计及风电不确定性的省级电网月度购电风险管理模型

针对风电出力的不确定性,对区域电力市场省级电网月度购电计划建立对应的风险度量指标和风险管理模型。计及风电出力的不确定性,建立月峰荷和谷荷状态调峰、月峰荷和谷荷状态支路潮流越限、月电量平衡上下越限等风险度量指标;将上述指标作为风险管理手段,建立以购电费用和风险价值最小为目标函数的省级电网月度购电优化模型;针对所建模型为多目标模型以及含有风险度量指标的特点,采用内嵌目标相对占优与Monte-Carlo随机模拟技术的混合遗传算法求解。算例验证了所建模型的有效性。     

电网直购电极限规模及评估指标体系研究

直购电规模的扩大,可能降低峰谷调节能力、加剧输电断面载荷,使得不同容量机组利用小时数不均衡,增加了电网调度难度。因此需要根据发输电约束确定直购电规模,量化评估影响因素。提出了直购电规模上限的量化计算方法。根据历史负荷数据,预测电网负荷。增加大机组开机,减小小机组开机,从而量化直购电规模上限。构建评估指标体系,量化调峰能力、断面载荷、扣减系数等对直购电规模的影响。算例结合实际电网数据验证了所提模型的可行性与正确性。     

上海电网实时购电辅助决策系统初探

实时平衡购电是电网调度中满足系统负荷需求、保障电网安全稳定的重要手段。在购电时,需要合理估算购电需求,深入分析购电成本。分析了上海电网实时平衡购电的现状,提出了基于华东电网CPS考核标准的机会损失模型;结合当前的报价方式,提出了以平均购电总成本最小为目标的综合决策模型;并介绍了该决策系统的功能和使用方法。     

考虑电源调峰深度的外购电年度交易规划

我国新电改提出要完善跨省区电力交易机制政策,制定合理高效的跨省区外购电中长期交易规划。考虑省间电力传输的约束性,引入了外购电源的调峰深度概念,结合外购电价、省内负荷和发电出力等因素,通过对每月典型日的电力电量平衡分析,确定省内电力供应缺口,建立了外购电年度交易规划模型,从而优化不同电源的购电顺序,实现年度外购电费用最小的目标。模拟计算表明：1）通过增加调峰深度较好而电价较高的外购电量,可以减少调峰深度较差而电价较低的外购电量,从而降低购电费用;2）不同月份的电力需求情况对该月外购电交易的优化效果有较大影响,新方法在电力需求较少的月份能取得很好的优化结果。     

兼顾节能降耗的电网公司购电计划

合理制定购电计划有利于减少购电支出和降低网损,提出了一种兼顾网损的购电计划数学模型,以全网日购电费用和网损费用之和最小为目标函数,并满足各种机组技术约束和系统安全约束,进一步解耦成依次单时段模型,降低了解空间维数,提高了寻优效率.采用灾变遗传算法进行求解,仿真结果表明,相比传统购电计划,所提模型在显著节约购电成本的同时很好地降低了网损,符合当前阶段电网公司经济调度的需求.     

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%。     

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。     

考虑可再生能源消纳责任的售电公司购电决策分析

作为电力交易的主要参与者之一,售电公司须积极承担消纳可再生能源的责任。为分析可再生能源消纳责任考核对售电公司的影响,建立购电组合投资模型。模型采用场景法描述现货电价、可再生能源出力等因素的不确定性,以考虑条件风险价值的交易成本最小化为目标制定售电公司最优购电策略,并引入消纳责任考核的惩罚机制,实现对考核力度作用的评估。模型采用MATLAB中YALMIP工具箱进行线性规划的求解。采用算例仿真分析风险偏好程度、消纳责任指标、可再生能源预测准确度、监管部门惩罚力度等因素对售电公司最优购电策略的影响,验证了模型的有效性。     

不确定条件下日前购电计划的风险评估方法

随着电力市场体制改革的不断深入和全面实施,电网企业在市场环境下面临的不确定性风险日益突出。为了在保障电网安全运行的同时提高企业效益,日前购电计划的风险评估就显得尤为重要。在概率性负荷预测的基础上,提出了对既定的日前购电计划在不确定条件下进行风险评估的方法。该方法通过预估或模拟实时市场的电价波动情况,分别从全局及局部两个角度对购电计划面临的风险进行分析和评估,进而对多个可行的购电计划进行风险意义上的排序和筛选。结合IEEE24节点系统对该方法的有效性和实用性进行了验证。提出的方法更加深刻地揭示了既定购电计划的经济性、风险性及对不确定条件的适应性,为日前购电计划的风险评估提供了一种可行的新思路。     

