电力市场环境下电网最大输电能力概率优化决策

最大输电能力(TTC)是电力系统的重要指标,也是电力市场交易的重要参考。在计及电网不同区域负荷概率不确定性及不同区域输电能力相互制约关系的基础上,统筹考虑输电网当前状态及预想事故状态下输电能力决策间的相关性,以输电综合成本期望值最小化为目标,以预想事故发生前后电网运行条件为约束,建立电网最大输电能力的概率优化决策一般模型,该模型将电网有功调度决策与不同区域负荷具体的概率不确定性紧密结合并统筹电网预想事故发生前后的输电能力决策。为保证计算的可行性及效率,通过将优化决策一般模型转化为双层线性规划模型进行迭代求解,得到电网不同负荷区域在运行状态下满足风险收益概率均衡的最大输电能力决策结果。以RBTS-6节点及IEEE-RTS79系统为例进行测试分析,论证所提模型的有效性。     

电力系统安全经济协调的概率调度理论研究

该文构建电力系统安全与经济相协调的概率调度模型。该模型通过电网安全价值系数使经济性和安全性折中，从而构成统一的期望目标，在满足电网正常状态和一定预想事故集合对应约束下，获取概率的最优解。其中，所谓调度的经济性，是考虑了系统的期望运行耗费，并包含事故状态下发电机组再调整和负荷中断所对应的安全校正耗费；所谓调度的安全性，是考虑了电网期望载荷的严重程度。因此，实现了调度经济性与安全性的均衡协调，采用安全经济风险圆图对运行风险水平进行了可视表达，适应市场环境下有功优化调度的智能决策理念。最后以6节点系统为例，详细分析本文模型的机理，论证其有效性和合理性。     

计及网络安全约束及用户停电损失的动态经济调度方法

提出一种计及网络安全约束及用户停电损失的动态经济调度模型，并给出相应的求解方法。该模型将非事故运行状态下机组的输出功率、预想事故（包括发、输电元件故障）发生后机组再调度的输出功率以及必要的切负荷功率作为独立变量进行决策，调度目标为系统的发电成本期望与用户的停电损失期望之和最小。模型采用发电联合转移因子（GJSDF）确定各支路潮流，并通过对支路潮流的限制保证了调度与再调度方案均可满足系统的网络安全约束。所构成的模型为二次规划问题，文中采用原对偶内点法进行求解。为解决多时段多状态所带来的计算规模庞大的问题，求解过程中充分利用了各调度时段间、各事故运行状态与非事故运行状态间的弱耦合性，首先采用时段间解耦的必要条件对前瞻时段数进行缩减，然后针对原对偶内点法KKT条件形成的牛顿修正方程的特殊分块形式进行分解计算，有效地提高了模型的求解效率。通过对IEEE 30节点系统的测试，表明该方法是有效的。     

计及输电元件实时运行态势的电网运行风险决策

在电网优化调度与控制决策过程中,其运行的经济性与可靠性往往存在着不一致。为统筹二者之间的关系,构建了计及输电元件实时运行态势的电网运行风险决策模型。该模型从风险的角度,以电网期望运行净收益最大化为目标,以机组出力、电网节点失负荷量为决策量,在满足所有预想事故发生前后状态对应约束集下实现模型求解。该模型将电网运行风险评估理论与电网运行决策进行融合,丰富和发展了电网运行风险决策理论。通过算例分析验证,论证了所提模型的合理性和有效性。     

计及不确定因素的梯级水电站短期优化调度

以一定时期内期望发电效益最大化为目标,采用马尔可夫链对梯级水电站机组未来调度时段的预想故障及上网电价进行概率预测,构建了一种新的梯级水电站短期概率优化调度的模型,并且采用服从正态分布的负荷波动来分析时变负荷对优化调度的影响。该模型全面考虑了梯级水电站蓄水量、弃水量、水位、发电引用流量等约束条件,实现了机组运行状态概率预测与优化调度决策的密切结合。利用微分进化算法鲁棒性强、搜索效率高的特点, 与蒙特卡洛方法对模型进行求解。以一梯级水电站系统为例进行计算分析,表明所提出的模型合理和有效。     

计及不确定因素的梯级水电站短期优化调度

以一定时期内期望发电效益最大化为目标,采用马尔可夫链对梯级水电站机组未来调度时段的预想故障及上网电价进行概率预测,构建了一种新的梯级水电站短期概率优化调度的模型,并且采用服从正态分布的负荷波动来分析时变负荷对优化调度的影响.该模型全面考虑了梯级水电站蓄水量、弃水量、水位、发电引用流量等约束条件,实现了机组运行状态概率预...     

