计及能效电厂优化配置的输电系统两层规划

提出能效电厂优化配置原则.以两层规划理论为基础建立计及能效电厂优化配置的输电系统两层规划模型,上层模型以输电系统投资和能效电厂投资的总成本最小为目标,下层模型以能效电厂投资成本最小为目标,上下层之间存在交互作用,最终由上层决策获得输电系统规划方案.采用遗传算法和原对偶内点法相结合的混合算法对所建的输电系统规划模型进行求解.18节点和46节点系统算例结果证明了所提模型和算法的可行性与有效性.     

电力综合资源战略规划模型与应用

综合资源战略规划是综合资源规划理念在国家战略规划层面上的扩展,为电力市场条件下实施电力需求侧管理提供了新的理论支撑。文中建立了将作为需求侧资源的能效电厂与供应侧资源同等纳入电力规划的综合资源战略规划模型,该模型以全社会的供应侧与需求侧的总成本最低为目标,以用电量、负荷、能效电厂的装机容量、常规电厂的装机容量、污染物排放水平为约束条件。通过美国综合资源战略规划的算例验证了模型的规划效果,与传统规划预计的结果相比,应用该模型规划可实现全社会的总成本最低,而且减少了供应侧的装机和污染物的排放。     

考虑用户满意度的温控负荷能效综合指标模型和调峰策略

电力系统峰谷差的不断加大,使得电力系统需要更多的调峰容量。温控负荷作为需求响应的重要资源,可以为电力系统提供调峰容量。为帮助调度侧实现基于能效管理的温控负荷调峰,提出了考虑用户满意度的温控负荷能效综合指标模型和调峰策略。首先,基于模糊子集方法,提出考虑用户满意度的温控负荷能效（energy efficiency ratio consideringsatisfaction,EERCS）的计算模型,帮助调度侧对大规模温控负荷能效水平进行评估。然后,建立温控负荷调峰容量评估模型,用于在调峰时估计温控负荷调峰容量。最后,在此基础上制定调峰策略。调度前,确认温控负荷是否可接受调度,并计算温控负荷的EERCS值和调峰容量;调度时,根据EERCS值对用户进行排序,优先调用EERCS 值低的温控负荷,提高温控负荷群的用户满意度水平,进而提高温控负荷群的能效水平。接着,基于中国东部某城市585户电力用户的真实数据,仿真了在不同功率缺额下的调峰结果。该算例表明,所提的调峰策略可有效提高温控负荷群的综合能效水平。     

考虑能效电厂的供需资源组合优化模型

能效电厂作为一种新型的需求侧资源具有规模大、易操作等特点,在综合资源规划中更能体现需求侧资源的作用。文中在现有研究成果的基础上进行了拓展,并提出了将能效电厂与供应侧资源同等纳入电源规划的混合整数规划模型。利用该模型可以计算出满足一系列约束条件的规划期装机顺序和各时段的机组出力以及优化方案的装机容量、固定成本、运行成本和污染物排放量等指标。最后通过算例验证了该模型的有效性。与传统优化方案相比,考虑能效电厂的优化方案具有更好的经济性和环境效益。     

考虑交易和谐度的虚拟电厂参与调峰市场交易匹配方法

虚拟电厂在调峰辅助服务市场中的交易行为将影响市场的和谐发展,提出考虑交易和谐度的虚拟电厂参与调峰辅助服务市场交易匹配方法。通过分析虚拟电厂的各项历史交易行为和履约行为对调峰辅助服务市场和谐发展的影响,提出虚拟电厂参与调峰辅助服务市场的交易和谐度评估指标;考虑区域低碳减排因素,以交易和谐度最高、电网支付的调峰补偿总费用最低以及调峰碳排放量最小为目标,构建虚拟电厂参与调峰辅助服务市场的多目标交易匹配模型,并采用结合多目标粒子群优化算法和综合隶属度法的多目标优化方法对模型进行求解。仿真算例结果表明,交易和谐度高和碳排放低的虚拟电厂在调峰辅助服务市场中更具有竞争力。     

计及碳交易成本及能效电厂的电源规划模型

在低碳经济背景下,新能源机组及碳交易机制的引入成为电力系统实现低碳减排重要的方法。同时,由于需求侧资源在降低系统碳排放量和增加系统可靠性方面有较大潜力,为此,将需求侧的能效电厂加入到规划方案中,建立了包含系统经济性及可靠性的低碳电源规划模型,目标函数中计及了机组建设成本、能效电厂建设成本、机组运行成本、碳交易成本,并将可靠性约束条件加入到模型中。采用离散细菌群体趋药性算法对所建模型进行求解,对两种电源规划模型进行了对比,并在不同碳排放限额、不同电量不足期望值限额两种情况下进行了灵敏度分析,仿真结果验证了模型和算法的有效性。     

