考虑机组组合的梯级水电站跨省区多电网调峰优化调度方法

在电力大规模跨区消纳背景下,一些大型水电站群需要向多个电网送电、响应多个电网调峰需求,甚至存在单站不同机组分别向不同电网送电的情况。考虑水电站运行约束、多电网调峰需求及跨省区输电限制,提出了一种考虑机组组合的梯级水电站多电网调峰优化调度方法。该方法首先构建了水电站短期出力计算及网间电力分配的混合整数二次规划模型,采用迭代寻优方法计算梯级水电站的理想出力过程;之后以实际出力计划与理想过程相差最小为目标,结合约束简化策略构建梯级水电站短期优化调度模型,对各电站实际出力计划进行求解,并以此为基础,计算梯级水电站机组组合结果与各电网受电过程。基于溪洛渡—向家坝梯级水电站多电网调峰的仿真结果表明,所提方法可满足跨省区送电水电站复杂运行约束,有效响应各受端电网的高峰负荷需求,具有显著的调峰效果。     

梯级水电站群多电网调峰调度及电力跨省区协调分配方法

针对特大型梯级水电站群短期调度需兼顾多个电网调峰的复杂应用需求,以溪洛渡、向家坝梯级水电站为研究对象,提出一种水电站群跨区多电网调峰调度和电力跨省区协调分配方法。从厂网协调的角度出发,以受端电网余荷均方差最小为目标,构建梯级水电站多电网调峰调度模型。在给定电网受电量、电站调峰容量及高压直流输电限额约束下,利用网间负荷互补特性,通过随机搜索算法对面临电网受电计划进行启发式搜索,并逐步迭代调整各电网受电计划,获得水电出力在各受端电网的最优分配方案。仿真结果表明,所提方法制定的溪—向梯级水电站出力网间分配计划能均衡响应各受端电网调峰需求,充分发挥梯级发电能力及调峰潜力,有效解决梯级水电站群多电网调峰调度问题。     

跨省送电梯级水电站群调峰调度两阶段搜索方法

中国水电大规模跨省跨区输送为调控配置多个电网间优质资源以缓解日益严重的调峰压力提供了重要途径。该文以跨省送电梯级水电站群调峰问题为背景,提出一种两阶段搜索方法。第一阶段采用负荷重构策略将多个省级电网差异极大的负荷曲线重构为一条总负荷,在此基础上采用变尺度优化方法确定水电站出力过程,避免电网间负荷大小和高峰低谷等特性不同导致的出力搜索困难;第二阶段提出外点搜索方法优化电站出力在受端电网间的分配过程,采用逐次切负荷生成初始解,并将负荷高低作为启发信息,迭代修正各受端电网的高峰电力大小,以满足多个电网调峰要求。提出的方法通过华东电网新–富梯级和中国南方电网红水河干流梯级水电站群调度得到验证,2个实例的应用结果都满足多个省级电网调峰需求,较实际调度的调峰效果更为显著。     

水电富集电网大规模水电站群短期实用化调度方法

超大规模水电站群优化调度"维数灾"和结果实用性问题是水电和电网运行面临的重大理论和实践难题。该文以我国西南水电富集电网百座级水电系统为工程背景,提出考虑调度特征降维的水电短期实用化调度方法。结合系统层级、空间属性、任务要求、计划特殊性等调度特征进行水电站分类分组降维求解,提出基于调峰响应的弃水修正策略和低谷时段负荷均衡削减策略,实现固定调度方式电站的校核分析与出力调整;针对中小流域梯级水电站,以总出力过程为控制条件,以总耗水最小为目标,优化梯级电站间负荷分配;针对大型流域梯级和主要水电站,构建调峰调度模型,提出平衡电站等负荷率调度方法,实现系统调峰响应和全时段负荷平衡。通过云南电网162座水电站日前计划编制实例验证,该方法能够快速给出合理的水电调度结果,满足电网实际运行的时效性和实用性要求。     

考虑机组组合的梯级水电站短期调峰MILP模型

为缓解日益增大的电网调峰压力和满足愈发复杂的水电并网和调度需求,构建了一种能够考虑机组状态的梯级水电站短期调峰模型。该模型以机组为基本调度单元,以电网剩余负荷最大值最小为目标,综合考虑了水库运行约束、电网安全约束、机组运行限制和不同水头对机组发电效率的影响,实现了精细化调度。针对模型中的调峰目标函数、机组发电水头、机组运行组合振动区以及机组动力特性曲线等非线性因素,提出了相应的线性化处理策略,将原模型转换为标准混合整数线性规划(mixed integer linear programming,MILP)模型,然后使用商业优化软件包LINGO对模型进行求解。以乌江干流梯级水电站为研究对象的计算实例表明,该模型具有较高的求解精度和计算效率,调峰效果十分显著。     

