电力市场条件下地区电网日购电优化模型与算法研究

在目前厂网分开的电力市场环境下,许多地方小电厂还不具备参与到省级电力市场上竞争的能力,它们一般由所在地区的供电公司进行统一调度。建立了地区电网日购电优化的数学模型,该模型的目标函数为总购电费用最小,约束条件包括电量平衡约束、地区电网供需平衡约束、各电厂出力特性约束和线路安全约束,另外还考虑了不同地点的电源点向系统传输功率而各自产生的网损对总购电费的影响。同时,还提出了具有快速收敛和高计算精度的改进混沌遗传算法,并将其应用于购电优化计算中。最后,将所提出的购电模型与算法应用于某地区的日购电优化中,计算结果表明,在考虑网损时的购电费用相对于其他方法可节省约1.9%。     

计及环保与需求响应的多目标中短期交易计划修正

考虑需求侧对电力市场交易的影响,提出了一种考虑环保和需求响应的多目标中短期交易计划修正模型.采用修正β参数的灰色模型分口径预测需求侧月峰、平、谷电量,结合考虑购电费用、环保和网损最小确定计划发电量.当电价变化后,利用电量电价弹性矩阵(E矩阵)计算出新的决策月峰、平、谷口径电量,得出考虑需求相应的修正月交易计划.提出奖惩费用,使得当修正电量波动到某一程度时购电价格随之变动,从而通过影响全网购电费用进一步影响交易计划.所提模型对交易中心具有辅助决策意义.     

计及环保与需求响应的多目标中短期交易计划修正

考虑需求侧对电力市场交易的影响,提出了一种考虑环保和需求响应的多目标中短期交易计划修正模型。采用修正β参数的灰色模型分口径预测需求侧月峰、平、谷电量,结合考虑购电费用、环保和网损最小确定计划发电量。当电价变化后,利用电量电价弹性矩阵（E矩阵）计算出新的决策月峰、平、谷口径电量,得出考虑需求相应的修正月交易计划。提出奖惩费用,使得当修正电量波动到某一程度时购电价格随之变动,从而通过影响全网购电费用进一步影响交易计划。所提模型对交易中心具有辅助决策意义。     

电力市场中考虑网损的竞价研究

从日前电力市场购电成本最小发电计划模型出发,根据发电厂所处地理位置不同导致其提供电能存传输中产生的损耗不同,利用发电机组上网电能实际利用率修正发电机组投标标价,进而提出考虑网损的竞价上网发电模型.通过IEEE-30节点算例分析表明,此竞价上网模型可以达到经济平衡,较常规竞价发电模型减少了总发电量,降低了整体购电成本.     

电力市场条件下地市级电网优化购电模型

为了通过优化购入地方发电厂的电量来降低购电成本，提出了一种新的购电优化数学模型。该模型以从多个地方发电厂购入电量总成本最小化为目标，以供求平衡、发电厂最大出力、输电线路最大传输容量限制、变电站主变压器最大承受能力以及网损等因素为约束条件。该模型已应用于福建省某地区电网的实际购电过程中，实际算例分析验证了该模型的正确性和可行性。     

主动配电网重构中一种最优潮流计算方法研究

分布式发电的波动将影响配电网重构方案的制定;配电网重构方案的拓扑结构会引起网损的变化,网损是影响购电计划优劣的重要指标。本研究考虑购电成本与网损的双重最优的解决方案。应用两层规划理论:第一层规划,以购电费最小为目标建立最优潮流模型,用内点法解这个模型,求得购电策略,将节点功率传递给第二层规划;第二层规划,以网损最小为目标建立配电网重构模型,用遗传算法求解这个模型,得到网络拓扑,将这个网络拓扑传递给第一层规划模型,再次得到购电策略,经过多次迭代求解,满足准确度要求,得到的购电方案和网络拓扑结构,使经济性最好的。最后用算例验证所提方法的有效性。     

