西藏电网新型多源日前发电计划编制 流程设计及实现

基于藏中电网开展水光火日前优化调度模式的研究,建立了水光火协调优化的安全约束经济调度（SCED）模型,全面考虑光伏发电特性、水电机组运行约束、优化协调水电及光伏发电方式,在电网安全允许范围实现最大限度的消纳光伏;着重介绍日前发电计划编制流程设计,水电模型建模和光伏计划编制的实用化处理,实践证明对消纳光伏、保证西藏电网安全稳定和经济运行、实现资源优化配置有重要意义。     

考虑动态频率响应的风光水互补发电短期优化调度模型

针对风光并网会降低系统惯量、削弱系统调频能力的问题,综合考虑水电机组同步惯量、风电场和光伏电站的虚拟惯量和下垂控制作用,提出含风光水的多机系统动态频率响应模型,推导系统频率变化率约束、最低点频率偏差约束和准稳态频率偏差约束。基于此,为实现清洁能源利用最大化,以弃风、弃光、弃水最小及水库调度期末蓄能最大为目标,兼顾梯级水电、风电、光伏和发电系统的多种运行约束,构建风光水互补发电系统短期优化调度模型,并使用混合整数线性规划方法进行求解。最后通过算例仿真验证所提模型的有效性和适用性。     

考虑可再生能源不确定性的最优潮流研究

文章针对含有可再生能源的电网提出了最优潮流优化模型,并对风电出力、光伏出力以及水轮机组出力的不确定性进行了建模。提出了考虑可再生能源不确定性的最优潮流模型,以机组成本以及网络中的网损最小为目标函数,考虑相应的约束条件,利用改进斑点鬣狗优化算法对模型进行求解,引入混沌序列控制向量提升算法整体的寻优性能。最后,在IEEE 30节点系统中对所提的模型和算法进行了仿真分析。     

考虑弃水电量机会损失的水火电短期联合优化调度

针对传统大型水火电系统联合优化模型成本计算单一问题,考虑水电因弃水导致的机会损失,并考虑水火电爬坡约束、水电振动区约束等多种复杂约束,构建以火电运行成本与水电弃水电量机会损失之和最小为目标的水火电短期优化调度模型。将模型中非线性约束转化为线性化约束,并使用商业优化软件CPLEX中内置的分支定界法进行求解。算例仿真表明,按此优化准则下的最优策略运行,虽然火电运行成本有所增加,但弃水电量大大减小,水电能源利用率明显提升,计算结果更加符合实际情况。     

考虑RE和PHES的网络约束机组组合优化调度

随着新能源(RE)逐渐并网。网络约束混合能源机组的优化调度研究面临巨大挑战。基于RE并网和抽.水蓄能系统(PHES)耦合作用,研究了网络约束下机组组合(UC)优化调度问题。在网络约束的UC模型中,考虑交流网络约束、环境约束、PHES约束及传统的火电机组约束.利用二进制人工羊群算法解决模型求解问题。将网络约束下UC模型分解成1个主问题和1个子问题,主问题决定机组的开关机状态和负荷分配,子问题检查交流电传输的网络约束。以1个包含风电和光伏机组的IEEE-30节点系统来验证RE和PHES的共同影响,结果表明RE影响了系统的运行成本和电力系统的安全性,PHES对抑制RE的消极影响具有重要作用,能够调节RE的不确定性带来的误差。     

基于主动尾流控制的风电机群协同优化调度

针对机组间尾流效应严重影响风电机组发电效率的问题,提出了风电机组安全偏航约束计算方法、尾流特性混合半机理建模方法以及风电机群多目标协同优化调度方法。基于FAST. FARM平台完善了多自由度可控机组与尾流的动态交互集成仿真环境,对比分析了2台机组串列式排布以及华东地区某海上风电场7台机组实际排布下的协同运行优化性能。结果表明：所建立的集成仿真模型能够合理表征风电机群与空气流场的多领域动态交互特性,所提方法能够有效提升风电机群发电效能,促进经济效益、资源利用和成本控制的均衡优化。     

考虑风光不确定性的分布式能源集成虚拟电厂收益-风险均衡模型

文章将风电场、光伏发电、小水电站等分布式能源聚合为虚拟电厂,并考虑价格型需求响应负荷及激励型需求响应负荷,以运营收益最大化为目标,综合考虑负荷供需平衡约束、机组运行约束以及旋转备用约束等,构建虚拟电厂常规调度优化模型,利用条件风险价值法(CVaR)和鲁棒随机优化理论构造虚拟电厂风险规避优化模型。最后,以独立微电网作为实例对象,验证了模型能够在最大化经济效益的同时,最大化利用清洁能源,合理控制运营风险,实现虚拟电厂最优化运营。     

