考虑源荷协调的风电并网系统旋转备用容量优化

风电的接入给电力系统带来更大不确定性,要求电网公司购买更多的旋转备用以维持电力系统的功率平衡和稳定,兼顾系统运行可靠性与经济性的旋转备用优化配置具有重要意义。考虑风电、需求侧互动资源,提出一种基于多场景的概率性旋转备用优化方法。该方法综合考虑风电预测误差、负荷波动及发电机非计划停运不确定性因素对旋转备用的需求,将弃风、可中断负荷分别作为部分负、正旋转备用融入发电日前调度计划,以购电总费用最低为目标函数建立日前机组组合优化模型,获得各时段旋转备用优化配置量。通过对IEEE 30节点、IEEE 118节点系统进行算例分析,验证了所提方法的正确性和有效性。     

考虑响应不确定性的可中断负荷参与系统备用配置的协调优化

在实施可中断负荷项目时,因用户消费行为、客观条件等因素,造成了用户响应程度存在着不确定性,且其不确定性的大小与激励程度有直接联系,这种不确定性的大小最终影响整个系统的可靠性供电指标。构建考虑不确定性的可中断负荷响应模型,利用可中断负荷与备用的协调优化模型确定不同可靠性供电指标要求下的系统最优备用容量与不确定性可中断负荷配置关系。IEEE-RBT 6节点算例结果表明,大量用户响应具有明显的集群效应,有助于弥补单个用户响应的不确定性,并且在不同的可靠性要求下,优化模型中发电机备用与可中断负荷备用的配置具有不同的特点,体现了经济性和可靠性的协调,从而能够更合理地优化资源配置。     

考虑需求响应虚拟电厂的新能源电力系统两阶段优化调度研究

根据负荷聚合商的调节灵活性将可中断负荷分为两类,并构建基于激励的需求响应虚拟电厂模型。在此基础上以含风电的电力系统运行成本最低为优化目标,建立需求响应虚拟电厂参与的两阶段优化调度模型。优化模型以满足系统备用为前提,在24个时段的范围内研究风电预测误差较大时不同类型可中断负荷在日前和日内的调度情况。特别的,考虑了不同的风电预测误差准入阈值对可中断负荷调用的影响。算例结果表明,所提出的模型能够降低新能源电力系统的运行费用和确定可中断负荷的年度中断次数。     

计及可中断负荷的旋转备用容量机会约束规划模型

针对电力系统备用容量的获取如何兼顾系统运行的可靠性和经济性的问题,将可中断负荷作为一种备用资源参与发电侧备用市场竞争,引入机会约束规划方法确定系统所需的备用容量。在计及发电机组强迫停运和负荷预测误差等不确定性因素的影响下,以最小化旋转备用容量的购买成本为目标,构造了可中断负荷参与旋转备用容量优化的数学模型,并采用基于蒙特卡罗随机模拟的遗传算法求解模型。对所提出的模型进行仿真,验证了利用该模型的有效性。     

基于可再生能源不确定性的电力系统双侧备用容量优化

在全球能源互联网背景下,以风电为代表的新能源入网给电力系统安全稳定运行带来新的挑战,同时也对备用容量配置提出了更高的要求,为此提出以双侧备用成本期望最小为目标函数的备用容量优化模型。在考虑需求侧响应中的可中断负荷,以及风速预测偏差和负荷预测偏差等不确定性因素的基础上,建立了满足经济性和可靠性要求的备用容量配置原则。并基于蒙特卡罗随机模拟的遗传算法对改进10机测试系统进行了求解,经过算例求解得到考虑需求侧响应的备用容量优化决策的经济性更好。与以往传统的备用容量配置相比,双侧备用容量配置能够在系统整体内实现资源的优化分配,同时也可以提高风电消纳能力,实现电力系统安全性和经济性最优。     

考虑需求响应的风电消纳模糊优化调度研究

随着智能电网的快速发展,将需求响应(demand response,DR)融入调度过程以协调风电和火电机组出力是目前的研究热点。首先利用需求响应对负荷曲线的优化作用及其对系统备用容量的等效作用,制定了分时电价和可中断负荷的容量成本;其次针对风电出力的不确定性和随机性,采用可信性测度理论对其进行模糊表示;然后将风电出力不确定性引入到旋转备用模糊约束中,给出了基于模糊机会约束规划(fuzzy chance constrained programming,FCCP)并考虑需求响应的经济调度模型;最后由改进引力搜索算法求解所给模型。算例分析表明所提模型能够有效应对风电出力不确定性,降低系统运行的总成本。     