计及发电权转让的梯级水电站短期优化调度

传统电力市场环境下,梯级水电站的短期优化调度方式简明直观、便于理解,但考虑因素不够全面,为此构建了电力市场环境下的梯级水电站短期优化调度模型,该模型考虑了发电权转让对梯级水电站短期优化调度决策的影响,且当存在发电权交易时兼顾了发电权出让方、受让方以及电网公司三方的经济利益,模型还考虑了梯级水电站的库容、水库水头、机组出力和电网公司购电费用等约束条件。梯级水电站短期优化调度为高维、有时滞且带有大量约束条件的非线性优化问题,因此采用微分进化算法对该优化模型进行求解。算例结果验证了该模型及算法的有效性。     

复杂约束下梯级水电站短期厂网协调多目标MILP模型

随着电力系统负荷的增长及峰谷差的加大,电力消费结构不断优化.电网侧期望水电利用灵活启停特性充分参与电网调峰,以减小系统的峰谷差.电厂侧则在调度过程中追求梯级电量最大,以实现效益最大化.为协调厂网两侧对梯级出力过程的矛盾需求,同时满足厂网两侧复杂的约束条件,以梯级水电站的机组为调度单元,选取梯级发电量最大和电网剩余负荷峰谷差最小为目标函数.充分考虑电网侧联络线约束及电站侧尾水顶托、限制出力曲线、不规则振动区等与水头相关的复杂约束并线性化处理,构建了复杂约束条件下厂网协调多目标短期混合整数线性规划模型,对多目标函数进行归一化处理并采用权重法转化为单目标函数,利用Gurobi商业求解器进行模型求解.中国红水河梯级水电站的实际应用表明所提模型可获得兼顾厂网两侧目标期望的梯级发电计划.     

考虑跨区直流调峰的日前发电计划优化方法及分析

阐述了中国跨区直流输电对促进西北地区新能源消纳的重要性,分析了目前跨区直流外送模式对新能源消纳的不利影响。综合考虑分析直流输电系统的运行特性和跨区电能交易需求,建立了跨区直流计划调整的混合整数线性约束模型,提出了考虑跨区直流互动调峰的新能源与常规能源协调优化的两阶段日前发电计划编制方法。首先,基于安全约束经济调度(SCED)模型分析了受端电网直流接纳能力。然后,基于安全约束机组组合(SCUC)模型,综合考虑直流计划调整约束、系统平衡、机组运行、新能源出力预测和电网安全等约束条件,以节能环保和新能源消纳最大为优化目标,编制送端电网的机组组合、出力计划和直流送出计划。最后,通过某省级电网及其跨区直流计划优化调整的算例验证了所提方法的有效性。     

考虑日前调峰分配和流量波动平抑的梯级水电双层优化调度

反调节水库平抑下泄水流波动,为上游水电站参与电网深度调峰提供支撑,有利于电网消纳高渗透率间歇性可再生能源,且上游电站增泄流量亦提高反调节水电站出力,实现多赢增效。建立了梯级水电上游调峰电站和下游反调节水库的协调调度模型,包含日前调度层和实时调度层。日前调度中优先安排上游电站调峰出力,应用滑动平均滤波方法平抑调峰非恒定流,以实现反调节水库在满足库水位、下游河道断面流量等约束下平稳泄流,并对滤波参数及日前调峰计划滚动调整以免约束破坏。实时调度侧重于跟踪并及时修正实时运行与日前计划的较大偏差,确保日前计划的顺利执行。最后以某梯级水电站为例,通过Matlab编程仿真表明:所提策略对指导调峰?反调节水库的联合运行具有较强实用性。     

基于负荷重构策略的火电切负荷调峰方法

针对现有火电调峰算法难以同时兼顾复杂时段耦合约束和负荷深度调节需求的问题,提出了基于负荷重构策略的火电切负荷调峰方法。该方法通过趋势模拟、等比缩放和爬坡修正重构机组面临负荷过程,为切负荷算法提供直接可用的系统负荷,有效兼顾了时段耦合约束和负荷深度调节需求;同时,在切负荷过程中,根据相邻日与计划日的出力组合模式,动态修正部分衔接时段出力,确保衔接后出力过程满足机组控制约束和需求。所提方法经过华东电网直调火电系统仿真调度测试,得到了切实可行的机组运行计划,与传统方法相比,调峰效果更为明显,表明该方法能更好地处理复杂约束和负荷调节需求。     

