市场环境下的区域电网安全校核方法

省级电力现货市场的安全校核一般采用边界等值的模式,不能保证联络线各支路未来潮流的准确性,因此需要进行区域电网的安全校核和校正。为此,文中设计了一种考虑省级电力市场运营的区域电网校核方案：首先,各省基于联络线初始计划进行初次出清,并把出清结果上报区域调度;其次,进行区域整体安全校核,获得准确的设备越限结果,通过反向等量配对调整建立越限约束和机组的相关性,并生成各省现货市场对应的区域越限安全约束集;最后,下发区域越限安全约束集到相应省份,各省考虑区域关键安全约束集重新出清,协调至区域电网满足安全约束。所提出方法通过电网算例进行了验证。     

电力市场日前N-1安全校正模型及算法

在电力市场环境下,系统的运行方式多变,发生输电安全阻塞的概率大为增加.针对当前具有合同电力与竞价电力的电力市场运行特点,提出了一种日前N-1安全校正的数学模型及算法.模型中以电厂与负荷的调整费用最小为目标函数,以线路在正常网络与N-1故障网络下线路潮流与断面潮流不越界及机组满足爬坡功率为约束条件.在目标函数中将发电功率中的竞价电力与合同电力分开,负荷功率中的可切除非重要负荷与重要负荷分开,对于不同类型的发电功率与负荷功率赋予不同的权重;在构造线路约束集时,采用实用的有效约束集方法减少约束线路数.省级电网算例验证了所提算法的正确性和有效性.     

交直流混联区域电网现货市场出清模型研究EI北大核心CSCD

不同于省级电网全交流线路的架构,区域电网通常为交直流混联,区域电网现货市场出清模型需考虑由此带来的特殊问题。为此,首先分析了交直流混联电网与纯交流电网在设计电力现货市场时的不同点,并提出对应的交直流联络线功率优化机制、框架协议执行电量处理机制、联络线网损处理机制、联络线输配电价处理机制。在此基础上,结合省级电力现货市场出清模型,重点构建了包括安全约束的机组组合、安全约束的经济调度、节点电价定价模型在内的考虑交直流混联的区域电网现货市场出清模型。通过区域电网联合出清,电力资源实现最优配置,相比单省市场,能够大幅提升社会经济效益。最后,通过算例验证了所提模型的正确性和有效性。     

基于安全约束机组组合的中长期电量安全校核两阶段优化

为量化评估中长期电量计划和交易合同可能对电网运行带来的安全风险,解决电量合同执行的受限因素定位与调整难题,提出了一种基于安全约束机组组合的中长期电量安全校核两阶段优化方法。阶段1严格考虑电厂的电量约束,以断面潮流越限量最小为目标建立电量校核优化模型,获得电量约束下的最优机组组合方案;阶段2则考虑电网运行约束,建立电量安全校正优化模型,通过调整机组组合方案来消除断面越限。通过统筹电力电量平衡和电网安全的两阶段优化调度,获得电量合同的可执行性结论,以及不可行时的原因定位和调整方案。实际系统算例分析验证了该方法的有效性和实用性。     

华东区域电力市场省(市)发电竞价结果安全校核及优化调整系统

发电计划安全校核及优化调整是电力调度管理方面的传统课题,华东区域电力市场运营对这一课题提出了新的要求,本文在综合考虑新的需求基础上,开发了一套针对华东区域电力市场中省(市)级调度交易中心应用的安全校核及校正系统。系统所需的网络拓扑、机组参数、发电计划、母线负荷、联络线潮流、检修计划、稳定限额等数据均采用XML文件为媒介,系统自动从调度实时信息平台读取这些文件,经解析、等值和转换处理,建立计算模型,依照市场规则进行安全校核和校正计算并向市场上传校正计算结果,作为市场竞价出清的约束条件。此外,系统在模型建立及图形显示、平衡节点选择、联络线计划处理、母线分裂运行、应急运行方案等方面也具有特色。     

