水火电力系统多目标环境经济调度模型及其求解算法研究

通过综合考虑发电费用最小及污染气体排放量最小这两个调度目标建立了水火电力系统多目标环境经济调度模型,并提出一种混合多目标差分进化算法对模型进行求解.该算法针对多目标优化问题的特点对差分进化算法的算子进行了修正,并基于混沌序列提出一种参数自适应调整策略以克服算法参数率定的难题.设计了一种二次变异算子来防止算法陷入局部最优.针对不同类型约束特性提出一种约束处理方法.实例计算结果及对比分析验证了所提方法的可行性和有效性,为实现水火电力系统实现经济与减排双目标均衡优化提供了一条崭新途径.     

节能减排目标下燃煤机组电量分配模糊优化模型

电力工业是节能减排的重点行业,"以大代小"成为电力行业节能减排和结构调整的重要手段。以煤耗量和二氧化碳排放量最小为目标,建立节能减排下燃煤火电机组电量分配优化模型,并通过定义目标隶属度函数将目标模糊化,采用满意度指标将双目标问题转化为单目标问题进行求解。算例分析表明:建立的优化模型能够在满足煤耗和排放量最小的目标下合理分配机组发电量;相比计划电量分配模式,节能减排模式下100 MW及以下煤耗高、污染重的小机组被分配电量减少、煤耗低、污染小的大机组被分配电量增多。通过与单目标模型比较,该双目标优化模型可以更好地兼顾到煤耗和排放目标的统一,为电力节能减排政策制定提供更准确的定量分析依据。     

基于实际报价结算的电力市场下考虑消除阻塞费用最小的竞价算法

提出了在电力市场下按实际报价结算时以购电费用最小来消除阻塞的竞价算法.该算法以购电费用最小为目标,以过载支路的过载量和相应的发电机灵敏度与修正量的乘积为等式约束以及发电机组功率的上、下限等为不等式约束.根据计算出的灵敏度的不同分成三种情况,采用拉格朗日函数求极值的方法,只需解一个线性方程组就可得出各发电机的修正量,计算简单快捷.算例证明了所提算法的正确有效.     

电力市场中含分布式电源的配电网重构模型

电力市场体制中,分布式电源(DG)一般由用户所有,具有削峰、紧急功率支持等诸多作用。在电力市场的背景下,为了使得配电网在正常运行条件下最大程度的得到优化,将DG视为可调度设备,将DG注入功率作为优化变量,加入配电网重构综合优化的过程。提出把DG注入功率、网络损耗、效益分配按电价转换成综合费用,以综合费用最小为目标函数,采用提出的改进量子进化算法(IQEA)进行求解。该改进算法采用改良策略,提高了搜索效率,结合基于环路的量子坍塌策略避免了不可行解的产生,提高了重构效率。采用IEEE33节点测试系统进行仿真计算,结果表明了所提方法的正确性和有效性。     

不同发电调度方式调度效果比较分析

均衡调度、煤耗调度和成本调度是3种不同的发电调度方式,与电力系统运行实现公平、节能、经济等目标密切相关.深入分析3种调度方式的机理,以等负荷率为目标建立基于最小二乘的均衡调度优化模型,采用序列二次规划算法求解:分别以煤耗最小和购电成本最小为目标,建立煤耗调度和成本调度的日前安全约束机组组合模型,采用动态规划结合序列二次规划的混合算法求解.IEEE30节点算例分析表明,3种调度方式体现了相异的调度目标,决定了机组组合和发电出力分配的结果,并且不同调度方式将影响区域间的潮流分布.     

水火电力系统多目标环境经济调度模型及其求解算法研究

通过综合考虑发电费用最小及污染气体排放量最小这两个调度目标建立了水火电力系统多目标环境经济调度模型,并提出一种混合多目标差分进化算法对模型进行求解。该算法针对多目标优化问题的特点对差分进化算法的算子进行了修正,并基于混沌序列提出一种参数自适应调整策略以克服算法参数率定的难题。设计了一种二次变异算子来防止算法陷入局部最优。针对不同类型约束特性提出一种约束处理方法。实例计算结果及对比分析验证了所提方法的可行性和有效性,为实现水火电力系统实现经济与减排双目标均衡优化提供了一条崭新途径。     

考虑电网调度实时性要求的机组负荷优化分配

为了满足电网调度对火电厂负荷优化分配的实时性要求,提出了负荷优化分配总时间的概念并给出了具体计算公式。对煤耗、污染物排放、负荷调整时间的多目标数学模型进行了改进,将全厂煤耗量、污染物排放量两个目标统一为经济性成本目标,将负荷调整时间目标处理为机组变负荷范围的约束条件。通过引入遗传算法中的自然选择机制,提出了自然选择粒子群算法,并对算法的惯性权重及约束条件的处理进行了改进。实例计算结果表明：该方法与现有多目标优化方法相比可有效地缩短优化计算时间,在满足电网调度对负荷分配总时间的硬性要求的同时,更能满足电厂降低成本需求。     