计及新能源随机特性的电网深度调峰多目标策略

在规模化新能源并网消纳趋势下,电网新能源的出力随机特性和系统调峰裕度亟需兼顾研究。首先根据非参数估计理论对新能源出力的随机特性进行处理。其次基于火电调峰机组的深度调峰过程对机组的运行费用进行分析建模。接着构建综合考虑电网深度调峰运行经济性和调峰灵活性的多目标优化调度模型,提出考虑新能源出力随机特性的多目标电网深度调峰运行优化调度策略。最后基于多目标求解方法分别以10台火电机组电力系统和某地区实际电网运行数据进行仿真计算,分析该多目标调度策略的有效性。     

深圳电网日前送受电与发电计划联合优化策略与建模研究

针对广、深调度管理模式调整后深圳城市电网日前发电计划业务的实际需求,提出了送受电与机组出力联合优化的日前发电计划优化策略、模型与算法。通过引入送受电计划的可行优化空间,合理安排气量受限的燃气机组的出力曲线,降低了全系统购电费用;对燃气机组进行启停优化并考虑爬坡能力限制,有效缓解调峰压力;对送受电计划进行基于历史统计比例因子的功率分配,较为精确地考虑了网络安全约束,并在消除阻塞的过程中调动送受电计划的可调节性。以总购电费用最小为目标,全面考虑系统约束、机组约束以及网络约束,构建了混合整数线性规划数学模型,并采用成熟数学优化工具包CPLEX进行高效求解。基于深圳电网实际日前发电计划数据的算例表明,上述方法能够协调优化送受电计划与机组发电计划,可有效应用于工程实践。     

基于聚类分析和决策树的“一库多级”水电站日调度方法

一库多级"流域梯级因下游电站对上游水库发电放水的高敏感性使得梯级短期发电计划安排面临很大难度。该文从实用性出发,利用知识发现技术,提出耦合聚类分析和决策树的梯级水电站群短期发电调度方法。采用线性回归确定上下游电站间的电量匹配关系,以此为基础,从海量实际数据中聚类得到各电站的典型出力曲线,并将影响发电调度的日计划电量、库水位、电网特性等因子,与典型出力过程进行分类训练,构建梯级发电调度决策库,以便于采用决策树方法快速确定上下游水电站的联合调度方案,最后引入约束修正策略进行出力微调,以保证结果可行性。通过红水河干流天生桥"一库两级"电站日发电调度验证,结果表明该方法能够根据发电边界条件快速得到梯级水电站发电调度计划,并能够与实际出力过程保持较好的一致性。     

多电网调峰的水火核电力系统网间出力分配方法

在大电网平台下,利用优质电源对多个电网进行资源优化配置是缓解中国电网调峰压力的一种重要途径。由于单一电站甚至机组通常担负向多个省网送电任务,且受制于差异极大的不同省(市)级电网负荷、受电量等因素,给电站同时响应多电网负荷调节需求造成很大困难。以华东电网为背景,提出3种以调峰为控制目标的电站网间出力分配方法。前两种方法基于对电网余荷的全时段统一评价和峰谷分段评价策略,建立了不同的二次规划模型;方法三引入负荷相对排序策略,以各电网面临时段负荷在其负荷序列中的高低作为启发信息,进行出力分配。通过华东电网直调电站群模拟调度表明,3种方法都能切实解决电力系统网间出力分配问题,给出满意的多电网调峰结果。     

兼顾多电网调峰与水电消纳的跨流域梯级水电站调度方法

中国云南省的电源结构以水电为主,水电消纳问题异常突出,且云南水电外送的受端调峰压力巨大.为充分挖掘云南电网"西电东送"通道潜力,最大限度消纳云南水电,同时响应多电网的调峰需求,文中构建了兼顾多电网调峰与水电消纳的跨流域梯级水电站调度的混合整数线性规划模型.模型采用目标权重法将多电网调峰问题转化成单目标问题,并通过调整各电网余荷距平绝对值的平均值权重,使得目标兼顾了多电网的调峰需求与水电消纳.同时,通过引入特殊顺序集约束,对最小持续时间约束提出了一种简易的线性化方法,此方法可应用于其他同类型的约束中.最后,以澜沧江干流与金沙江干流的18座水电站为例,验证了模型的可行性与有效性,结果表明所提方法可满足多电网调峰与水电消纳的需求.     