考虑需求响应的风电消纳模糊

随着智能电网的快速发展,将需求响应(demand response,DR)融入调度过程以协调风电和火电机组出力是目前的研究热点.首先利用需求响应对负荷曲线的优化作用及其对系统备用容量的等效作用,制定了分时电价和可中断负荷的容量成本;其次针对风电出力的不确定性和随机性,采用可信性测度理论对其进行模糊表示;然后将风电出力不确定性引入到旋转备用模糊约束中,给出了基于模糊机会约束规划(fuzzy chance constrained programming,FCCP)并考虑需求响应的经济调度模型;最后由改进引力搜索算法求解所给模型.算例分析表明所提模型能够有效应对风电出力不确定性,降低系统运行的总成本.     

基于logit离散选择模型的考虑需求响应含风电系统优化调度

风电因为其本身具有波动性、间歇性等特点,风电并网增加了传统电力系统优化调度的难度。引入需求响应,重新整合用户侧资源,能有效提高风电并网的经济性。因此,建立考虑需求响应的风电并网优化调度的新模型。首先建立基于logit离散选择模型的用户对电价菜单的自主选择模型,用户选择不同菜单电价并作出相应的负荷削减。然后建立考虑用户菜单电价选择和可中断负荷调用的需求响应含风电电力系统优化调度模型,将可中断负荷调用容量作为系统部分旋转备用容量。目标函数在传统含风电系统优化调度模型基础上,加入可中断负荷调用成本。最后,利用蛙跳简化粒子群算法对改进后含风电场的IEEE-RTS24系统进行分析验证,结果证明本文所建立模型的正确性和有效性。     

考虑双重市场的含风电电力系统双层随机优化调度

风电与负荷的不确定性影响经济调度中机组出力及其承担的旋转备用。考虑机组同时参与能量市场和旋转备用市场,且双重市场具有一定的主辅特性,建立了电力系统双层随机优化调度模型。以系统发电成本最小为上层目标,增加风电利用率及其实现概率作为约束,优化机组有功功率及风电计划出力;对于受不确定性因素影响呈现为随机量的失负荷和弃风损失函数分别求取其条件风险价值CVa R,并与旋转备用成本最小为下层目标,优化配置旋转备用容量。将上、下层模型中的机会概率约束和条件风险价值线性化,便于CPLEX求解器求解。算例表明,双层随机方法能有效解决不同风电利用率、失负荷损失和弃风损失置信水平下的备用需求变化;双层随机方法相对单层随机方法能获得较优的经济效果。     

含风电场的发电系统旋转备用优化调度模型研究

为研究风电的随机性和间歇性对电力系统调度计划中旋转备用的影响,建立风电预测偏差的概率密度函数,将正态分布与拉普拉斯分布联合,拟合风电预测偏差的概率分布。在处理风电预测与负荷预测的不确定性因素时,基于置信度确定了系统需要增加的旋转备用容量,并在此基础上建立旋转备用优化调度模型。通过算例仿真分析,表明置信度可作为调整系统经济性与可靠性的平衡因素,且文中模型的经济性优于传统等备用调度模型。     

Reliability and economic evaluation of demand side management programming in wind integrated power systems

In this paper, security constrained unit commitment (SCUC) is employed for simultaneous clearing of energy and reserve markets. Spinning reserve of generation units and interruptible loads (IL) are assumed as system operating reserves. In the proposed method, the unit commitment program is done with considering the wind power uncertainty. So, modeling the wind uncertainty has been done by a two-stage stochastic programming. Also, the economic evaluation of wind power uncertainty is discussed and the impacts of IL and wind farm locations have been studied on the system reliability. Expected energy not supplied (EENS) is considered as criterion for undesirable load shedding of power system. Finally, the proposed model is applied to the IEEE reliability test system (IEEE-RTS) to demonstrate its effectiveness.     