基于自回归积分滑动平均模型的可转移负荷竞价策略

研究了在较成熟的电力市场环境下,可转移负荷在日前市场和实时市场的最优竞价策略。在最优报价计算过程中,必须满足可转移负荷在截止时间内完成运行一定的电能消耗的约束条件。考虑到传统平均值短期负荷预测结果存在偏差,提出了一种基于自回归积分滑动平均模型的可转移负荷最优竞价策略,通过历史电价的变化特征估计模型的参数,从而预测第二天的日前电价和实时电价曲线,并以此为依据优化竞价策略。在此基础上,考虑功率限制,提出了基于贪心算法思想的电能竞价自动调整算法。通过实际电价数据进行计算,验证了此策略比单纯利用历史数据的期望值作为模型参数为购电者节省了更多购电费用,并能够有效完成竞价调整,以满足各个周期的功率限制。     

考虑碳排放配额和碳交易的新能源电力系统日前优化调度

在电力系统碳交易市场化的背景下,研究一种科学、有效的碳排放额度分配策略,具有重要的理论和实际意义。该文在新能源大规模接入的现状下,考虑限制排放主体的碳排放量,并在排放主体间建立碳交易模型,提出一种考虑碳排放配额和碳交易的日前优化调度方法。分别构建火电和风电碳交易费用的模型,提出一种基于熵值法的碳排放额度分配策略,对区域电网基准线排放因子的权重进行重新分配;考虑到因风电接入而造成常规火电机组产生的额外碳排放量,在碳交易价格预测的基础上,计算不同类型机组的碳交易费用;以调度时段内系统总费用最小为优化目标,构建考虑碳排放交易的日前优化调度模型,并求解该模型。仿真结果验证了所提方法的正确性和有效性。     

基于模糊算法的水火系统双目标经济负荷分配的研究

本文建立了电力市场下以全网煤耗最小并成本节约最大为双目标的水火电力系统有功经济负荷分配模型,将模糊优化理论、大系统分解理论及线性规划方法有机结合,提出了求解双目标、大规模、非线性经济负荷分配问题的有效方法,得到了最佳满意度,协调了各目标间的冲突。仿真算例的结果验证了本文模型和算法的正确性和有效性。     

实时调度决策理想度评估的模型与方法研究

为了准确分析和评估实时调度计划编制水平,提出了基于PJM理想调度理念的实时调度决策评估方法。在深入分析美国PJM理想调度评估方法的基础上,将理想调度评估理念引入到调度员实时调度决策水平的评估中,并结合实时调度实际业务,设计了基于场景重构、评估指标计算的实时调度决策评估模型,量化实际调度方案与理想方案的差距,为客观评价实时调度业务提供了支撑。基于我国某省级电网实际运行数据的算例分析表明,该方法能够正确量化评估实时调度的水平。     

协同电网安全性与经济性的新能源优先实时调度方法及应用

电网实时调度介于日内小时级滚动调度和秒级自动发电控制(AGC)之间,是在线调度过程中承上启下的重要环节。对新能源高占比电网,实时调度是提高电网实时调节能力和应对新能源陡升/陡降等强波动性的重要手段。实时调度本质上是带多重约束的多目标优化问题,需要兼顾多种实际需求,在基本不需要人工干预的条件下,分别以5 min和15 min为调度周期,在线自动、高可靠地给出可行合理的优化策略。文中提出一种安全性和经济性协同的新能源优先实时调度方法,采用多阶段推进决策,实现了不同场景下不同调度目标的协调,兼顾了消除断面拥塞、最大化消纳新能源、传统机组间出力公平分配、AGC备用容量可行等不同的调度需求。基于所提出的方法,开发了实时调度系统并在多个省级电网投运,实际运行结果证明了该方法的有效性。     

市场机制下智能电网调度控制系统调度计划应用模型及分析

智能电网调度控制系统调度计划的设计开发具有前瞻性,能够适应三公调度、节能调度、市场机制等不同模式。针对当前电力市场化改革的快速发展情况,文中给出了市场机制下智能电网调度控制系统在日前市场、日内实时市场、辅助服务、安全校核、新能源消纳、联络线优化等环节的具体应用模型及其分析,并进一步提出新形势下的发展思路。     

美国电力市场环境下抽水蓄能调度模式分析及启示

抽水蓄能在促进发电资源优化配置、维持电网安全稳定运行方面发挥着重要的作用,合理的抽水蓄能调度模式能够最大化运营商的运行收益和系统效益。美国在电力市场机制和抽水蓄能调度模式方面有成熟的经验,文中主要梳理了美国电力市场环境下抽水蓄能的3种调度模式:自调度、半调度和全调度,比较并分析了优化目标、运行约束、优化效益等主要环节的具体实践及应用区域。此外,以给定地区内抽水蓄能和火电机组联合调度为例,分析了3种调度模式下优化结果的差异及原因。最后,在总结美国抽水蓄能调度模式的基础上,提出了对中国电力市场环境下抽水蓄能调度模式的建议。     