分布式新能源配网网架多目标规划模型研究

新能源配网节点间都是属于弱连接的状态,目标规划呈现单一性,导致电压稳定性、网损改善率下降。基于此,提出了分布式新能源配网网架多目标规划模型,引入电流、电压等式约束与不等式约束条件,提高配网节点连接稳定性,以DG投资成本、配电网网架损耗费用、可靠性损失费用、购电费用作为目标函数,运用最大离差方法计算5个指标的权重,归一化权重获取最优解,构建多目标规划模型。实例测试结果表明:多目标规划模型经济效益较高,电压稳定性较高,且网损改善率较高,解决了传统单目标规划方法存在的问题。     

电力公司购电、配电计划的多目标优化算法

运用多目标优化方法,建立了电力公司购电、配电计划模型.给出了应用遗传算法对该模型进行求解的方法,保证了解的全局最优性.在此基础上制定的购电、配电计划能够在电厂出力及电网约束的前提下,最大限度满足用户需求,同时使费用最低.算例表明该算法在求解性能和效率两方面都有比较显著的优势.     

计及网损成本的大用户直购电撮合交易研究

开展大用户直购电交易模式的研究将有助于建立一个更加公平有序的市场交易环境。针对目前直购电交易市场上的主要交易模式——撮合交易,提出了一种考虑网掼成本的直购电撮合交易模型。该模型利用节点边际网损系数法的优点合理分摊不同竞价时段下交易所产生的网损,在各交易对报价接近的条件下,以网损成本最小值为目标函数,通过改变交易顺序和交易电量,尽可能减少系统网损,实现社会效益的最大化。以IEEE-14系统为例验证了该模型的合理性。     

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。     

抽水蓄能电站及其系统运行优化的概率模拟算法

在随机生产模拟中运用负荷曲线分解技术和动态规划方法,提出了抽水蓄能电站及其系统运行优化的概率模拟算法。该算法以系统发电运行成本与缺电损失之和最小为目标,满足了电站水库蓄水及库容限制条件和日或周的抽水-发电循环电力电量平衡条件,计及了抽水蓄能电站在抽水和发电方式下随机停运的影响。算例证明了该算法的可行性,并且可在电源规划、发电计划和系统运行优化中更准确地模拟、分析和优化抽水蓄能电站及其所在系统运行状况。     

考虑经济环境平衡的风光火联合外送调度策略多目标优化

风光火电联合调度运行是推动可再生能源发展的重要途径,并对发电调度策略提出了新要求。文章在经济环境平衡的原则下,以企业购电成本最小、可再生能源发电量最大、可再生能源出力波动最小为目标构建风光火电联合调度多目标优化模型,使用主要目标优先级法转成单目标规划后借助Lingo软件求解,并应用于天中直流输电工程的配套电源中,通过4个季节下的典型日调度结果对比分析,验证了所提出的优化模型在促进可再生能源消纳和节能减排方面的作用。此外,辅助服务费用纳入购电成本使得火电机组负荷分配更加平均。     

含风电系统的无功优化调度

针对恒速恒频和变速恒频两类控制模式对风电机组分别进行建模,以系统有功网损最小为目标,以常规发电机和恒电压控制模型风机的无功出力、变压器抽头位置和投入的电容电抗组数为控制变量,建立了含风电系统的无功优化模型。采用原对偶内点算法进行求解,对于模型中的离散变量,提出了优化归整轮流迭代的方法来进行处理。对海南电网汛小方式的算例分析表明,该无功优化模型和方法可以明显地降低系统网损和系统运行成本。     

配电网的无功优化和无功补偿

结合我国配电网网损大、电压合格率低的特点,提出了配电网无功优化规划的数学模型,分析了其在4种配电网无功补偿方式的应用。利用该数学模型可得到并联电容器的补偿容量和有载变压器分接头的位置,解决了补偿容量依据供电部门要求达到的功率因数确定,而不是依据用户用电时的实际效益、最佳电能质量、最小支付电费的经济功率因数来确定的问题。     

基于全生命周期成本的铜或铝芯电缆的选择方法

铝芯电缆相比铜芯电缆的购置费用低,但其技术性能相对较差。从长期经济性角度选择铜或铝芯电缆,考虑资金的时间价值,建立包括购置、敷设、电能损耗、运行维护、故障损失和退役成本的电缆全生命周期成本（LCC）计算模型,通过对铜、铝芯电缆LCC的计算和比较,以LCC最小作为铜、铝芯电缆间选择标准。以广州城区某电缆线路作为案例进行计算分析,结果表明铝芯电缆相比铜芯电缆购置成本优势较大,但敷设成本和后期运行成本具有劣势,总LCC更大,铜芯电缆为最优方案,证明LCC方法的可行性。     

