火电机组负荷分配和开停机计划优化探讨——动态规划法的应用

本文研究了用动态规划法来分配火电厂发电机组的出力和编制开停机计划的过程，其目的是 要达到电力系统运行总煤耗最低，同时满足系统旋转备用容量、机组增减负荷速率和最大最 小出力约束条件。     

可中断负荷参与的备用市场帕累托优化模型

目前，已有可中断负荷参与备用服务市场竞争的实践，但是现有的备用市场优化模型仅考虑购买备用服务成本的差异，不能反映出可中断负荷和发电商提供的2种备用服务的效用差异。为此，文中分析了可中断负荷和发电商同时参与的备用市场采用现有优化模型的局限性，同时基于帕累托优化理论提出了一种可中断负荷与发电商同时参与的备用市场的帕累托优化模型。算例验证了利用该模型可在相同的备用购买成本下获取最大的系统效用,实现可中断负荷与发电商提供的2种备用资源的优化配置。     

初期电力市场确定电网日发电计划的模型与方法

在日前交易未开放的初期电力市场模式下，如何针对其特点建立合理的日发电计划模型对于保证这一时期各市场参与者的利益具有重要作用。文中立足电网公司建立日发电计划模型，重点考虑了非竞价机组的经济运行成本，并计及了包括竞价机组年度和月度中标电量的日分解值、机组爬坡速度、旋转备用和线路有功传输限制等约束。在所建模型的基础上，通过改进二次规划的可行方向法，计算发电成本函数为分段二次函数的动态优化调度问题，并与一个启发式机组组合算法相结合用以确定日发电计划。算例结果表明，该模型及方法可行、有效。     

分段竞价在区域电力市场中的应用方案

结合分段竞价的基本规则和原理模型,对分段竞价在区域电力市场中的应用难点进行了研究。在优先安排水电后,讨论了修正后负荷曲线划分容量段的实用方法;针对区域电网需要根据各省差异而划分价区的实际情况,在竞价出清过程中引入了省间潮流断面约束,从而实现了自动划分价区;在竞标选择和约束下调时,结合机组最小技术出力和省间潮流断面输送容量约束,采用按比例的方法分配报价相同机组的容量。考虑了负荷容量平衡、机组出力、省间潮流断面等约束,建立了区域电力市场分段竞价数学模型。结合以上实用化处理方法,该模型可以采用排队算法求解。对包含87台火电机组的实际系统进行仿真计算,验证了该方法的有效性。计算结果显示区域电力市场采用分段竞价方式,对电网公司和发电公司都是较好的方案。     

计及辅助服务的发电市场日交易计划的研究

针对电能市场和辅助服务市场并存的发展趋势，提出一种同时考虑电能和AGC及旋转备用两项辅助服务的综合竞价模型。在模型及求解中考虑了机组调节速率、AGC、旋转备用和合同电量等多项约束条件，具体求解时分两步进行，先采用改进优先顺序法确定机组组合方案，然后采用网络流规划中的原始对偶法在入选机组中进行电能和辅助服务综合竞价，得出发电市场次日交易计划各时段各种服务的电价及分配方案。最后通过一个算例，将这种方法与独立竞价法所得的结果进行了比较，可以看出这种方法在完成各种服务竞价的同时，更能节省购电费用。     

双侧开放市场中能量与备用容量的联合优化

为缓解系统中有限装机容量与一定的备用容量要求之间的矛盾，根据电力用户可以采取积极措施主动进行负荷管理而为系统提供备用容量的思想，提出一种基于最优潮流的能量和备用容量市场联合优化模型；研究在双侧开放的电力市场环境中，用户主动参与备用容量服务对市场运营效益的影响。IEEE 30节点系统算例表明，用户进入旋转备用容量市场，成为系统备用容量的新供应者，可使全系统的运营效益有较大提高，减少了系统备用容量购买支出，降低了各节点上的电价水平和系统备用价格。     

考虑分区备用的主能量 — 备用联合市场均衡模型

为了保证系统在事故情况下电能可以顺利传送到备用需求区域,备用资源需要均匀合理地分布于电网中。文中建立了一种考虑分区备用的主能量 — 备用联合市场均衡模型。该模型同时计及网络约束、系统备用约束和分区备用约束,其中区域备用需求可以由本地发电资源和相应区域联络线的剩余传输容量共同提供。此外,还分析了主能量价格、备用价格及两者之间的耦合关系。仿真结果表明,分区备用会导致备用稀缺区域内主能量和备用价格的提高,而系统总负荷收益却会相应减少;此外,在寡头市场环境下,与大部分发电商通过持留容量方式来获取更高收益不同,处于备用稀缺区域内的发电商往往需要通过增加其自身出力来获取更大的收益。     

