安全约束条件下综合煤耗最优的节能调度算法研究

结合贵州电网实际,提出了一种电网节能调度两阶段计算新方法.该方法把经济调度分为两个计算阶段:第一段按一般的经典法求解,不考虑系统网损,发电计划由耗量特征排序和等微增率准则决定;第二阶段计算最小网损下的发电计划修正.为了维持机组调节的稳定性,将发电计划改变最小作为网损修正的目标之一反映在网损修正目标函数中.为验证所提方法的有效性,引用了贵州520节点系统进行测试.计算结果表明所提方法不但能有效减少网络输电损耗和发电机组燃料消耗,还能最大限度地减少发电机组的调节量,有助于维持机组稳定运行.     

计及安全约束和网损修正的节能发电调度方法及实践

节能发电调度正在国内试点,尚无统一的模式,也缺乏实用化的支持软件.提出了计及安全约束的发电机组煤耗和网损折算煤耗综合最小的目标函数,并应用改进内点法求解目标函数.据此开发了生成节能发电调度计划的软件支持系统,能实现BP(A)数据自动导人、外网等值、机组爬坡约束设定、机组多种运行方式设定等多种功能,并能自动生成96点发电计划.在某实际电网运行实践表明,该方法能有效减少综合煤耗,可产生显著的节能减排效益.     

节能发电调度技术研究及实践与效果分析

节能发电调度是指在保障电力可靠供应的前提下,按照节能的原则优先调用可再生发电资源,按照机组能耗和污染物排放水平由低到高排序,达到最大限度地节能减排的目的.文章介绍了贵州电网节能发电调度技术支持系统的组成,包括煤耗在线监测系统,烟气脱硫系统,计划生成系统和网损修正系统,以及节能工作面临的关键问题.文章比较了传统市场经济调度模式和节能发电调度模式所产生的节能工作效果,并对贵州电网节能发电调度实施及其评价体系构建提出了建议.     

兼顾节能降耗的电网公司购电计划

合理制定购电计划有利于减少购电支出和降低网损,提出了一种兼顾网损的购电计划数学模型,以全网日购电费用和网损费用之和最小为目标函数,并满足各种机组技术约束和系统安全约束,进一步解耦成依次单时段模型,降低了解空间维数,提高了寻优效率.采用灾变遗传算法进行求解,仿真结果表明,相比传统购电计划,所提模型在显著节约购电成本的同时很好地降低了网损,符合当前阶段电网公司经济调度的需求.     

含复杂电源结构的电网调峰优化模型

针对节能发电调度环境下含复杂电源结构的电网调峰优化问题,以发电耗煤量、购电费用和SO2排放量最小为目标,综合考虑机组出力上下限及调节速率、机组检修等各种工程实际约束条件,建立了电网日调峰优化模型。通过发电机组排序,保证了节能减排效果好的机组优先开机;通过当日机组组合的确定以及抽水蓄能机组工作曲线的计算,最大限度地减少了机组启停次数;通过备用容量优化安排及机组出力上、下限修正,满足了快速应对系统负荷变化的要求;通过机组出力优化安排,提高了经济效益和节能减排效益。采用广东电网2010年的实际数据验证了所建立的调峰优化模型的有效性。     

基于自适应粒子群算法的负荷最优分配

在传统经济负荷分配模型的基础上,结合节能调度的宗旨,建立了综合考虑系统有功网损最小和机组发电耗煤量最小的多目标负荷分配模型,该模型能对系统进行整体节能优化.引入了自适应权重和因子的概念,采用了一种用于多目标负荷最优分配的自适应粒子群算法,并对IEEE 57节点系统进行了仿真计算.结果表明,该方法能降低系统网损和减少机组煤耗,从而有效地节约能源,同时满足系统的安全约束.     

基于“三公”调度的年度滚动发电计划与机组组合优化模型

“三公”调度是我国目前普遍采用的调度模式。负荷预测及水电计划是火电发电计划编制的基础,一般具有时间越近、精度越高的特点,实际应用中一般通过滚动预测及修正以提高发电计划的可用性。基于“三公”调度提出了年度滚动发电计划与机组组合优化模型,在优先保障“三公”调度目标的同时,优化机组的启停计划,提高火电机组的平均负荷率,并减少机组启停次数,以提高电网运行的经济性。所提模型为混合整数线性规划问题,能够采用CPLEX等商业软件求解。广西电网的仿真分析验证了所提模型的正确性及有效性。     