复杂市场环境下区域电网安全校核机制架构设计

安全校核是保障区域电网安全运行和区域内电力市场正常运营的重要技术环节。当前区域电网范围内已呈现电力现货试点省与非试点省并存、省间交易电量与计划电量交织的复杂形态,倒逼电网运行组织者必须创新提出与之相适应的安全校核机制。首先总结分析国外典型单一市场形态下电力市场出清和跨市场/跨国电力交易的电网安全校核机制架构及其借鉴意义,揭示中国复杂市场环境下区域电网安全校核的现实基础、特殊约束与需求,在此基础上设计了与中国近期电力市场形态、现行电力调度管理体制、区域电网结构等相适应的跨省跨区电力中长期交易、区内各省日前市场预出清发电计划和非现货试点省日前发电计划的安全校核机制架构。对于跨省跨区电力中长期交易,提出了基于跨区交易电力曲线典型场景集的电力校核方法和提高安全校核频次的安全校核机制改进方案;针对构建区内日前发电计划安全校核机制,提出了适应复杂市场环境的3种可选择方案,在对比分析三者特点的基础上,给出了方案实施路径建议。     

考虑合理安全原则的大型互联电网在线传输极限计算

传统的重复潮流法传输极限计算模型,对所考察时段可能出现的运行方式及需要校核的故障集缺乏明确的规定,使计算结论有较大的不确定性。为弥补该缺陷并保证传输极限值能较好地指导电力生产,提出用合理安全原则改进重复潮流法。据此形成一种适合于大型互联电网的在线传输极限算法。该算法采用最易失稳的机组调节次序使计算结论有较好的安全性。通过以下措施使计算过程符合大型电网的实际:针对不同的电网状况采用不同的断面功率增长方式;用同时控制多断面功率的潮流调整算法考虑相邻断面功率对被研究断面的影响;用各种安全限制措施约束潮流调整过程;只校核与断面相关的故障。用实际工程算例证明算法的有效性。     

市场环境下多层级电网快速安全校正优化建模及应用

在电力市场环境下,为解决区域内输电线路潮流越限问题,充分协调多层级资源,提出了多层级一体化安全校正优化建模方法。该方法以消除区域内输电设备潮流越限为优化目标,建立机组出力、机组组合方案、省间交换功率和直流联络线输电计划4种校正方式一次调整的计算模型。通过设置机组组合筛选因子提高了机组组合计算效率。最后,采用区域级电网算例进行仿真验证。结果表明,所建模型可以消除输电设备潮流越限,并满足工程实际运行需要。     

区域电网的分省备用容量留取方案(二)：优化模型

未来新型电力系统中，高比例新能源出力的不确定性对区域电网的分省负荷备用容量和配置分布提出了更高要求，同时，大规模的跨区跨省特高压功率输送也对N-1故障下全网事故备用配置带来了新的挑战。为此，该文基于系列前篇提出的分省备用留取机制，考虑新能源波动、未发生功率缺失的N-1和发生功率缺失的N-1的不同场景下的备用调用场景，建立区域电网电能量和备用联合优化模型；其次，基于鲁棒理论，考虑新能源出力置信区间，将基态和无功率缺失的N-1场景下的不确定性约束转化为确定性混合整数规划；然后，针对功率缺失的N-1场景下的众多约束条件，提出Benders分解求解方法，子问题为考虑功率缺失N-1后事故备用调用场景，主问题为考虑基态和无功率缺失的N-1场景，以此提高计算效率；最后，基于3×IEEE39合成算例开展了算例分析，计算结果验证了所提出方法的正确性。     

基于多时段机组组合的中长期市场安全校核方法

为解决电力中长期市场中调度机构安全校核缺乏有效技术方法的问题,基于多时段机组组合模型提出了一种面向电力中长期市场的安全校核方法。以发电企业中长期校核电量偏差最小化为优化目标,综合考虑电力平衡约束、网络传输能力约束、机组发电能力约束等多方面系统运行约束条件,构建了电力中长期市场机组组合模型。利用该机组组合模型,对电网调度过程进行运行模拟。并通过判定各发电企业电力中长期交易结果的完成率偏差,来判定电力中长期市场交易结果是否满足系统运行要求。最后,基于某省区电网实际数据构造的算例表明,与传统典型日运行模拟校核方法相比,本文所提出的校核方法能有效考虑机组启停时间约束等运行要求,更符合电网实际调度运行需要,能够给出更为准确的安全校核判定结果。     