市场环境下水电站厂内经济运行问题研究

日前市场上，不论水电公司是采取单机组形式竞价，还是将全部电站机组合并成1台模拟机组竞价，厂内机组负荷分配均是电站经济运行的重要组成部分。文中探讨了市场环境下如何将给定的全厂日发电计划合理地分配到各台机组的问题，建立了以各时段全厂发电流量最小为目标函数的数学模型。通过实例分析，验证了所给模型的合理性和有效性。     

节能发电调度旋转备用计划优化

节能发电调度不仅改变了现行计划电量调度模式下制定发电计划的目标函数,还可能改变现行的等备用原则。文中首先探讨节能发电调度方式下制定旋转备用计划可能采取的原则———等备用原则和能耗最小原则,建立相应的旋转备用优化决策模型;然后研究旋转备用计划优化的实现方式,分别选用旋转备用计划和发电出力计划的独立建模分步优化、统一建模联合优化2种思路,构建不同的节能发电调度模型,并基于启发式动态规划方法,针对同一算例进行优化计算。算例分析验证了所提出的旋转备用优化决策模型及其实现方式的正确性和有效性。     

电力市场环境下备用容量的集中和分散优化决策

针对电力市场环境下, 应该采用何种方式确定和获取所需要的备用容量这个有普遍争议的问题，提出了集中优化方法和应用保险理论的优化方法。集中优化方法是以从发电公司购买成本和用户停电损失之和最小化为目标，通过集中方式确定所需的总的运行备用容量及其价格并在相关的发电公司间分配这些容量的方法。应用保险理论的分散优化方法是用户通过购买保险，把停电可能引起的损失转移给独立调度机构（ISO）, 从而引导ISO对备用容量进行有效的管理；同时，当发电公司没有投入所成交的备用容量时，ISO会对其进行高昂的惩罚, 从而激励发电公司很好地履行合同职责。文中先导出了与备用容量相关的各个发电公司的成本函数和用户的效用函数，然后给出了相应的分散优化和集中优化的数学模型，以及求解算法，证明了在完全竞争的市场中分散优化方法可以得到和集中优化方法相同的最优解, 即最大化社会福利。最后以有14个发电公司参与的模拟电力市场为例进行了仿真计算，说明所提出方法的基本特征。     

水库长期优化调度模型探讨

在水库长期优化调度问题中,一般以发电量最大为优化调度模型。考虑到电力市场的影响,综合水电站水库自身约束和电力系统调峰要求,建立以水电站发电效益最大为目标的优化调度模型,并通过实例计算比较这两种模型,发电效益最大模型较发电量最大模型更为符合实际。     

考虑风电机组旋转备用的风电场多目标优化

随着新型风电场的容量在并网系统中所占比例不断增加,对传统含风电场电力系统的经济调度问题提出了新的要求。传统的电力系统经济调度还应考虑到风电场功率波动对系统旋转备用和发电成本等方面的影响。因此,针对考虑风电机组旋转备用的风电场优化调度方法,并综合发电成本及购电费用目标,建立了含风电场的经济调度模型;釆用目标加权法和距离函数法相结合以将目标优化问题单一化以及利用实值编码遗传算法,来高效搜索优化方程最优解。仿真结果表明,所提出的方法是有效的。     

隔河岩水电厂十年运行分析评价

阐述隔河岩水电厂十年的运行状况 ,着重分析了电厂设备和水能利用方面在承担频繁的调峰、调频、调相等功能过程中取得的成绩和存在的问题 ;提出了加强运行维护管理、提高发电负荷率、减少低负荷运行时间和旋转备用容量、实现梯级水电厂联合优化调度、提高水能利用率、发挥水电站群的补偿优势、更有效地维护电网安全等相应的改进措施     

多目标微网环保经济调度模型研究

微网运行特别是在孤岛情况下,由于太阳能光伏发电、风力发电的随机性较大,使得其电能的调度成为一个重要且困难的问题。针对不同分布式电源的特性以及成本,对传统意义下的微网经济调度模型进行了修正,将环境成本、发电成本和旋转备用成本作为多目标,建立了环保经济的微网多目标模型。针对3个不同的目标函数,采用NSGA-II多目标优化方法,求解多目标协调的最优解。算例结果表明,该算法和模型的收敛更快、更全面。     