基于PEMFC-P2G与风光不确定的综合能源系统优化调度

以氢气为主要燃料的质子交换膜燃料电池是一种良好的清洁能源利用介质,为应对“双碳目标”的挑战,提出基于质子交换膜燃料电池与电转气（P2G）混合储能并考虑系统中风电、光伏出力不确定性因素的综合能源系统模型。首先,对膜燃料电池进行精细化建模分析;其次,对风电、光伏等新能源采取基于小波变换-神经网络的短期预测;最后,建立包含设备运行维护成本、实时电价政策的外购能源等经济成本以及碳惩罚成本的最小优化目标的混合整数线性规划模型,且以系统安全稳定运行为约束。某园区的算例分析结果表明,所提出的考虑新能源出力与PEMFC-P2G混合储能优化模型能有效降低运行成本、减少碳排放,具有良好的经济性与环保性。     

水电站经济运行的优化模型及其分解协调求解方法研究

考虑水电机组的出力约束、出力曲线及水库的水量平衡约束、库容约束、水头变化等因素,给出了水电站经济运行的约束条件。基于大系统原理,以水电站发电出力的耗水量最小为目标函数,建立了多机组、多时段水电站经济运行的优化模型。利用大系统分解协调算法,给出了优化模型的求解算法。     

面向光伏消纳的“大机小网”系统两阶段优化调度

文章提出了考虑需求响应和海蓄机组的"大机小网"系统两阶段优化调度方法,解决了大规模光伏并网的消纳问题。该方法在日前调度阶段利用火电运行成本、光伏未消纳量和负荷补偿成本建立综合目标函数,并考虑需求侧响应相关约束,得到经济性最优的日前调度值;在日内调度阶段引入随机模型预测控制,通过海蓄机组平衡光伏波动剧烈场景下的日前预测误差。通过算例分析,该方案减小了弃光量,完成了"大机小网"下的经济优化调度。     

电力配电网络节能调度模型的仿真

摘要： 为了应对越来越严峻的能源和环境形势,我国颁布并实施了电力配电网络节能调度方法,但该方法只提供了基本调度原则,缺少符合政策的节能调度模型。为了解决上述问题,在分析现有节能调度模型不足的基础上,提出一种综合考虑能耗和排放的电力配电网络节能调度模型,给出了综合考虑能耗和排放的电力配电网络节能调度目标函数,综合分析了SO2排放量与脱硫效率,针对提出的目标函数,介绍了其机组排序约束、常规机组特性约束、机组正负旋转备用约束,机组的最大最小出力约束、机组爬坡约束及线路潮流约束,在此基础上,采用粒子群算法对目标函数进行求解。在标准粒子群算法的基础上引入惯性权重因子,以优化粒子群算法的收敛性,从而实现电力配电网络节能调度模型的建立。仿真实验结果表明,所提模型具有很高的节能性能,且收敛速度快。     

基于混合整数线性规划模型的水电站日优化调度研究

利用分段线性模型描述水电机组出力特性曲线,通过设置最短运转时间与最短停机时间等机组启闭约束构建了水电站日优化调度的混合整数线性规划模型,采用GAMS编程调用CPLEX模块求解,并以隔河岩水电站为例对模型进行了验证。实例结果表明,该模型可在考虑水头变化影响、满足开停机约束等条件下,显著提高水电站的水能资源利用率。     

考虑多直流运行模式的水风光打捆送端系统配套电源容量优化方法

受到送端系统消纳能力的限制,我国可再生能源基地的富余电力往往要通过特高压直流外送到省外负荷中心消纳。合理确定特高压直流线路的各类型配套电源容量对提高通道利用率、保障系统安全稳定运行是十分重要的。文章针对水风光打捆外送系统,提出一种考虑资源约束的水电、风电和光伏配套电源的容量优化规划方法。该模型可充分考虑不同电源资源特性约束以及径流式、季调节和年调节水电调节能力差异,可适应多种直流运行模式。文章基于西南某实际电网2025年规划网架进行了仿真分析,算例结果验证了所提出模型的正确性和有效性。     

基于清洁发展机制的不确定性机组组合优化方法

为了优化机组运行过程中存在的碳排放量高、经济性低等问题，该文提出一种考虑清洁发展机制（CDM）的不确定性机组组合模型，该模型较传统机组组合策略在兼顾低碳性方面考虑得更为全面。同时考虑了大规模风电场与电动汽车两个低碳要素，强化低碳要素与火电机组的联系，促进能源结构的合理化；通过制定碳排放交易机制、CO2排放成本、碳排放配额等相关约束，减少机组的运行成本，为系统的清洁低碳与经济最优运行提供合理的机组组合方案。以10机组系统为算例进行仿真分析，结果表明，在不确定性的机组组合优化问题中采用所提模型能够显著减少碳排放量，有利于机组的低碳经济化运行。     

