备用计划,计及城市电网安全、备用约束,构建了安全约束动态经济调度模型,以降低碳排放及发电成本。随后,形成多目标动态优化模型,并将其转换为混合整数凸二次规划问题。最后,在耦合IEEE-30、Sioux Falls系统中验证了所提模型的有效性。     

基于期权的树形供应链应急模型与仿真

在多级树形供应链网络环境下,基于实物期权策略并引入中断风险成本,建立了树形供应链应对中断风险的保护与应急模型,通过求解模型得到最优策略并进行了数值仿真分析.仿真结果表明该模型能够显著降低树形供应链系统的中断风险成本与系统中断时间,从而提高供应网络的鲁棒性.     

考虑应急设施中断风险与防御的可靠性选址模型研究

为提高应急设施运行的可靠性和抵御中断风险的能力, 研究中断情境下的应急设施选址-分配决策问题。扩展传统无容量限制的固定费用选址模型, 从抵御设施中断的视角和提高服务质量的视角建立选址布局网络的双目标优化模型, 以应急设施的建立成本和抵御设施中断的加固成本最小为目标, 以最大化覆盖服务质量水平为目标, 在加固预算有限及最大最小容量限制约束下, 构建中断情境下应急设施的可靠性选址决策优化模型。针对所构建模型的特性利用非支配排序多目标遗传算法(NSGA-Ⅱ)求解该模型, 得到多目标的Pareto前沿解集。以不同的算例分析和验证模型和算法的可行性。在获得Pareto前沿的同时对不同中断概率进行灵敏度分析, 给出Pareto最优解集的分布及应急设施选址布局网络的拓扑结构。     

天然气稳态运行优化的混合整数模型及其算法

天然气稳态运行优化问题的难点在于网络结构复杂、规模大、目标函数及约束高度非线性.针对其混合整数非线性规划模型,基于网络约简和线性化技术,建立了线性近似模型,并提出一种新的求解算法.将新算法用于优化我国西部天然气管网系统,结果表明所提算法是有效的.     

基于优先级的进离港航班排序优化问题研究

研究机场终端区进离港航班排序优化问题,对于提高跑道利用率以及降低航班延误损失具有重要意义。本文首先考虑航班运行方式(降落和起飞)、飞机类型以及航班的重要程度(航程是否连续)的不同所造成延误损失的不同,设计三维优先级表反映调度优先等级,并将其转化为延误成本系数。其次,为实现调度的公平性和减轻管制人员的工作负荷,设置允许延误的航班架次约束、邻边约束以及最大限制位置约束。再次,以最小化航班总延误成本为目标建立模型,提出相应的改进蚁群算法(GJAC)进行求解。最后通过数值实验验证所提算法在考虑调度优先等级及上述约束条件的同时能有效减少进离港航班队列的总延误成本。     

基于改进NSGA-Ⅱ算法的次同步附加阻尼控制器的优化设计

针对直驱永磁同步风电机组中出现的次同步振荡问题,建立引入次同步阻尼控制器(sub-synchronous oscillation damping controller,SSDC)后的直驱风电机组完整数学模型,在此基础上,以振荡模态特征值实部和阻尼比为目标函数建立了SSDC参数多目标优化模型.针对改进非支配解排序遗传算法(improved nondominated sorting genetic algorithm,NSGA-Ⅱ)在参数优化时种群多样性较差的问题,对其选择策略进行了改进,然后将改进后的NSGA-Ⅱ算法引入到SSDC参数优化设计中,利用空间评价方法对解集进行评价,结果表明采用改进算法所获得的Pareto最优解分布更加均匀.最后通过特征值分析和仿真验证,进一步证实了文章所优化设计得到的SSDC对发生在直驱风电机组的次同步振荡抑制具有显著效果.     