考虑参与多市场交易的电网侧储能优化配置

基于电网侧储能投资者的角度,提出一种考虑多市场交易模式的电网侧储能系统优化配置双层模型。模型外层以储能投资综合效益最大为目标,考虑了储能能量市场收益、调频市场收益、调峰市场收益和投资成本;内层以系统运行成本之和最小为目标,考虑系统的发电成本、调频服务成本、调峰服务成本和弃风成本。通过内外双层模型综合考虑了储能的规划和运行决策问题,模型在改进的IEEE39节点进行仿真,算例证明了所提模型的有效性。     

能效电厂项目的节电潜力优化模型

用户侧开展能效电厂项目是电力行业实现可持续发展的一项重要内容。针对能效电厂改造措施量大面广的问题,使用节电潜力分析流程来帮助用户系统地规划改造的相关工作。在节电潜力分析的基础上建立了节电潜力优化模型,模型从节电量和移峰填谷两个方面对能效电厂项目的节电潜力进行计算,通过措施的优化组合实现节电潜力的最大化。采用改进的粒子群算法实现对节能潜力模型的优化求解,并通过算例分析验证了模型的有效性。     

考虑虚拟电厂参与调峰的电源容量规划

尖峰负荷大大降低电源装机利用率和投资效益,虚拟电厂参与调峰可有效延缓电源建设。首先,针对城市级虚拟电厂可调度容量无法精确计算的问题,提出一种考虑多领域、多评估指标的模糊区间估计方法。该方法将可调度容量估计任务分解至工业、建筑、交通领域,并构建考虑用户参与度、收益敏感度、资源可控度及可控规模的模糊区间评估模型。接着,基于可调度容量模糊估计,提出了一种考虑虚拟电厂参与调峰的电源容量规划方法。该方法在满足电源备用容量的情况下,以电源扩展安装容量最小为目标函数,考虑不同电源结构、新能源出力不确定性、虚拟电厂可调度容量等多种因素,构建电源容量规划模型。最后,以华东地区某城市为算例背景,验证所提方法的有效性。     

美国能效电厂机制建设经验与借鉴

能效电厂是节约能源、提高能效的有效措施。介绍美国能效电厂组织框架体系的3种类型。其基本做法是综合资源规划、电费附加、售电量与收入脱钩、能效评估测量与认证、需求侧响应等。分析比较能效电厂不同主体下成本收益情况,对我罔开展能效项目提出了相关建议及措施。     

需求侧管理参与的孤岛型微电网多目标优化调度

分析了MG中分布式电源的功率特性和需求侧响应的基本理论与相关政策,并建立了DG的数学模型和基于负荷分类的DR模型;综合考虑微源的出力成本、需求侧管理成本和环境治理费用,建立了考虑需求侧管理的多目标微电网优化调度模型,引入不同的孤岛微电网运行评价指标评价DR对微电网经济性、环保性以及可靠性的影响,并选择不同的场景分析验证。采用改进粒子群算法优化外点法对规划问题进行求解,在将约束条件纳入目标函数的同时,尽可能避免求解规划时陷入局部极值的问题。算例分析表明,通过考虑需求侧管理,可以增加可再生能源的消纳,减轻负荷高峰时段的供电压力,缓解孤岛系统供电不足的问题,并有效提高微电网的整体效益。     

基于加权Voronoi图和自适应PSO算法的电动汽车充换电站联合规划

充、换电站是为电动汽车提供电能补给的基础设施,合理规划充、换电站对推动电动汽车普及具有重要意义。首先,预测规划区域电动汽车保有量,根据保有量及各类型电动汽车行驶特性数据,得到电动汽车总换电需求和各路网节点换电需求;其次,以充、换电站建设运维成本、用户损耗成本和电池配送成本之和最小为目标,建立了充、换电站联合规划模型;最后,采用加权Voronoi图与自适应粒子群算法对模型进行求解。算例结果表明,在综合考虑电动汽车用户和充、换电站运营商的利益下,所提方法既能满足用户电能补给需求,又能使充、换电站年均综合成本达到最优。     

An integrated resource planning model for utilities with quantified outage costs

Integrated resource planning (IRP) for electric utilities involves management planning of supply as well as demand at the same time. In this paper, we develop a mixed integer linear programming model for IRP. The two key distinctions of this model are the incorporation of the forced outage cost and the inclusion of power deficit/surplus. The forced outage cost will more accurately reflect the true cost to a utility, and the power deficit/surplus features will more accurately represent the existence of power deficit/surplus in utilities nowadays. A comprehensive numerical example is provided for illustrative purposes.     