适应电力现货市场运营的省级电网安全校核实现方案

中国电网特性复杂、运行约束多,随着电力现货市场的建设,对安全校核计算的精确性提出了更高的要求.文中分析了安全校核的内容以及影响其精确性的因素,提出了针对电力市场运营的省级电网精细化安全校核方案,包括以下3个方面:在电网模型方面,提出了低电压等级电厂并网和联络线等值计算方法,分析并设计了停运设备复役操作和设备的未来态工况计算;在算法流程方面,梳理了现货市场优化出清和安全校核的关系,提出了市场出清、断面限额计算与安全校核混合迭代计算流程;在辅助信息方面,针对区域输电断面,基于设备与断面、断面与断面之间的关系提出了各区域断面和全网的备用计算方法.最后,通过中国某省级电网实际运行情况,证明所提方案可有效提升安全校核的准确性.     

考虑风电消纳的风-蓄联合系统N-1安全校正方法

当前风-蓄联合系统优化调度模型未整体考虑电网的N-1安全,导致支路过载风险急剧增加。基于此,提出了一种考虑风电消纳的风-蓄联合系统N-1安全校正方法。该方法建立了抽水蓄能电站的连续可微模型,基于两步评估法辨识系统N-1故障下的高风险过载支路并形成高危风险集,推导出考虑基态和N-1故障下的安全约束,以各类发电机和负荷有功调整量最小为目标函数,建立了消除支路有功越限的N-1安全校正模型。目标函数中,以过载支路对风电机组的有功灵敏度作为趋势指标,动态调整各控制量的调整优先级,在充分挖掘系统内各机组的潜能、消除系统安全隐患的情况下,尽可能减少电网弃风。以IEEE57节点标准系统为算例,采用线性规划方法对模型求解,测试结果证明了所提方法的有效性和正确性。     

计及机组组合状态调整的发电计划安全校正策略

发电计划安全校正是调度计划和调度运行的一项重要内容.提出了一种基于调整量最小的安全约束经济调度模型的发电计划安全校正新策略,并通过松弛机组出力限值约束,可以在调整机组出力无法满足电网安全的情况下,进一步调整机组的组合状态来消除潮流越限,从而提高安全校正算法的鲁棒性和实用性.实际系统算例分析证明了算法的有效性,在此基础上...     

交直流混联系统一体化日前现货市场优化出清方法

随着电力现货市场建设的推进,可控高压输电技术具备通过市场主导的能量管理方式实现对系统资源进行优化配置的能力。文中基于Benders分解方法对交直流混联系统的交流潮流安全约束机组组合（SCUC）优化调度问题进行求解。将直流系统的运行模式等效为虚拟电机对（VM）模型以跟踪市场运行参数变化进行基于安全约束经济调度（SCED）的市场出清,并建立了考虑偏差控制、直流系统过网网损和转运费的优化调度SCUC和市场出清SCED的协调模型,提出了考虑静态安全校核的交直流混联系统在电力现货市场环境下一体化协调出清的方法。通过基于电压源换流器的高压直流系统直接参与批发市场的出清应用为例,验证了市场出清模型和方法的有效性。     

应对大功率缺失的分-省协调实时调度模型

针对大功率交直流联络线故障将导致受端电网大规模功率缺失,而省域电网内部分机组由省级电网调度,另一部分由区域分中心调度等问题,研究分-省两级电网调度中心实时发电计划协调调整策略。首先建立了省调机组/直调机组有功调整量分配模型和出力跟踪校验模型。针对省调机组/直调机组可能无法完全跟踪分配到的有功调整量的情况,进一步提出了省调机组/直调机组有功协调策略及出力校正模型,形成了一套适用于省域电网大功率缺失场景的省调机组/直调机组实时发电计划协调编制方法。仿真结果表明,与常规实时调度方法相比,该方法有助于快速恢复省域电网大功率缺失后的有功平衡。     