储能电站对电网购电特性的影响研究

随着储能电站在电网中的广泛应用,由于储能电站的能量搬迁作用,大规模储能电站对电网购电特性的影响越来越重要。本文采用基于数学优化的生产模拟仿真程序,考虑了机组启停、水电跨周调节、抽蓄跨日调节、光热电站跨日调节,比较了储能电站对减少电网购电量、最大购电功率和新能源弃电的影响。研究分两个部分：（1）研究购电曲线对购电量的影响,确定外购电方式;（2）在确定的购电方式后,分析储能电站对购电特性的影响。西北某实际电网的仿真案例的计算结果表明,相比于直线购电方式,阶梯式购电方式可减少电网外购电量和新能源弃电率,但最大购电功率增加;在阶梯式购电基础上,建设储能电站,可进一步降低电网外购电量、新能源弃电率和最大购电功率,建议采用阶梯式购电方式并建设1200MW储能电站。论文的研究成果可为我国高比例新能源系统电网侧储能电站的建设提供参考。     

满足电网调峰的化学储能最优容量敏感因素分析

近年来化学储能由于选址灵活、建设周期短、成本下降快的特点,逐渐在电网调峰中得到应用.然而化学储能用于电网调峰时的最优容量受哪些敏感因素影响以及如何影响,目前尚未得到充分研究.针对该内容,构建了用于调峰的化学储能最优容量配置模型,模型以系统总成本最小为目标,以目标规划年各类电源、负荷的规划或预测数据为边界,对各储能容量待...     

基于最优控制原理的电力系统紧急控制及应用

基于时域方法仿真得到系统受扰轨迹,并结合实际电网安全稳定控制系统的配置情况和运行要求,给出了暂态稳定下最优紧急控制模型。采用了启发式故障后轨迹相对功角最大值小于门槛值作为暂态稳定约束条件,通过引入变分原理,推导了暂态稳定约束条件对控制量的灵敏度。通过建立线性规划模型,把微分代数方程所描述的电力系统紧急控制转化为以切机切负荷为控制量的最优控制问题。文中提出的暂态稳定紧急控制模型与时域仿真方法具有同等的适应性。广东电网的计算结果表明,文中方法对紧急控制策略灵敏度的确定高效且实用,对保证电网安全稳定运行有重要意义。     

地区供电公司日前购售电计划的联动优化模型

将非线性灰色Bernoulli模型用于到中长期电力负荷预测,提出了优选模型参数的粒子群优化算法。该模型是将GM(1,1)模型与Bernoulli微分方程相结合的一种灰色模型,适用于对不同发展趋势曲线的预测。通过粒子群优化算法,以模型预测平均绝对百分误差最小为目标,选择最优的模型参数。采用不同测试数据以及实际电网负荷数据进行了验证,结果表明上述模型有很好的适应性及较高的预测精度。     

考虑跨区直流调峰的日前发电计划优化方法及分析

阐述了中国跨区直流输电对促进西北地区新能源消纳的重要性,分析了目前跨区直流外送模式对新能源消纳的不利影响。综合考虑分析直流输电系统的运行特性和跨区电能交易需求,建立了跨区直流计划调整的混合整数线性约束模型,提出了考虑跨区直流互动调峰的新能源与常规能源协调优化的两阶段日前发电计划编制方法。首先,基于安全约束经济调度(SCED)模型分析了受端电网直流接纳能力。然后,基于安全约束机组组合(SCUC)模型,综合考虑直流计划调整约束、系统平衡、机组运行、新能源出力预测和电网安全等约束条件,以节能环保和新能源消纳最大为优化目标,编制送端电网的机组组合、出力计划和直流送出计划。最后,通过某省级电网及其跨区直流计划优化调整的算例验证了所提方法的有效性。     