考虑任务优先约束的同类岸桥作业调度优化

分析了以箱组为任务对象QCSP与以整贝为任务对象QCSP的异同,指出前者更能均衡各岸桥作业负荷,并减少船舶装卸作业时间。考虑到岸桥具有作业效率差异的特点,将其视为同类平行机调度问题,同时结合任务优先约束、岸桥作业不可相互穿越与安全距离等特有约束,建立了更加符合实际的以箱组为任务对象的岸桥作业调度混合整数规划模型,其优化目标是最小化装卸作业的makespan。针对模型求解的复杂度,设计了一种遗传算法,对算法搜索空间进行了讨论,并推导了问题的低界。实验算例表明所建立的模型能够反映岸桥作业调度过程中作业效率差异及任务优先约束现象,其算法能够在允许的运算时间内获得稳定的满意解,并且优化结果要全面优于以整贝为任务对象QCSP的调度方案。     

智能电网下考虑风险的供电企业购电优化模型

针对智能电网带给供电企业购电决策的影响,提出了一种考虑风险的购电优化决策方法。智能电网建设并开展运营,发电侧考虑接纳更多的可再生能源发电,用电侧智能用电设备的使用导致主动负荷的出现等,这一系列变化给智能电网环境下供电企业购电决策带来一定程度的风险。首先,考虑了智能电网下负荷与风电出力不确定性给供电企业经营带来的风险,采用风险元传递理论与多目标规划理论,建立智能电网购电优化模型。然后,提出采用约束多目标粒子群优化算法(CMOPSO)对模型进行求解思路;最后,算例说明该模型的可行性,研究成果为我国智能电网运营风险管理提供新方法、新思路。     

恶化率与工件无关的线性加工时间调度问题

讨论恶化率与工件无关的线性加工时间调度问题 .对于工件间具有平行链约束 ,目标函数为极小化最大完工时间的单机问题 ,分别就链不允许中断和链允许中断两种情况给出了最优算法 .对于工件间没有优先约束 ,目标函数为极小化完工时间和的平行机问题 ,证明了工件按基本加工时间不减排列可以得到最优调度 .     

基于MAS的多模式分布式资源约束多项目调度

针对实践中分布式多项目的活动往往具有多种执行模式,提出多模式分布式资源约束多项目调度问题。在项目动态到达环境下,考虑活动不同的执行模式,以工期最短和多项目延期成本最小为目标分别构建局部单项目调度模型和全局多项目决策模型,采用改进变邻域搜索算法求解初始局部调度计划,并设计基于模式调整的全局协商调度算法求解全局决策模型,通过双层算法实现分布式多项目调度中局部单项目调度与全局多项目调度系统性协调,减少项目中断和多项目延期成本。基于构建的多模式测试集进行的多项目数值实验表明：本文设计的双层算法可有效求解多模式分布式多项目调度问题,并且对不同规模问题求解具有良好的适应性。     

基于信度模型的超短期风电预测

信度理论是利用信度因子来保证调整后的保险费接近于真实的风险水平的一种工具.超短期风速预测可以为风电在线优化调度,储能系统实时抑制风电波动和电力系统EMS实时优化运行等方面提供决策依据,而信度模型具有能对数据量较小的样本建模,并且能够一次性预测该电厂所有风机的未来风速的特点.因此考虑将信度模型应用于预测未来超短期内的风速,并且采用系统聚类法对风机进行合理的分类,以此提高预测精度.     

云计算环境下人工蜂群作业调度算法设计

针对云计算环境下作业调度优化问题,提出了一种基于人工蜂群的调度算法.分析人工蜂群算法的求解组合优化问题过程,建立了收益度函数和蜜源位置更新公式,最后论述了利用该算法求解的具体步骤.并通过实验分析了该算法的性能.     

基于坐标的既有铁路曲线整正约束优化算法研究

既有铁路曲线整正是既有线改建设计中的重要部分,且结果直接影响最终设计质量和运营安全.基于最优化思想直接利用既有线上测点坐标进行曲线整正.构建了体现曲线整正成果优劣的目标函数,考虑了规范约束和控制点约束,建立了曲线整正约束最优化计算模型.基于罚函数的思想将曲线整正的非线性约束最优化问题转换为无约束最优化问题.根据目标函数的特点,采用N elder-M ead单纯形法迭代求解最优值.该算法逻辑简单,应用方便.应用结果表明算法可优化出拨距小,且满足约束条件的曲线整正成果,具有较强的实用性.