应用图论建模输电网的电力现货市场出清模型

电力现货市场优化出清模型的难点是考虑安全约束的机组组合(security constrained unit commitment,SCUC)模型。构建一个好的SCUC模型以提升求解速度是长期以来的研究热点。随着省电力系统规模的不断发展,以及国内省间电力现货市场的运行,现货市场对于出清模型的求解效率需求更为突出。该文对机组组合模型的研究历程进行详细综述,总结提出机组运行出力约束、出力上限约束、爬坡约束强化建模的机组运行模型;基于图论在线性最优潮流计算中的应用,构建输电网的环流潮流计算模型并引入SCUC模型,最终构建了一套可进一步提升求解效率的电力现货市场出清模型。最后通过多个大规模算例的计算分析表明,所提模型在保证不损失求解精度的同时,可有效提升求解效率,且对于阻塞频发的电力系统,优越性更为明显。     

采用Benders分解含机组禁止运行区间的安全约束最优潮流

由于机组的物理结构特性等原因,机组的部分出力区间无法达到,又称其为发电机禁止运行区间,如果在安全约束最优潮流中未考虑禁止运行区间,可能会导致线路故障后机组的校正出力无法消除潮流越限。提出了考虑发电机禁止运行区间的安全约束最优潮流。由于所提模型为大规模的混合整数线性优化问题,难以直接求解,采用Benders分解算法将模型分解为基态最优潮流主问题与短、长期N-1故障校验子问题。通过固定整数变量的方法,将非凸的混合整数优化子问题转换为线性优化子问题,从而能向主问题返回对应的Benders割。6节点与IEEE RTS-96节点算例验证了所提模型与算法的有效性。     

考虑校正控制的含风电场安全约束优化潮流

为应对风电场出力波动及电网故障给安全约束优化潮流带来的问题,在优化潮流中考虑校正控制,选择输电线路N-1故障及多风电场出力波动的组合作为电网运行的预想事件,在风电功率区间预测基础上得出相应置信水平的风电场出力上下限,并采用极限场景以代替风电功率预测误差的多种情况,通过基于关键输电断面的预想事件筛选以及主问题和多重子问题划分,经交替迭代求解最后可得到满足正常状态经济性及预想事件下安全约束的发电计划。IEEE 30节点系统的仿真结果验证了该方法的有效性。     

含风电的日前电力市场出清优化模型

风电大规模并网引入了更多的不确定性,电力市场供需平衡面临更大的挑战。应用预测误差描述风电机组出力和负荷的不确定性,采用拉丁超立方采样法生成随机场景集,以购电费用少、供电可靠性高、风电消纳量大为目标,选取机组出力、备用容量、弃风和失负荷量为决策变量,建立了日前电力市场出清模型。模型中,采用交流功率方程约束节点功率平衡,使得在日前电力市场出清时能精确地考虑网络损耗和电能质量问题,提高了出清方案的可行性。以IEEE-30节点系统为例验证了模型。     

深度学习辅助约束辨识的电力市场快速出清方法

日前电力市场出清需要求解大规模安全约束经济调度问题,尽管实际采用线化处理方法,但需要考虑N－1场景下的大量安全约束,导致其规模庞大,难以快速求解。提出了一种深度学习辅助的日前市场快速出清方法,以满足快速出清计算场合的应用需求。首先,设计基于深度神经网络的安全约束经济调度模型计算框架,将深度学习技术应用于日前电力市场出清计算过程,兼顾安全约束经济调度模型的求解速度和求解精度;其次,提出面向起作用约束辨识的深度学习策略,从特征向量、深度神经网络结果处理2个方面,实现安全约束经济调度起作用约束集的辨识,并将其纳入日前市场出清模型,以简化模型的复杂度;最后,在接入新能源的IEEE 30标准测试系统中验证了所述方法的有效性。利用深度神经网络预辨识安全约束经济调度模型的起作用约束,有利于降低模型复杂度,提高日前市场出清的计算效率。