基于深度强化学习的电动汽车实时调度策略

电动汽车(EV)作为一种分布式储能装置,对抑制功率波动有着巨大的潜力。考虑EV接入的随机性及可再生能源出力和负荷的不确定性,利用不基于模型的深度强化学习方法,建立了以最小功率波动及最小充放电费用为目标的实时调度模型。为满足用户的用电需求,采用充放电能量边界模型表征电动汽车的充放电行为。在对所提模型进行日前训练及参数保存后,针对日内每一时刻系统运行的实时状态量,生成该时刻充放电调度策略。最后以某微电网为例,验证了所提基于深度强化学习的调度方法在满足用户充电需求的前提下,可以有效减小微电网内的功率波动,降低EV充放电费用;日内不需要迭代计算,可以满足实时调度的要求。     

具有节能减排内核的电力市场新模式

为进一步做好节能发电调度与电力市场建设的衔接工作,充分发挥市场机制在统筹配置电力资源方面的基础作用,文中从理论上证明了节能发电调度与电力市场模式衔接的必然趋势和前提条件,提出了“能耗权交易”和“能耗折价标准”概念,实现了能量、能耗、排污三者统一的货币评价标准。在此基础上测算了发电企业外部成本,提出了电力市场外部成本内置法。该方法将发电内部成本、超标能耗外部成本、污染排放外部成本三者统一到社会综合成本的框架内,按照社会综合成本最小化目标来优化调度发电机组。模拟计算及实证分析表明,该方法在有效控制能耗水平和污染总量的同时,实现了社会综合成本最小化,是值得推荐的一种新的电力市场模式。     

基于模糊优化和内点法的水火电系统短期经济调度

针对传统水火电系统短期经济调度模型在经济上的保守性,分析了在市场环境下考虑来水量不确定性的必然性和重要性,总结了目前水火电系统短期经济调度的常用方法.并指出这些方法的不足之处.在此基础上,将模糊集理论应用于来水量不确定性分析,提出了一种水火电系统短期经济调度的新方法.该方法考虑了来水量的不确定因素,用隶属度函数将来水量模糊化,以水火电系统中火电燃料费用最小和水电用水量偏差最小作为优化目标,采用模糊优化方法进行平衡,兼顾了火电和水电2个方面,并采用原对偶内点法求解该多目标模糊最优问题,具有较好的收敛性能.与传统方法相比,提出的方法较好地提高了系统的经济性.在一个测试系统的应用效果表明了该方法的有效性.     

Optimal generation dispatch with renewable energy embedded using multiple objectives

Traditional economic dispatch focuses mainly on minimizing the total operation cost of the power system. With the appearance of energy crisis and environmental pollution becoming a public issue, environmental effect of generator should be taken into consideration through the dispatch process. In this paper a multi-objective dispatch problem considering the integration of wind power is solved whose objectives include the generation cost, the reserve capacity and the environmental emission. To compromise different objectives, a coordination degree combined with a satisfaction degree are introduced in order to transform the multi-objective dispatch problem into a single-objective one, i.e., the optimal generation dispatch (OGD) model. Then the OGD is solved by a particle swarm optimization algorithm on an IEEE 30-bus system, with wind power generation and coal-fired generation embedded. The simulation results show that better results in terms of all the three objectives can be obtained from the OGD model, in comparison with two other multi-objective dispatch models. The simulation results also show that the integration of wind power will cause the increase of both the generation cost and the reserve capacity but will decrease the environmental emission.     

含分布式电源的主配一体化电网日前-实时协调风险调度方法研究

分布式电源的大量接入对电网调度及安全运行带来严重威胁,为提高配电网安全稳定运行水平,提出了含分布式电源的主配一体化电网日前-实时两阶段协调风险调度方法,构建了主配一体化电网日前、实时风险调度模型,将风险指标与调度成本目标进行耦合,在实现经济调度的同时,保障配电网安全运行。日前风险调度制定小时级发电计划和负荷曲线,为实时阶段提供安全运行点;实时风险调度在日前计划基础上考虑实时风险因素或故障,优化电网安全运行点。     

浙江发电市场中的实时调度与AGC设计

认为发电市场技术支持系统中实时调度与AGC指令的产生和执行,既要遵从市场经济的原则,又要保证电网的安全,同时必须考虑现有的一次设备和自动化系统的现状。文中结合浙江省发电侧电力市场的建设,介绍了市场环境下实时调度与AGC的实施,并对存在的问题进行探讨。