多目标微网环保经济调度模型研究

微网运行特别是在孤岛情况下,由于太阳能光伏发电、风力发电的随机性较大,使得其电能的调度成为一个重要且困难的问题。针对不同分布式电源的特性以及成本,对传统意义下的微网经济调度模型进行了修正,将环境成本、发电成本和旋转备用成本作为多目标,建立了环保经济的微网多目标模型。针对3个不同的目标函数,采用NSGA-II多目标优化方法,求解多目标协调的最优解。算例结果表明,该算法和模型的收敛更快、更全面。     

基于电价预测风险下的发电商最优售电研究

远期市场和现货市场的电价和风险是不相同的。对发电商而言,最关键的问题是针对本公司的情况,依据市场信息,寻求两市场发电容量优化分配的售电策略,使得发电商在最小风险下获得最大收益。研究提出了基于电价预测风险下发电商在两个市场的最优售电问题。通过引入Markowitz投资风险理论,得出了该问题的解析解,并以算例分析了电价预测风险对两市场最优售电的影响。     

电力备用市场化运营问题研究

电力产品不能储存，为保证电力系统的稳定，其供给与需求必须保持实时平衡，备用的功能显得尤为重要，因为它可以避免系统不平衡所带来的各种风险。在新的电力市场竞争环境下，电力备用的市场化运营问题也必然提到议事日程上。对未来新的竞争环境下电力备用市场化运营问题的国内外研究现状进行了综述与分析，内容包括谁需要电力备用，需要多少，如何获得?谁应支付备用费用，支付多少?结合我国的国情，对我国电力备用市场化运营提出了合理化建议。     

基于云计算和智能优化 SVＲ 的光伏发电功率预测

为提高光伏发电功率的预测精度,针对支持向量机回归( Support Vector Ｒegression,SVＲ) 模型的预测结果易受其惩罚系数 C、敏感损失函数的最大误差系数 ε 和核函数 g 影响的问题,提出一种基于新型智能算法 － 蝗虫算法优化 SVＲ 模型参数的光伏发电功率预测模型。由于光伏发电功率数据存在随机性和间隙性的特征,Multi － Agent 和分布式思想被引入蝗虫算法优化 SVＲ 模型,通过将云计算的 MapＲeduce 框架和 GOA － SVＲ 结合,提出一种基于 MapＲeduce 和 GOA － SVＲ 并行化的光伏发电功率预测模型( MapＲeduce and GOA － SVＲ,MＲ － GOA － SVＲ) ,从而提高海量高维光伏发电数据的处理能力。将影响光伏输出功率的 11 个气象因素作为 GOA － SVＲ 的输入向量,光伏输出功率作为 GOA － SVＲ 的输出向量,建立 GOA － SVＲ 的光伏发电功率预测模型。研究结果表明: MＲ － GOA － SVＲ 可以有效提高不同天气类型下的光伏发电功率的预测精度,具有很强的现实性和指导意义。与 PSO － SVＲ、GA － SVＲ、GOA － SVＲ 和 SVＲ 相比,MＲ － GOA － SVＲ在晴天、阴天和雨天均可以提高预测精度,且具有优异的并行性能。     

Joint optimization scheduling for water conservancy projects in complex river networks

In this study, we simulated water flow in a water conservancy project consisting of various hydraulic structures, such as sluices, pumping stations, hydropower stations, ship locks, and culverts, and developed a multi-period and multi-variable joint optimization scheduling model for flood control, drainage, and irrigation. In this model, the number of sluice holes, pump units, and hydropower station units to be opened were used as decision variables, and different optimization objectives and constraints were considered. This model was solved with improved genetic algorithms and verified using the Huaian Water Conservancy Project as an example. The results show that the use of the joint optimization scheduling led to a 10% increase in the power generation capacity and a 15% reduction in the total energy consumption. The change in the water level was reduced by 0.25 m upstream of the Yundong Sluice, and by 50% downstream of pumping stations No. 1, No. 2, and No. 4. It is clear that the joint optimization scheduling proposed in this study can effectively improve power generation capacity of the project, minimize operating costs and energy consumption, and enable more stable operation of various hydraulic structures. The results may provide references for the management of water conservancy projects in complex river networks.     

可中断负荷参与输电阻塞管理的模型与算法

在市场环境下，输电阻塞严重威胁系统安全，并加剧了市场力滥用行为。可中断负荷作为一种电力资源可有效缓解阻塞。文中建立了一个可中断负荷参与电力批发市场竞价的阻塞管理模型。该模型是一个2层优化模型：外层优化潮流模型可确定节点电价，并进行电能调度；内层优化模型旨在选取有效消除阻塞的可中断负荷。在模型求解时，针对出现的非线性互补问题(NCP)，通过NCP函数将其转化为一组非线性代数方程，然后用改进的Levenberg-Marquardt算法求解。最后以一个修改的IEEE 30节点系统验证了该模型和算法的有效性。