安徽电网实时发电控制系统设计及实现

为了减轻自动发电控制（AGC）机组调节负担,提高AGC控制合格率,提高电网调度自动化水平,安徽电网实时发电控制系统利用超短期负荷预计的结果,自动调整机组发电计划,并自动下发到电厂,使发电机组能较为准确地响应系统负荷变化。该系统改变了传统调度人员用电话调度发电出力的方式,使发电调度较为科学合理,在减轻AGC机组调节负担、提高了电网运行安全性,一年多的运行情况表明,该系统投入小、见效明显,对以火电机组为主的电网AGC实用化工作和提高电网调度自动化水平及质量控制有借鉴作用,可供建立电力实时市场技术支持系统时参考。     

考虑电网安全约束的节能发电调度

对传统电力系统经济调度模型进行修正.以发电成本、有功网损和污染气体排放量最小为目标,构建了节能减排环境下的多目标发电调度模型,模型中计及了支路潮流约束和系统备用约束.针对模型呈现出多目标、多约束、非线性的特点,结合多目标优化和多属性决策技术对其进行求解.利用自适应多目标差分进化算法求出Pareto最优集后,采用熵权决策法从中提取出最优调度方案.IEEE 30节点系统算例结果验证了所提发电调度方法的有效性.     

基于网损因子迭代的安全约束机组组合算法

针对考虑安全约束的机组组合(security constrained unit commitment,SCUC)问题,在传统SCUC模型的基础上,建立考虑有功网损及其在电网中分布的SCUC模型,提出一种基于网损因子迭代的SCUC算法。此算法每次迭代先解固定网损因子的SCUC问题,求得机组的运行状态,然后进行交流潮流计算,更新网损因子,进入下一次迭代。针对可能出现的网损因子振荡问题,提出SCUC和经济调度相结合的方法,选择对应发电成本较小的机组启停状态,进行经济调度优化和网损因子迭代计算,直至算法收敛。对IEEE 30和IEEE 118节点系统进行的仿真计算验证了所提算法的正确性和有效性。     

基于源荷互动的含风电场电力系统多目标模糊优化调度方法

在深入研究负荷互动特性的基础上,发挥互动负荷对系统消纳风电正负波动的效用,将互动负荷视为可调度资源融入传统日前调度模型中。综合考虑互动负荷对系统运行成本和潮流分布的影响,建立了以运行成本和网损最小为目标的含风电场电力系统多目标优化调度模型,并引入模糊理论将多目标优化问题转化为单目标优化问题进行求解,从而使发电侧和用电侧均能参与电网运行的资源优化配置。IEEE 30节点系统的仿真结果,验证了所提调度方法能够有效降低系统运行成本和网损,提高风电消纳水平。     

分散式风电场不同时间等级的多目标无功优化控制

针对具有一定动态无功调节能力的双馈式风力发电机组构成的分散式风电场,为解决其经济稳定运行,提出一种包含风功率预测的不同时间尺度多目标无功优化控制方法。考虑风速变化相关性分组-单机预测风电机组无功输出情况,通过风电机组和SVC共同补偿电网无功需求;根据风电预测无功功率信息,采用多目标无功控制快速有效调节其输出功率以跟踪无功补偿指令。为减少风电场内设备动作次数,选取不同时间级的控制,目标为分钟级无功控制以有功网损最小为优化目标,秒级的无功控制以电压偏差最小、电压稳定裕度最大、短时闪变最小为综合优化目标,毫秒级的无功控制以机组变流器的瞬间最大无功支撑能力为优化目标进行无功分配。工程算例证明所提策略有效的降低网损、提高电压支撑能力并保证电网正常的运行。     

考虑大规模电动汽车接入电网的双层优化调度策略

随着经济发展和化石燃料短缺、环境污染严重的矛盾日益尖锐,电动汽车(Electric Vehicle, EV)的发展和普及将成为必然趋势。大规模无序充电的电动汽车接入电网充电将给电网带来强大的冲击,并可能导致电网局部过负荷,威胁电网运行的安全性和经济性。因此研究了发电机、电动汽车、风力的协同优化计划问题,提出了一种基于输电和配电系统层面的电动汽车充放电计划双层优化调度策略。在输电网层,以减少发电机组的运行成本、PM2.5排放量、用户的总充电成本和弃风电量为目标,建立了基于机组最优组合的上层优化调度模型;在配电网层,以降低网损为目标,考虑网络安全约束和电动汽车的空间迁移特性,建立了基于最优潮流的下层优化调度模型。在基于标准10机输电网和IEEE33节点配电网的电力系统仿真模型上,对所提的基于双层优化的大规模电动汽车充放电调度策略进行了仿真分析,验证了所提双层优化调度策略的有效性和优越性。     

