This paper presents a technique that can obtain an optimal solution for the Security-Constrained Economic Dispatch (SCED) problems using the Interior Point Method (IPM) while taking into account of the power flow constraints. The SCED equations are formulated by using only the real power flow equations from the optimal power flow. Then an algorithm is presented that can linearize the SCED equations based on the relationships among generation real power outputs, loads, and transmission losses to obtain the optimal solutions by applying the linear programming (LP) technique. The objective function of the proposed linearization algorithm are formulated based on the fuel cost functions of the power plants. The power balance equations utilize the Incremental Transmission Loss Factor (ITLF) corresponding to the incremental generation outputs and the line constraints equations are linearized based on the Generalized Generation Distribution Factor (GGDF). Finally, the application of the Primal Interior Point Method (PIPM) for solving the optimization problem based on the proposed linearized objective function is presented. The results are compared with the Simplex Method and the promising results ard obtained.
Kim, Min Jeong;Song, Hyoung-Yong;Park, Jong-Bae;Roh, Jae-Hyung;Lee, Sang Un;Son, Sung-Yong
Journal of Electrical Engineering and Technology
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제8권1호
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pp.80-89
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2013
This paper presents an efficient approach for solving economic dispatch (ED) problems with nonconvex cost functions using a 'Mean-Variance Optimization (MVO)' algorithm with Kuhn-Tucker condition and swap process. The aim of the ED problem, one of the most important activities in power system operation and planning, is to determine the optimal combination of power outputs of all generating units so as to meet the required load demand at minimum operating cost while satisfying system equality and inequality constraints. This paper applies Kuhn-Tucker condition and swap process to a MVO algorithm to improve a global minimum searching capability. The proposed MVO is applied to three different nonconvex ED problems with valve-point effects, prohibited operating zones, transmission network losses, and multi-fuels with valve-point effects. Additionally, it is applied to the large-scale power system of Korea. The results are compared with those of the state-of-the-art methods as well.
This paper discusses the application of evolutionary multi-objective optimization algorithms namely Non-dominated Sorting Genetic Algorithm-II (NSGA-II) and Modified NSGA-II (MNSGA-II) for solving the Combined Economic Emission Dispatch (CEED) problem with valve-point loading. The valve-point loading introduce ripples in the input-output characteristics of generating units and make the CEED problem as a non-smooth optimization problem. IEEE 57-bus and IEEE 118-bus systems are taken to validate its effectiveness of NSGA-II and MNSGA-II. To compare the Pareto-front obtained using NSGA-II and MNSGA-II, reference Pareto-front is generated using multiple runs of Real Coded Genetic Algorithm (RCGA) with weighted sum of objectives. Furthermore, three different performance metrics such as convergence, diversity and Inverted Generational Distance (IGD) are calculated for evaluating the closeness of obtained Pareto-fronts. Numerical results reveal that MNSGA-II algorithm performs better than NSGA-II algorithm to solve the CEED problem effectively.
In this study, an adaptive evolutionary computation(AEC), which uses adaptively a genetic algorithm having global searching capability and an evolution strategy having local searching capability with different methodologies, is suggested. This paper develops AEC for solving ELD problem with piecewise quadratic cost function. Numerical results show that the proposed AEC can provide accurate dispatch solutions within reasonable time for the ELD problem with piecewise quadratic cost function.
본 논문은 운전금지영역을 가진 이차 볼록 발전비용 함수를 적용하는 경제급전의 최적화 문제에 대한 결정론적 최적화 알고리즘을 제안하였다. 제안된 알고리즘은 운전금지구역을 가진 발전기는 운전금지구역을 벗어나도록 분할하고, 초기치 $P_i{\leftarrow}P_i^{max}$에 대해 발전단가가 큰 순서대로 발전량을 감소시키고, $_{max}\{F(P_i)-F(P_i-{\beta})\}$ > $_{min}\{F(P_j+{\beta})-F(P_j)\}$, $i{\neq}j$, ${\beta}=1.0,0.1,0.01,0.001$에 대해 $P_i{\leftarrow}P_i-{\beta}$, $P_j{\leftarrow}P_j+{\beta}$의 교환 최적화 과정을 수행하였다. 제안된 방법을 15-발전기의 3가지 사례에 적용한 결과 간단하면서도 항상 동일한 결과로 휴리스틱 알고리즘들에 비해 최적의 결과를 나타내었다.
Based on the requirements and characteristics of multi-zone autonomous decision-making in modern power system, fully distributed computing methods are needed to optimize the economic dispatch (ED) problem coordination of multi-regional power system on the basis of constructing decomposition and interaction mechanism. In this paper, four fully distributed methods based on alternating direction method of multipliers (ADMM) are used for solving the ED problem in distributed manner. By duplicating variables, the 2-block classical ADMM can be directly used to solve ED problem fully distributed. The second method is employing ADMM to solve the dual problem of ED in fully distributed manner. N-block methods based on ADMM including Alternating Direction Method with Gaussian back substitution (ADM_G) and Exchange ADMM (E_ADMM) are employed also. These two methods all can solve ED problem in distributed manner. However, the former one cannot be carried out in parallel. In this paper, four fully distributed methods solve the ED problem in distributed collaborative manner. And we also discussed the difference of four algorithms from the aspects of algorithm convergence, calculation speed and parameter change. Some simulation results are reported to test the performance of these distributed algorithms in serial and parallel.
The joint dispatch of regional electricity markets can improve the overall economic efficiency of interconnected markets by increasing the combined social welfare of the interconnected markets. This paper presents a new decentralized optimization technique based on Augmented Lagrangian Relaxation (ALR) to perform the joint dispatch of interconnected electricity markets. The Block Coordinate Descent (BCD) technique is applied to decompose the inseparable quadratic term of the augmented Lagrangian equation into individual market optimization problems. The Interior Point/Cutting Plane (IP/CP) method is used to update the Lagrangian multiplier in the decomposed market optimization problem. The numerical example is presented to validate the effectiveness of the proposed decentralized method.
This paper deals with the optimal dynamic dispatch problem owing to spinning-reserve and power-rate limits. Two computational modules are used in the solution of the problems. The first is an efficient dispatch module for the consideration of reasonable spinning-reserve requirements. The latter os the Lagrange multipliers adjusting module, which is satisfying the Kuhn-Tucker conditions for power-rate constraints. The proposed algorithm obtains very fast solution speed and maintains good accuracy from test examples.
According to increase in electric power demand, the increasing rate of peak load compared with that of base load grows larger every year. Thus this paper deals with the optimal dynamic dispatch problem due to power rate limits and spinning reserve with loss or without loss. The first is adjusting module for gradual change of generator power by Object-Oriented Programming. The latter is an efficient dispatch module for the consideration of reasonable spinning reserve requirements. The proposed algorithm has been shown efficiency in real power system with loss.
This Paper presents an efficient approach for solving the economic dispatch (ED) problems with valve-point effects using an combination of particle swarm optimization and harmony search. To reduce a premature convergence effect of PSO algorithm, We proposed PSO-HS algorithm considering evolutionary using harmony search algorithm. To prove the ability of the PSO-HS in solving nonlinear optimization problems, ED problems with non-convex solution spaces are solved with three different approach(PSO, HS, combination of PSO and HS)
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[게시일 2004년 10월 1일]
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