含源-荷-储的虚拟电厂经济性优化运行研究

虚拟电厂(VPP)作为一种新兴的能源聚合形式,可以降低风电、光伏等新能源入网时输出功率不确定性对电网安全的影响,提高供电可靠性,是未来新能源并网发展的方向。为提高VPP的调度灵活性,降低发电成本,使VPP获得更好的效益,在以往研究的基础上考虑负荷对VPP的影响,构建了考虑源-荷-储联合运行的VPP经济性优化调度模型,为减小预测误差并提高VPP收益,调度模型采用了多时段尺度优化和多市场盈利模式,最后采用粒子群算法对模型进行求解,优化VPP内各能源的出力。仿真算例分析了VPP内部各电源及VPP的出力优化情况,对比分析了可中断负荷参与VPP调度及其占比变化对VPP收益的影响以及4种不同运营模式下VPP的经济性差异。仿真结果表明,通过聚合适当比例的可中断负荷并采用合理的运营模式可以提高VPP的灵活性和经济性,算例验证了源-荷-储联合运行的VPP经济性优化调度模型的合理性。     

考虑风电相依结构的虚拟发电厂内部资源随机调度策略

虚拟发电厂运行机制的研究能够为需求侧分布式电源接入电网提供技术支撑,而可中断负荷是需求响应的重要形式之一,可以缓解新能源引起的波动,促进其消纳。将含可中断负荷、风电场和常规机组的电力系统视为虚拟发电厂,并对其进行优化调度。为提高风功率概率分析的准确性,引入Gumbel-Copula描述风电功率相关性,建立联合出力模型。结合需求侧可中断负荷的调峰特性,将可中断负荷加以中断时间、中断次数及中断容量等约束,与常规机组协同运行。通过基于差分进化策略的改进入侵杂草算法对算例进行求解,并与其他两种虚拟发电厂调度策略对比,结果表明该策略可减少总运行成本,同时增加风电消纳、降低风功率剩余。     

风力发电为主导的孤立发电系统可靠性评估

针对内蒙古的特定情况,采用以风力发电为主导的小型孤立发电系统提供电能,可保证供电可靠性、节省柴油燃料和保护当地的生态环境。本文所述的小型孤立发电系统以风/柴/储能联合发电的形式提供电能。文章采用序贯Monte-Carlo模拟法实现风/柴/储能发电系统的可靠性评估。根据风电场的风速历史数据,建立风电场的风速时间序列模型。由风速时间序列计算风力发电机的输出功率。在考虑机组随机故障的情况下,由发电机和负荷模型得到蓄电池的时间序列模型。针对样例系统,量化评估了仿真样本容量、蓄电池容量、蓄电池充放电率和风力发电机额定功率等,一些因素对风/柴/储能发电系统可靠性的影响。仿真结果可为风/柴/储能发电系统可靠运行提供依据,为政府及电力部门推广风/柴/储能联合发电向偏远地区供电提供依据。     

计及大容量燃煤机组深度调峰和可中断负荷的风电场优化调度模型

从含大规模风电场的电网经济运行角度出发, 提出了一种计及大容量燃煤机组深度调峰和可中断负荷的优化调度模型。该模型首先从机组煤耗特性、单位发电容量补偿费用以及机组寿命损耗3个方面定义了深度调峰费用,从负荷备用费用和实际发生的负荷损失补偿2个方面定义可中断负荷费用,建立以深度调峰费用、可中断负荷费用及网损费用之和最小的优化目标,利用内点法对含风电场的电网调度模型进行优化。以新英格兰测试系统为例,分析了4种典型场景下的负荷及费用情况,最后给出了日前调度计划优化结果,结果显示节省费用达4.9 %,验证了所提算法的可行性和有效性。     

市场环境下发电侧与需求侧备用资源联合优化

在双侧开放的市场环境下,发电侧备用容量和需求侧可中断负荷都可作为系统的备用容量。建立电网公司或独立系统运营商(independent system operator,ISO)最优潮流和备用市场的联合优化模型,引入了电量不足期望值(expected energy not supplied,EENS)的发电系统可靠性指标,同时考虑了备用响应时间对系统可靠性指标的影响。在满足一定的EENS指标、保证系统可靠性的前提下,实现了系统的总运行费用最小化,有效协调了系统的安全性和经济性。算例表明,多种备用资源参与备用市场有利于能源的合理利用、备用容量的优化配置以及市场运营效率的提高。