A new reactive power planning procedure for Iranian Power Grid

Reactive power planning has received considerably attention during the last few years. Allocation of reactive power resources of both static (ex. switchable capacitors and/or reactors) and dynamic (ex. static VAr compensators, or SVCs) types can have major impacts on voltage security (i.e. voltage profile and stability) and active power losses. They, however, impose costs so that the planning procedure is, indeed, an optimization problem in which the resources should be so allocated and sized that optimum performance, in terms of voltage profile and stability and minimum active power losses are achieved while, at the same time, minimum reactive power resource costs are imposed.This problem is addressed in this paper for the multi-zone Iranian Power Grid. Genetic Algorithm (GA) is employed to solve the resulting multi-objective optimization problem. The system under study is a large-scale test case so that new approaches are proposed to tackle the problem. Implementation of the results are underway.     

大用户直购电模式下含大规模风光的电力系统优化调度

作为售电侧改革的重要部分,开展大用户直购电具有重要的意义。随着大规模新能源接入电网,大用户直购电对含大规模风光的电力系统调度运行的影响亟待研究。首先,以系统综合运行效益最优为目标建立了含大用户直购电的风光电力系统调度模型。其次,提出了直购电机组完成直购电电量的3种不同方式,并将其转化为直购电电力电量约束条件加入模型中,同时选取调峰能力和经济性不同的机组参与直购电,来分析不同大用户直购电模式下,直购电机组特性和直购电量对新能源消纳的影响。最后,采用某省算例分析验证了模型的正确性和有效性,并对大用户直购电模式下提高风光消纳率提出了措施和建议。     

电力系统动态无功优化调度的调节代价

提出了电力系统动态无功优化调度中控制设备调节代价的数学模型,并探讨了其作用。进行无功优化调度需增加相关设备的投资及运行维护工作量,同时增大了系统故障的概率,因此无功优化调度的目标仅考虑网损最小而不考虑为了降损进行的操作的调节代价是欠妥当的。通过仿真算例表明,将控制设备的调节代价引入无功优化调度的目标函数中,使无功优化调度在降低网损和减少控制设备操作之间达到平衡。由于在无功优化调度中能够避免控制设备的频繁操作,从而证明了该模型的合理性。     

一种基于潮流追踪的电力系统无功补偿方法

提出了一种旨在改善电力系统无功传输和降低有功网损的无功补偿点选择和补偿容量确定方法。该方法通过无功潮流追踪,获得负荷无功功率的传输路径,结合无功流动与支路有功网损的关系,定义了节点的网损分摊系数,进而根据系数的大小选择无功补偿点;推导了网损分摊系数对负荷无功功率的近似表达式,结合网损优化的近似模型,推导出了各补偿点最优补偿容量的计算公式;通过39节点测试系统,验证了该方法的有效性。所提出的网损分摊系数的物理概念清晰,计算便捷,据此进行的无功补偿对改善无功分布和降低网损均有较好的效果。     

考虑光热发电的集中充电站有序充电决策

光热发电（concentrating solar power, CSP）作为一种重要的可再生能源发电技术, 通过聚光集热器、储热设备和汽轮机组等设备发电。相比光伏发电, CSP利用储热设备（thermal storage system, TSS）实现了类似传统燃汽轮机的调节性能好、爬坡能力强等出力特性, 并可在夜间或无光照时段持续放热发电。因此, 考虑CSP可为集中充电站提供可控、持续、稳定出力和良好的辅助服务, 利用其与集中充电站联合运行, 提出了考虑CSP的集中充电站有序充电策略, 构建了以集中充电站日购电成本和向电网缴纳的系统负荷波动惩罚费用综合最优为目标的有序充电模型。算例表明, 考虑CSP的集中充电站有序充电策略可有效降低购电成本和平抑系统负荷波动。此外, 对比分析了光伏发电和CSP对运行结果的影响, 对不同储热设备容量配置下的运行结果作了比较分析。