基于改进粒子群算法的节能调度下多目标负荷最优分配

在传统经济负荷分配模型的基础上,结合节能调度的宗旨,建立了系统有功网损最小和机组发电耗煤量最小的多目标负荷分配模型。该模型改进了基于Pareto最优概念的多目标粒子群算法,将其应用于多目标负荷最优分配,能对系统进行整体节能优化。IEEE 57节点系统仿真结果表明,该方法在满足系统的安全约束的同时,能降低系统网损和减少机组煤耗,有效节约能源。通过每次优化求得一组Pareto最优解集能够为决策者提供更多的有效参考,具有实际意义。     

风-光-抽蓄零碳电力系统多时间尺度协调调度模型

高比例新能源并网带来的波动性影响和新能源消纳水平不足已成为新型电力系统中亟须解决的问题。为此,基于风、光、负荷预测精度随时间尺度缩短而逐级提高的特点和抽蓄机组日内灵活调节特性,建立风-光-抽蓄零碳电力系统多时间尺度协调调度模型。以运行成本最小为目标,建立日前24 h发电计划、日内1 h发电计划和实时15 min发电计划。通过多时间尺度的协调配合,保证风、光、抽蓄出力良好跟踪负荷,逐级修正发电计划。以含6台抽蓄机组的风-光-抽蓄零碳电力系统为例开展仿真分析,结果表明所提多时间尺度协调调度模型有利于减少系统弃风、弃光量,且系统消纳风光的能力与抽蓄电站装机容量有关。     

考虑发电集团利益主体协调的风电消纳调度策略

大规模风电并网的反调峰特性造成系统在负荷低谷时段弃风问题严重,在北方供暖期尤为突出。增强热电联产机组运行的灵活性,提高发电集团参与调峰的积极性,是解决这一问题的方法。提出了考虑发电集团主体协调的两阶段调度策略,将每个发电集团作为独立的利益主体,各自以集团发电煤耗量最小为目标进行调度。针对弃风问题,通过增加储热装置提高发电集团的调峰能力,引入调峰补偿实现发电集团内部自调节、集团间辅助协调的风电消纳策略,减少对其他发电集团出力计划的影响。通过多种调度模式算例对比,所提调度策略能够实现风电消纳功率最大化,保证集团利益,调动发电集团调峰积极性。     

基于等综合煤耗微增率的火电机组节能发电调度算法

节能发电调度(energy-saving generation dispatching,ESGD)是我国调度体系的发展方向。ESGD优化问题需综合考虑发电煤耗和网损,然而随着现代电网规模的扩大,该优化问题计算也越来越复杂。综合考虑发电煤耗与网损对系统能耗的影响,提出了机组综合煤耗微增率,并基于此提出火电机组ESGD最优性判定条件,采用该条件,可以简易判断出当前机组出力分配是否达到ESGD最优解;提出了ESGD优化算法,该方法可将等煤耗微增率原则与最优潮流结合,有效处理约束条件并降低系统煤耗,同时使得计算量具有较强伸缩性。采用IEEE118节点系统中的10台机组进行验证,结果显示,利用等综合煤耗微增率原则,在满足约束条件的前提下,系统总煤耗率及网损均有降低,符合节能发电调度要求。     

风-光-蓄-火联合发电系统的两阶段优化调度策略

针对风电、光伏出力的随机性、间歇性和波动性而导致其在大规模接入电网时对电网发电计划制定和调度产生的影响,提出一种风-光-蓄-火联合发电系统的两阶段优化调度策略。利用抽水蓄能的抽蓄特性,将风电和光伏出力进行时空平移,使风-光-蓄联合出力转变为稳定可调度电源,具备削峰填谷的功能,与火电机组共同参与电网调度。以风-光-蓄联合出力最大和广义负荷波动最小作为风-光-蓄联合削峰模型的优化目标,火电机组运行成本最小作为经济调度模型的优化目标,建立两阶段优化调度模型,分别采用混合整数规划方法和粒子群算法求解。改进IEEE-30节点算例系统仿真结果表明：所提调度策略可以提高风能和太阳能的利用率,缓解火电机组调峰压力,大幅降低风电的反调峰特性对电网的影响,从而保证电力系统安全、稳定、经济运行。     

广东电网节能发电调度计划模型与算法

开展节能发电调度是我国电力行业实现节能降耗的重要举措。以全国节能发电调度5个试点省份之一的广东为研究对象,本文分析了广东电网推行节能发电调度面临的网络约束,时段耦合与网损折算等突出问题,提出了以煤耗最小化为目标、考虑网损的日前节能调度计划的优化模型。为了有效地求解问题,本文提出两阶段求解方法,首先求得日发电计划的可行解,进而在可行域内部逐步优化,模型与算法考虑了电网众多复杂的约束条件,具有一定的通用性与灵活性。利用广东电网实际数据制订了不同调度目标下的发电计划,对各种发电计划进行了对比分析,验证了算法的适应性与有效性。     

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。