一种新的考虑多个预想事故暂态稳定约束的最优化潮流模型

提出了以整个系统总期望成本为目标函数的最优化潮流模型。期望成本中包括系统正常运行时的煤耗成本和故障发生后所需付出的紧急控制措施的代价。模型中计入了预想事故的发生概率,将多个预想事故分为两个集合。一个集合的预想事故作为强制约束进行最优潮流计算,得出正常运行时的成本;另一个集合中的预想事故采用基于动态安全域的最优紧急控制模型,求取最优紧急控制措施代价。然后将这两部分成本按照其发生概率计入目标函数。10机39节点算例表明,该模型所得结果较传统的考虑多个暂态稳定约束的最优化潮流模型总成本减少了12%。     

智能电网环境下需求响应参与系统备用的风险协调优化模型

基于风险管理思想,构建了智能电网环境下紧急需求响应参与系统备用的协调优化模型。通过对备用容量配置的风险分析,运用马尔可夫链预测未来时段的系统运行状态概率,考虑事故发生后系统安全运行所付出的费用代价,实现了以概率方式对事故状态集的货币化度量,从而将事故后的风险损失引入备用优化模型。在电力市场环境下有效优化了发电侧和需求侧备用资源的配置。IEEE30节点系统算例表明,所提模型和方法有效可行。     

智能电网环境下需求响应参与系统备用的风险协调优化模型

基于风险管理思想,构建了智能电网环境下紧急需求响应参与系统备用的协调优化模型.通过对备用容量配置的风险分析,运用马尔可夫链预测未来时段的系统运行状态概率,考虑事故发生后系统安全运行所付出的费用代价,实现了以概率方式对事故状态集的货币化度量,从而将事故后的风险损失引入备用优化模型.在电力市场环境下有效优化了发电侧和需求侧备用资源的配置.IEEE30节点系统算例表明,所提模型和方法有效可行.     

多预想事故静态电压稳定约束阻塞管理及成本分摊

提出一种适用于日前电力市场，综合考虑系统正常状态当前运行点支路电流、节电电压约束以及多预想事故状态条件下的静态电压稳定约束的阻塞管理方法，并进一步提出一种基于模态有功参与因子的静态电压稳定约束阻塞成本分摊算法。通过对IEEE 30 节点系统的仿真实例说明，该方法能够有效地处理多预想事故静态电压稳定约束，阻塞成本的分摊完全符合基于责任的分摊原则，不但可以公平地分摊阻塞成本，而且向市场各方提供的经济信号也有利于系统的安全稳定运行。     

考虑储能充放电效益的孤岛微电网经济优化模型

针对孤岛模式下的微电网经济调度问题,提出了一种考虑储能充放电效益的优化调度模型。该模型充分考虑了储能单元在过去时段的电能购置成本与未来时段运行效益,以确定储能单元当前时段参与微电网经济优化的方式;在此基础上,微电网中的各单元代理点通过与相邻代理点交换期望的交易电量与电价实现自身运行效益的最大化。该模型采用交替方向乘子法对各代理点之间的最优交易电量与电价进行求解。最后,在3种不同的天气场景下,分析了孤岛微电网分布式经济优化调度的运行结果,验证了所提模型及求解方法的有效性。     

安全约束最优潮流的实用模型及故障态约束缩减方法

针对大型电力系统安全约束最优潮流(SCOPF)问题具有的计算规模庞大、求解困难的特点,提出了基于潮流转移关系的SCOPF实用模型及故障态约束缩减方法。首先通过预想故障分析建立故障前后的有功潮流转移关系,将故障态支路有功潮流描述为基态支路有功潮流的函数,从而将故障态支路有功潮流约束描述为基态支路有功潮流的线性不等式约束;然后通过对并联线路或并列主变压器进行分组,利用组内支路的有功潮流分布关系减少需监视的支路规模;最后利用设备短时通流能力明显大于其长期通流能力的特征对故障态支路潮流约束进行过滤,以尽可能减小SCOPF问题的计算规模。IEEE 14节点测试系统和华东电网的仿真分析验证了所提模型及约束缩减方法的正确性和有效性。     