区间负荷下的输电网灵活规划方法

建立了区间负荷下的输电网灵活规划模型,该模型考虑负荷的不确定因素,以投资成本最小为目标,以正常情况和线路N-1情况下的网络安全为约束,求解该模型得到区间负荷下满足正常情况和线路N-1情况下系统安全的输电网规划方案。根据区间至多切负荷量的数值来判别区间负荷下电网规划方案的安全性和安全程度,使用改进的贪婪随机自适应搜索算法快速求解该模型。6节点系统和某实际77节点系统的规划结果验证了该方法的正确性和有效性。     

基于差分粒子群算法的变电站选址定容规划

针对标准粒子群算法(particle swarm optimization,PSO)易陷入局部最优,差分进化算法(differential evolution,DE)后期收敛速度慢的缺点,提出差分粒子群算法(differential particle swarm optimization,DEPSO)将二者进行混合优化,提高群体的收敛速度和全局寻优能力,并应用于配电网变电站规划。在变电站选址数学模型中结合Voronoi图来确定变电站供电范围和规划容量,继而校验变电站实际负载率,简化计算过程,提高搜索效率。通过某市城区远期规划实例验证得知该算法正确有效,可以满足城区配电网的规划要求。     

改进仿电磁学算法在多目标电网规划中的应用

提出基于仿电磁学(electromagnetism-like mechanism,ELM)算法的高容错性多目标电网规划方法。为提升算法的性能,引入被动聚集思想对基本模型的全局寻优能力进行了改善。采用自适应权重、自适应变异和精英策略等措施来改善仿电磁学算法的收敛性。针对电源规划、变电站布点和负荷需求均已知的电网规划,将反映电网经济性和可靠性指标的多目标函数转化为求电网规划最小耗费的单目标模型。对一个18节点系统进行了十进制编码,计算结果证明了该算法能有效地解决电网规划这类含离散变量的大规模组合优化问题和提高规划方案的综合满意度。通过与遗传算法、基本ELM的仿真对比,改进的ELM模型在寻优效率和容错性方面具有明显优势。     

计及火电机组灵活性改造的电源扩展弱鲁棒规划

风电出力的不确定性给电力系统规划与优化运行带来较大挑战。对火电机组进行灵活性改造能有效提升电力系统的灵活性、促进风电的消纳。文中利用盒式约束与1-范数约束对不确定风电出力进行建模,考虑火电机组的灵活性改造技术优势和经济耗费,从电力系统价值整体提升的角度出发,建立了以投资费用与系统运行成本之和最小为优化目标的电源弱鲁棒优化规划模型。所提模型改善了传统鲁棒规划模型的保守度,提升了规划方案的经济性。以改进的IEEE-RTS24节点系统与区域电网实际系统对所提模型进行仿真分析,算例结果验证了所提模型的鲁棒性与经济性。     

综合资源规划及其研究热点问题

本文简要回顾了电力系统规划的发展历程及综合资源规划的产生背景，总结了考虑需求侧管理的综合资源规划区别于传统规划的特点，详细分析了有关需求预测、需求侧分析、供应侧分析和供需方综合规划的研究热点。基于对现有的综合资源规划模型与方法的评价，提出了关于今后研究方向的几点建议。     

基于改进的混合多种群进化算法的城市能源系统供需优化方法研究

对城市能源系统供需优化方法进行研究。首先,以能源系统总成本最小为目标,建立考虑多类能源规划约束条件的城市能源系统供需优化模型;其次,引入改进的混合多种群进化算法,确定模型的寻优流程;最后,采用终端能源消费预测模型的相关结果作为需求约束量,将模型应用于T市进行算例分析。算例结果表明,应用所构建模型获取的未来规划期内最优能源供应结果,满足城市能源相关政策文件要求,能够有效引导T市能源供应向清洁、可持续化方向发展。     

基于离散多目标蜻蜓算法和改进FCM的风电协调输电网扩展规划研究

针对风电并网协调输电网扩展规划问题,提出一种基于离散多目标蜻蜓算法和改进FCM的风电协调输电网扩展规划方案。首先以投资建设成本、网损成本和弃风量为指标构建多目标风电协调输电网扩展规划模型。设计加权多核改进FCM算法,有效模拟风电空间分布多维运行时空特性。其次,提出柔性N-1安全校验策略,筛选出隶属度较低、出力和负荷较大的极端场景。设计离散多目标蜻蜓算法,提高算法多目标优化问题求解精度。最后,采用离散多目标蜻蜓算法对风电协调输电网扩展规划模型进行求解,提出最优规划方案确定策略。仿真实验证明了所提方法的有效性。