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。     

基于发电商申报的差价合同电量分解

电力市场运行中,需将各发电商的中长期差价合同进行分解才能得以实际执行,传统的中长期合同电量分解都是统一分解,发电商被动接受。文中提出了“发电商申报法”分解合同电量,在考虑检修、出力约束、系统可分解合同电量和系统必需合同电量等因素后,采用基于误差的差异度评估函数建立多目标优化模型,并分别采用“线性加权求和法”和“极小极大值法”将原模型转换为单目标优化。采用国内市场的实际数据构造算例,计算结果表明模型有效,2种转换均可获得原问题的有效解,采用“极小极大值法”时各发电商调整量的差异较小。     

双轨制下中长期交易电量放开规模测算方法

随着中长期交易电量规模持续扩大,交易结果不断挤压系统可调度空间,威胁着系统安全运行,且大量交易结果可能由于电网运行约束被削减,容易引发市场成员对市场公平性的质疑.因此,探究中国计划电量与市场电量"双轨制"下的中长期交易电量放开规模,既有助于明确电力市场的演变态势,又有利于实现电网运行安全和经济效率的统筹优化.文中提出了中长期交易电量放开规模测算方法,该方法兼顾市场化电量出清优化与电网运行安全,构建一个考虑市场经济效益和电网运行约束的双层优化模型.上层为以社会福利最大为目标的市场化电量优化出清模型,下层为考虑输电线路传输容量、系统供热需求、机组检修安排、电厂最小开机方式等电网运行约束的市场化电量校核模型.针对该双层优化模型,提出上下层迭代算法进行求解,并将市场化电量执行约束松弛化处理,以保证模型的可解性.中国某省级电网的实际算例分析验证了所提模型与算法的有效性和实用性.     

电力中长期交易分步安全校核方法

针对目前中长期电量交易的安全校核问题,该文提出月度弹性预校核和日前校核相结合的分步安全校核方法。在月度市场开市前,调度机构向各区域的市场主体公布典型日发电量空间,并依此对机组的中长期交易电量和计划电量进行弹性预校核,形成预校核结果和相关风险提示,发用主体可自主决策是否对超过该限值的电量进行交易。在日前阶段,基于计划电量安排、市场交易的月分日电量,以最小化虚拟发电成本为目标,考虑最新的电网拓扑及线路约束、负荷预测、清洁能源出力预测、机组运行约束等,建立日前校核模型对日电量进行安全校核。最后,以IEEE14节点系统为例,模拟中长期市场交易的分步安全校核流程,验证了所提方法和模型的有效性。     

基于分布鲁棒优化的发电商中长期合同电量分解模型

在我国中长期合同交易与现货市场衔接的政策背景下,中长期合同电量必须分解至短时间尺度。针对发电商中长期合同电量的自主分解问题,研究了发电商在现货市场价格严重不确定环境下基于分布鲁棒优化的中长期合同电量分解方法。首先,针对现货价格的严重不确定性,以Wasserstein距离作为分布函数距离测度,构建了现货价格分布不确定性的模糊集。其次,建立了发电商合同分解的分布鲁棒优化模型。以发电商利润最大化为目标,考虑发电商运行约束和合同分解约束,并采用对偶理论等将模型转化为可高效求解的二次规划问题。最后,通过算例仿真并与传统的随机优化和鲁棒优化模型进行对比。结果表明所提模型在处理现货价格不确定性时能有效兼顾发电商合同分解决策的经济性和鲁棒性。     

适应月度直接交易的电量安全校核模型及方法

年、月度直接交易是本轮电力体制改革的重要特征,机组的交易电量合同作为月度计划制定的约束条件,要求刚性完成。因此,调度部门如何在综合考虑未来月电力平衡、电网安全、机组运行约束的前提下,对电厂签订的电量交易合同进行精细的月前安全校核、分析交易电量合同能否完成,是本轮电力体制改革面临的重要难题。对此,提出了适应月度直接交易的电量安全校核模式、模型和方法,能够在满足电网运行安全约束的前提下,基于闭环考虑电网安全约束的优化内核,量化分析校核月度交易电量合同的可执行性,实现对机组电量完成情况的预控。中国某省级电网算例的测试验证了所提出模式、模型与方法的有效性。     

适应交易机构相对独立的双边交易安全预校核方法

在交易机构相对独立和市场交易规模持续扩大的背景下,针对市场分散决策的交易结果与电网安全运行的矛盾,提出由调度机构通过安全预校核事先确定市场交易结果的可行空间,从而为交易机构组织市场交易提供依据。首先介绍实施双边交易安全预校核的意义与模式,由此在电量空间建立了描述交易结果可行域的数学模型;结合电量可行域的几何特性提出了3种可行的安全预校核思路,同时提出了基于蒙特卡洛模拟的预校核有效性检验方法。采用IEEE 9节点、30节点及118节点系统,验证了所提出的模型与方法的有效性。通过预先为双边交易划定安全边界,双边交易安全预校核可为市场交易的有序开展提供技术支撑。     