柔性电动汽车和分布式电源的协同优化调度研究

针对电动汽车(EV)接入电网后,出现的负荷"峰上加峰"的问题,在描述传统机组发电特征及调度分布式电源作为补充的基础上,提出了柔性电动汽车与分布式电源协同优化调度方案。该方案考虑4类电动汽车的出行规律及充电方式,同时以发电投资总成本与柔性EV用能成本之和最小作为优化目标,建立车网交互(V2G)的机组组合模型。在考虑柔性EV行驶特性与机组运行特性基础上,将所提模型转化为一个大规模混合整数线性规划(MILP)问题,利用Ipsolve解算器求得最优解以及最优调度方案。文章选取某城市各类电动汽车为研究对象,分析柔性EV用能成本对系统总成本与CO2排放量的影响。仿真结果验证了采用柔性EV与风电协同优化传统机组出力的有效性和考虑柔性EV用能成本的必要性。     

基于碳交易的含燃气机组的低碳电源规划

在低碳经济背景下,引入碳交易和发展低碳能源发电成为实现电力系统低碳化发展的重要手段。由于燃气发电具有效率高、碳排放量低、调峰能力强等优点,因此将燃气机组加入到规划方案中,建立基于碳交易的低碳电源规划模型。模型以系统综合成本最小为目标,成本中包含投资运行成本和碳交易成本,同时考虑天然气供应约束、碳交易量约束等约束条件。采用离散细菌群体趋药性算法对模型进行求解,通过模型对比和灵敏性分析得出燃气机组和碳交易机制的加入可优化电源结构,促进低碳机组的投建,实现电力系统低碳减排的结论,验证了模型的有效性。     

考虑可再生能源的分布式机组选址定容研究

文章针对可再生能源在配网接入节点和容量进行了选址定容优化,通过节点位置指数确定机组的最佳位置。建立可再生能源机组的成本模型,考虑了电源成本、网损成本、环境成本和电压偏移成本。以总成本最小为目标建立了选址定容优化模型,并采用改进磷虾群搜索算法求解该模型,获得更优个体、提高收敛速度。最后,在IEEE 33节点系统中仿真分析了不同机组水平接入后的情况。     

考虑光伏不确定性的双层协同优化机组组合

为实现光伏系统高经济性、高环保性的运行,基于负荷与光伏发电的不确定性,设计了一种机组组合双层协同优化方法。第一层优化运用离散粒子群法,以系统污染排放最少为目标,求解最优机组启停状态问题;第二层优化运用改进粒子群法,以系统运行成本最小为目标,求解最优机组出力的问题。在机组组合问题上引入需求响应与光伏发电等手段,并考虑到用户负荷与需求侧的波动特性,建立了不确定性模型。以10机组系统为对象,通过MATLAB仿真验证表明,文章所提出的机组组合模型与优化方法能够使系统在允许存在预测误差的前提下,实现经济环保的运行。     

基于双目标节能调度的可再生能源配额制福利效果评估方法研究

我国目前对配额制的福利效果,即配额制造成的福利再分配的评估方法的研究并不多。针对这一问题,文章提出一个基于双目标节能调度模型的可再生能源配额制福利效果分析方法。建立了在煤耗最小化的前提下成本最小的双目标节能调度模型;选取了27台火电机组、1台水电机组和1台风电机组,在此基础上依次扩大可再生能源的机组容量比例,利用和声搜索算法对不同可再生能源比例下的双目标模型进行试算;分析比较不同比例下机组的负荷、煤耗、机组收益、电网购电成本以及降耗成本等。得出结论:在可再生能源配额制度下,变动可再生能源的比例,会导致福利的再分配,即负荷量、煤耗、成本和收益都会在不同的机组之间进行转移和再分配;可再生能源比例从10%扩大到20%的单位降耗成本最低。     

考虑热惯性的居民楼宇综合能源系统日前运行优化

针对居民楼宇中部分热负荷的热惯性特征,提出了一种考虑热惯性的居民楼宇综合能源系统日前运行优化方法。首先,建立了居民楼宇综合能源系统的典型结构和数学模型,探究能源供给、转换、分配、存储的机理;其次,基于线性能量平衡法,采用微分方程描述楼宇制冷采暖系统和生活热水系统的热惯性特征,并将上述方程差分化;再次,以综合成本最小为目标,考虑购能约束、功率平衡约束、热惯性约束、备用容量约束等,建立日前运行优化模型,并将上述模型转化为混合整数二次规划,通过Yalmip调用Cplex求解;最后,通过实际算例分析热惯性对居民楼宇综合能源系统运行优化的影响。结果表明,利用热惯性能够对冷热负荷进行平移或削减,从而降低运行成本。