考虑新能源不确定性边界的主动配电网优化调度

为促进配电网中新能源的充分消纳同时兼顾调度方案经济性,对新能源发电特性进行了分析,并构建了考虑新能源预测误差分布特性的潜在期望风险评估模型。在满足主动配电网中各个机组单位运行约束的前提下,建立了内嵌新能源不确定性边界优化的主动配电网优化调度模型,并提出了一种改进粒子群优化算法与分支定界算法相融合的双层混合优化算法,以有效地求解所建含变限积分的混合整数非线性规划模型。算例结果表明,与现有主动配电网确定性和鲁棒动态经济调度方法相比,所提基于最优新能源不确定边界方法可以合理权衡调度方案运行的经济性和潜在风险,取得更优的总成本。     

基于交替方向乘子法的主动配电网日前两阶段分布式优化调度策略

随着主动配电网中可控设备的大量接入,亟需提出新的优化调度策略以适应主动配电网日益复杂的调度运行。针对此问题,综合考虑主动配电网的运营成本和网络损耗,提出了一种日前两阶段分布式优化调度策略。第一阶段为有功优化阶段,考虑可控资源的有功调节作用,以配电网运营成本最小为目标进行经济优化调度;第二阶段为无功优化阶段,在第一阶段调度基础上,以系统网损最小为目标,考虑可控资源的无功调节作用,建立无功优化模型。为减轻系统通信负担,采用交替方向乘子法分别将有功和无功优化的集中式数学模型分解成多个子模型,通过相邻区域间期望信息的交互实现模型的分布式求解。仿真结果表明该策略可有效减小配电网的运营成本和网络损耗。     

基于风电出力概率预测模型的源荷储日前概率优化调度

为提高电力系统应对风电出力不确定性的能力,基于概率优化方法,构建源荷储日前概率优化调度模型,该模型在考虑风电出力概率分布的同时避免了大量场景的生成与缩减过程,且能够考虑风电出力偏离预测值后常规机组的调整情况,实现备用容量在各机组间的最优分配。在对储能设备进行日前调度时,根据荷电状态的变化动态调整储能设备的充放电功率上限值,改进储能设备的数学模型,避免储能设备发生过充和过放。采用IEEE 6节点系统进行算例分析,验证了所建模型的有效性。     

计及功率预测误差的主动配电网实时经济调度方法

为实现主动配电网的优化运行,构建分布式发电的高效集成和管理平台,采用实时经济调度方法计及功率预测误差确定系统的优化运行计划。首先以当前时段的实时经济运行成本最小为目标,计及功率平衡约束、设备运行约束、储能充放电约束等约束条件,建立小时级的实时经济调度模型。接着,在15 min级的时间尺度上,以实时经济调度计划为基础,针对可再生分布式发电的功率预测偏差,建立计及修正计划经济成本的实时经济调度修正模型并进行求解。仿真算例表明,主动配电网在并网运行模式下的经济性指标优于离网模式,实时不平衡功率调整方法相比于传统方法具有更优的经济性,同时所建立的模型适用于制定主动配电网运行计划。     

基于模型预测控制和机会约束的主动配电网实时调度优化策略

合理利用分布式电源和可调负荷的灵活调节特性是实现主动配电网主动控制的关键,但其中分布式电源的随机性和波动性影响了实时调度的可靠性。为实现主动配电网的实时优化调度,提出基于模型预测控制和机会约束的主动配电网实时调度优化策略,将模型预测控制与机会约束相结合,降低了分布式能源随机性和波动性对小时间尺度调度的影响。首先,对主动配电网的小时间尺度调度体系进行了分析;在此基础上,以最优经济调度为优化目标,通过模型预测控制将系统未来状态感知与实时状态反馈相结合,对实时调度进行滚动优化,尽可能减小配电网不确定性影响;在滚动优化中采用机会约束进一步降低分布式能源和可调负荷随机波动的影响;实现了主动配电网实时调度的高可靠性和高经济性。最后通过全面的运行实例验证了所提策略的适用性和优越性。