应用网络流理论的停电系统恢复路径混合整数线性优化模型

停电系统恢复路径优化是一个组合优化问题,其计算规模随着系统规模的扩大呈指数级增长,加快恢复路径搜索速度是当前研究的热点之一。考虑到现有研究中的连通性约束尚未解析表达,使停电系统恢复路径优化问题难以建模为混合整数优化模型。为此,通过构建停电系统的单源多汇网络,以节点投运状态和线路流量作为决策变量,基于流量注入和到达节点间路径连通的基本原理,分别设定网络中各节点的流量守恒约束和容量约束,解析表达了网络连通性约束;在此基础上,将目标函数转换为线性表达形式,建立了恢复路径优化的混合整数线性优化模型,并采用CPLEX求解最优恢复路径。IEEE标准系统和江苏电网系统的仿真结果表明,基于所述模型的路径优化方法能够有效提高最优恢复路径的搜索速度。     

电力市场日前N-1安全校正模型及算法

在电力市场环境下,系统的运行方式多变,发生输电安全阻塞的概率大为增加.针对当前具有合同电力与竞价电力的电力市场运行特点,提出了一种日前N-1安全校正的数学模型及算法.模型中以电厂与负荷的调整费用最小为目标函数,以线路在正常网络与N-1故障网络下线路潮流与断面潮流不越界及机组满足爬坡功率为约束条件.在目标函数中将发电功率中的竞价电力与合同电力分开,负荷功率中的可切除非重要负荷与重要负荷分开,对于不同类型的发电功率与负荷功率赋予不同的权重;在构造线路约束集时,采用实用的有效约束集方法减少约束线路数.省级电网算例验证了所提算法的正确性和有效性.     

电网实时购电价格计算分析系统的研究与应用

以节能发电调度排序原则为基础,以电网安全运行为约束,综合考虑市场与政策因素,对电网的实时购电价格进行了在线的计算分析;引入边际购电成本计算,构建了以电网实时出力调整的发电能耗最小为目标的综合决策模型,能够对跨省区购售电短期交易的经济性进行评估.同时,详细阐述了据此开发的电网实时购电价格计算分析系统的构造体系与主要功能,指出了系统实时边际购电成本计算的创新性与数据自动寻优和免维护等实用化的特点.目前该系统已投入四川电网实际运行,试运行的结果证明了系统的实用性和有效性.     

基于OPF的互联电网AGC优化模型

提出了一种基于OPF的互联电网AGC优化模型。该模型在传统OPF模型的潮流安全约束基础上,考虑了发电机组和负荷的静态频率特性,增加了机组的爬坡速率约束、频率质量约束和互联断面的传输有功约束,同时以AGC机组的辅助调节费用最小为目标函数。所建模型扩展了OPF模型的应用范围,使其由发电计划的决策方法扩展为实时发电控制的决策方法,并避免了传统AGC策略的区域偏差和潮流安全约束的越限风险。采用预测-校正原对偶内点法求解所建模型,并通过对IEEE 39节点修正系统的仿真分析,验证了新模型的正确性和有效性。     

基于电力平衡的区域电网风电接纳能力研究

针对电力平衡的区域电网风电接纳能力问题,笔者根据电网调峰能力、风电同时率、系统备用容量和联络线调节率等影响因素,建立了风电接纳能力评估体系,提出了基于电力平衡的低谷时刻机组调峰裕度计算方法,即电网风电接纳能力的评估.以辽宁电网为例,依据电网电源负荷特性,分析了负荷低谷时刻风电接纳能力.结果表明,在冬季供暖期的负荷低谷时段,由于辽宁电网调峰能力制约,全网存在弃风现象,因此负荷低谷时段风电接纳能力即是全网风电接纳能力的极限。     

风荷组合场景下计及调峰效益的电锅炉和储热系统容量优化配置

储热系统具有良好的调峰特性,可以打破热电联产机组以热定电的刚性约束。合理的配置电锅炉和储热系统能够有效提高地区电网消纳风电的能力。综合考虑风荷不确定性,构建基于启发式矩匹配方法的风-荷组合场景,在此基础上,建立计及调峰效益的电锅炉和储热系统优化配置双层规划模型,上层以待规划热电厂年化调峰净收益最大为目标,下层以组合场景S下总燃料成本和弃风惩罚成本最小为目标,以电热系统相关约束作为约束条件,最后采用粒子群优化方法对该模型进行优化求解,获得最优电锅炉和储热系统配置方案。算例结果表明,合理配置电锅炉和储热系统,可以有效的提高风电消纳率以及整体收益。