基于电量裕度的中长期电量安全校核方法

中长期交易电量日益增多,电网可调节裕度减少,因此有必要进行中长期电量安全校核。首先构建电量裕度求解模型,并考虑安全约束必发电量和未来态电网模型,计算机组、断面等关键主体的电量极限。然后通过关联系数矩阵实现中长期电量校核及调整。最后以实际省级电网作为算例,验证所提出模型方法的有效性。通过电力计算、电量校核的方式,为中长期双边交易和电网安全调度运行提供一种技术分析手段。     

计及优先级及电力平衡的新能源中长期交易电量分解方法

随着新能源发电占比以及参与市场交易的比例不断扩大,新能源发电的随机性和波动性导致现行按照电量平衡、电力校核的中长期交易电量分解方法难以适用于高比例新能源电力系统.文中提出了一种计及交易优先级及电力平衡约束的新能源中长期交易电量优化分解方法.首先,从新能源长时间出力曲线构建、交易电量协调优化分解和多场景模拟计算等方面提出满足新能源随机波动性的中长期交易电量协调优化方法.然后,以促进高比例新能源消纳为目标,计及交易优先级建立基于时序仿真的新能源中长期交易电量优化分解模型,实现新能源年度交易电量分解到月.最后,以中国西北地区某省级电网为例开展实例分析,结果表明所提方法可以确保分解结果的合理性和可执行性.     

面向大规模中长期交易的事前电量安全分析机制设计

大规模中长期市场交易可能产生极端的电网运行方式,而事后安全校核直接调整电量交易结果会影响市场成员的生产计划,增加市场成员的生产经营风险。在交易过程提供前置的安全分析服务,引导市场成员不断修正中长期物理交易,对保障电力中长期市场的有序开展具有重要意义。文中设计了一种基于市场成员申报交易意愿的中长期电量安全分析机制。首先提出了集中式电量安全分析、极限电量计算的两步校核体系;然后建立了基于安全约束机组组合的优化分析模型;最后通过统筹电力电量平衡和电网安全的多时段优化计算,评估电量计划的可执行性,并量化后续电量可交易空间。基于省级电网实际数据的案例分析结果表明了该机制的有效性。     

面向现货市场出清的发电计划校正决策方法

边界条件设置不合理等原因导致现货市场预出清结果不能满足全部安全约束时,应采取必要的安全校正措施。文中提出了一种消除安全越限的发电计划校正方法。首先对非市场化机组实施安全校正,得到满足全部安全约束的可行解,再通过市场化机组的优化得到最终的出清结果。将静态安全域(SSR)的原理应用于非市场化机组的校正。在SSR边界的表述中纳入了机组爬坡约束,利用静态安全距离(SSD)矢量揭示最优校正方向,并基于安全距离灵敏度系数和机组的调节能力,评估各台机组对消除安全越限的有效性。基于此,提出了发电计划校正决策的方法,并在计算流程中考虑了各个时段的校正对相邻时段SSD的影响,以此增强校正优化的效果。以IEEE 118节点系统为例,分析了发电计划校正的结果,以及安全约束限值、机组爬坡能力对安全校正的影响,由此验证了所提方法的有效性。     

计及发电报价的可用输电能力的计算

提出了一种在电力市场环境下考虑发电报价的可用输电能力计算方法。该方法以优化潮流为基础,建立了在系统每一运行点都能根据发电机组的报价经济分配其有功出力的最优化计算模型,其优化目标函数选择送电区域所有发电机组有功发出力累加值为最大,同时该区域的发电总报价为最小。文中给出了求解该优化问题的近似半光滑牛顿算法,求解过程中利用分裂算法,有效地缩短了计算时间。通过对IEEE30节点系统进行仿真计算,验证了该方法的合理性和可行性,为电力系统安全性与经济性运行的协调分析提供了一种有效的方法。     

电力市场中电力供应商竞标策略的选择

对于电力市场中一个独立的电力供应商而言,除了解决传统意义上的机组组合或水火电联合经济调度问题,更重要的是如何选择竞标策略以使利益最大化。文中提出利用序优化的方法解决日竞标电力市场中电力供应商的竞标策略选择问题。首先建立电力市场仿真模型并构造一个尽量小而好的竞标策略子集S,并保证S在概率意义上含有“足够好”的解,然后通过对S中每一个元素的精确计算得到其中最好的竞标策略,并以此作为最终的竞标策略。基于一个拥有10个火电机组的独立电力供应商和美国加州电力市场历史价格数据的仿真结果表明,序优化在解决电力市场综合资源的调度与竞标问题时不失为一种有效的方法。     

考虑竞价风险的多目标优化发电研究

基于交易日市场电价预测曲线,采用概率统计方法对竞价风险进行评估,并在发电成本中纳入有害气体排放控制成本,以竞价风险最低化和全天发电期望利润最大化为目标,构建可体现机组出力与市场电价之间协调联动关系的机组交易日分时段出力多目标优化模型;通过将非劣排序操作与微分进化算法有机融合及改进以克服进化早熟和搜索不均匀等问题,设计出一种新型多目标微分进化算法对模型进行求解,并采用模糊集理论提取总体最优解。最后通过算例仿真,验证了本文方法能有效降低发电商对竞价风险的敏感性,可实现低风险、高收益的竞价上网。     