耦合调峰和通航需求的梯级水电站多目标优化调度混合搜索方法

特大流域梯级水电站群调度面临越来越高的综合利用要求,对于有航运要求的江河流域,通航和电网调峰是面临的主要突出问题。以澜沧江下游景洪—橄榄坝梯级水电站反调节调度问题为背景,以通航和调峰为控制目标,提出一种梯级水电站多目标优化调度混合搜索方法。该方法采用电网余荷最大值最小和反调节电站下游河道水位过程方差最小为目标,在NSGA-II搜索过程中,针对爬坡上限、出力波动控制限制、开停机最小持续时间、期末水位控制等复杂约束,提出时间耦合约束处理策略、末水位修正策略及改进的遗传操作算子,以提高方法搜索求解效率和获得满足工程应用要求的计算结果。实例应用结果表明该文方法可以兼顾电网调峰和河道通航应用要求,是一种切实可行的方法。     

考虑调峰资源互济的区域电网优化调度方法

为了提升清洁能源消纳能力，充分利用各省区调峰资源，研究了不同类型电源调峰能力，提出了一种考虑调峰资源互济的区域电网优化调度方法。不同类型电源的调峰能力不同，基于燃煤机组调峰经济性差异，提出了基本调峰能力、不投油调峰能力、投油调峰能力三项评价指标，以量化省级电网不同经济区间下的系统调峰能力。考虑省区间调峰资源差异，构建了基于两层架构的区域电网优化调度方法。上层架构用于优化区域电网内各省级电网送受电计划，下层架构在给定送电计划基础上优化编制发电计划，确定燃煤机组调峰计划。通过两层架构间的迭代实现对区域电网优化调度问题的求解。在IEEE RTS-96三区域系统基础上构造算例，验证所提出方法的可行性。结果表明，该方法能直观量化各省区调峰能力，并通过经济评价指标实现跨区调峰资源互济，有助于提升区域电网清洁能源消纳能力。     

考虑电网安全约束的调度计划与停电检修计划优化

针对考虑电网安全约束的调度计划智能优化与停电计划进行了研究.首先建立了考虑安全约束的调度计划优化模型,从而确定机组的组合状态.考虑到电气设备运行检修状态的需求,从稳定性分析和检修指标两方面对设备检修需求进行了分析.考虑到停电计划需要结合机组短期和中长期调度计划安排,提出了基于多级安全校核的停电计划规则.最后针对机组调度计划进行了仿真分析,说明了所提方法的有效性.     

协同短期调度的新能源电力系统月度机组组合模型与快速求解方法

为实现多时间尺度下新能源电力系统经济、灵活运行与发电资源最优性配置,该文考虑月度机组组合与短期调度之间的层次衔接关系,提出协同短期调度的月度机组组合模型与高效求解算法。首先,结合风电短期随机不确定性与长期相关不确定性之间的概率统计规律,提出基于非参数核密度估计与自回归滑动平均分析的新能源出力模拟方法;在此基础上,通过协调月度机组群开停机计划与短期调度的互动关系,构建协同短期调度的多场景月度机组组合模型。其次,针对该混合整数线性规划模型的计算复杂性问题,利用约束转换技术与松弛诱导技术,提出一种基于分支—定界原理的改进求解策略。最后,结合某省区电网进行实际算例对比分析,论证协同短期调度的月度机组组合模型与求解算法的有效性。     

计及多类型需求响应的风-火-荷两阶段协同调度

针对大规模风电并网的消纳难题,利用需求响应(DR)实现了日前-日内两阶段的源荷协同优化调度。日前阶段基于风电出力场景集,运用价格型需求响应(PBDR)拉平净负荷曲线,缓解风电反调峰特性的影响;然后以电网运行成本最小为目标,考虑激励型需求响应(IBDR)平衡风电波动的作用,决策出一个满足各出力场景下消纳需求的机组组合和IBDR订单合同方案。日内阶段运用滚动灰色预测实现精确的超短期风电预测,从而在日前方案基础上,确定实际的机组出力、弃风和IBDR响应容量。选取24h风电/负荷比为34.8%的算例,仿真结果显示PBDR参与度水平越高,电力系统的调度成本越低。4种DR组合方案的对比分析表明,合理配置DR资源使得风电消纳率提升了6.05%,同时验证了采用两阶段调度比日内一次性调度节约成本5.36%。