基于协同进化的光伏电站与电动汽车充电站联合规划

现有规划方法未充分考虑分布式光伏电站（DPVG）出力与电动汽车充电站（EVCS）充电负荷的随机特性,针对该问题,文中首先基于场景概率法进行概率潮流分析,并建立基于机会约束的DPVG-EVCS联合规划模型,在确保配电系统运行工况满足机会约束的前提下,优化DPVG与EVCS的建设位置与容量,降低配电系统网损。然后,采用基于遗传算法（GA）的协同进化算法（CA）求解DPVG-EVCS联合规划模型,将待求优化问题分解为EVCS规划子问题与DPVG规划子问题,采用GA进行求解,并通过生态系统协同2个GA种群进化,直至获得待求优化问题的最优解。最后,搭建IEEE 33节点配电系统进行仿真,结果表明文中所提模型可获得合理的规划方案,且CA求解效率高,可显著提升规划人员工作效率。     

配电网安全导向的分布式资源P2P区块链交易机制研究

配电网中分布式可再生能源的持续增加以及以区块链为代表的分布式记账技术的快速发展,为配电网展开去中心化的点对点(P2P)交易提供了发展动力和技术支持,然而持续增多的分散P2P交易可能导致节点电压越限、系统网损增加等问题.为此提出一种以配电网安全为导向的分布式资源P2P交易机制.首先,基于配电网节点电压和系统网损的线性化推导,提出一种P2P交易对于配电网安全影响的灵敏度模型,从而将传统高低价匹配的交易撮合策略修正为以配电网安全为导向的P2P交易策略;然后,基于以太坊平台运算能力的限制提出具有简单运算特性的去中心化的交易机制,并设计了相关智能合约.算例分析表明,所提出的以配电网安全为导向的P2P交易机制,可以在交易撮合过程中有效反映P2P交易对配电网运行的影响,能够根据电网安全裕度水平优化交易次序,撮合更多有利于配电网安全运行和降低网损的交易达成,并且交易模型复杂度低,可以实现链上求解,不需要链下配置优化软件,避免了隐私泄露.     

考虑线路投入顺序的网架重构机组恢复多目标优化

合理的机组恢复顺序和可靠的恢复路径对系统的快速恢复具有重要影响。分析了网架重构的机组恢复过程,建立了新的网架重构机组恢复多目标优化模型。优化目标为待恢复机组提供的发电量尽可能大,并兼顾线路恢复操作的可靠性和对后续恢复的影响。通过设置优化问题的求解域,松弛优化目标的主次关系,并引入差分进化—分布估计算法(DE-EDA)提高求解效率。所述方法能同时给出Pareto最优的机组恢复顺序、目标网架重构方案及线路投入顺序。算例仿真结果表明,设置求解域可减少计算量,提高求解速度;使用DE-EDA获得的最优解具有更好的收敛性和分布性。     

一种应用于输电管理的动态安全控制新方法

提出了一种解决动态安全评估中的动态优化问题的方法。文中首先回顾了在连续时域空间的动态优化问题的描述方法,然后通过离散化．将该问题转换成离散时域空间的静态优化问题。解决该问题的方法可以用于评估保证系统动态和静态安全稳定的预防控制措施的效果。特别是。通过一个合同削减程序,可以评估在解除管制的市场环境下用于考虑安全约束的输电管理双边合同的修正电量。     

考虑备用服务的电动汽车代理商竞价与定价联合优化

电动汽车代理商(EVA)的出现有望改善电网与大规模电动汽车的互动用电问题。以EVA为研究对象,分析其运营过程中的购、售电市场行为,提出其参与备用服务市场后的竞价与定价联合优化方法,以提高代理商在参与电网能量交易中的经济收益并降低电动汽车的充电成本。在建立日前能量市场和备用服务市场的统一出清模型的基础上,考虑EVA与车主的主从博弈,建立EVA的竞价与定价策略的双层优化模型,得到EVA在日前市场的最优竞价策略和充电费用的制定策略。通过算例分析表明所提模型的有效性,验证所提策略的经济性和灵活性。     

基于SP/A决策思想的发电公司报价决策模型及求解方法

以安全、潜力和期望(security, potential and aspiration, SP/A)风险决策理论为基础,该文对发电公司面对风险决策时应该考虑的因素进行了分析和数学描述,其中在报价方案潜力性的分析上有效地结合了经济学中机会成本理论。在此基础上,考虑发电公司自身发电计划约束,建立起一种发电公司计及风险因素的竞价决策模型,并结合矩阵实数编码遗传算法(matrix real-coded genetic algorithm, MRCGA)对该模型的优化求解进行了探讨。该文所建的竞价决策模型既考虑了自身发电计划安排,又顾及了在面对风险发电公司竞价决策时应该考虑的一些因素,因此模型比较贴近于实际的发电竞价情况。通过算例的模拟分析表明,文中所提出的基于SP/A的发电公司竞价决策模型是合理的,其求解方法也是切实可行的。