电力市场中考虑机组启停约束的购电策略

在电力市场环境下，电网以最小化购电费用为目标，而发电公司以最大化售电收益为目标，如何寻找二者之间的市场成交点是一项复杂而重要的工作。制定发电计划时，机组的启停是必须考虑的问题。基于此，文中对电力市场中考虑机组启停约束的购电策略进行了研究，并建立了相应的数学模型，提出了机组报价对电网总购电费用灵敏度的概念，以及考虑机组启停约束的购电算法，得出的结论对制定发电计划有一定的指导意义。     

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。     

协调中长期市场交易计划与日发电计划的周机组组合策略研究

针对飞速发展的中长期市场化改革中如何协调中长期市场交易计划和日发电计划的问题,提出了以机组启停费用最小为目标的周机组组合方法,以承接中长期交易计划电量履约要求和节能减排优先级,并为日发电计划留足优化空间。决策模型以中长期计划的市场效益和节能减排效益已充分优化为前提,考虑电量完成进度约束、启停连续性约束和开机充裕度约束,针对最新的电网运行信息和系统平衡偏差,优化最佳的机组组合调整量。最后,以某省实际数据为基础构造算例,验证了该方法的可行性。该方法有利于降低机组再组合成本,最大限度地继承中长期计划的社会效益和环保效益。     

电力市场中考虑安全校核的发电计划生成策略

介绍了电力市场下考虑安全约束的发电计划生成方法及其处理过程,其核心技术问题 是机组组合优化,需考虑负荷平衡、机组出力范围、旋转备用、爬坡速度、机组最小启停时 间等约束以及网络传输能力的限制。该发电计划生成策略已在辽宁电力市场中成功应用。     

市场条件下的机组启动费问题

机组在启动过程中需要耗费高额的启动费，这部分启动费是应由电网公司在制定日计划时予以考虑，还是应由发电公司在报价时自行考虑？针对这一问题，作者以对比机组启动费用与发电效益为出发点，提出了根据机组的启机效率，使用寿命以及国家现阶段的政策导向等多方面因素，由电力市场调度交易中心和发电公司以及市场监管部门兼顾各方利益，共同核定机组的含有技术和经济双重性的参数－“最小经济运行小时数”，并由发电公司依据机组自身特性和市场状况，自行处理启动费；而调度交易中心在制定竞价上网发电计划及结算时则不再单独考虑和支付机组启停费用的观点：文中同时还提出了分摊机组启动费的两种方法－平均分摊法和负荷比例分摊法，并对比了这两种分摊方法对双方经济性的影响。     

基于多时段机组组合的中长期市场安全校核方法

为解决电力中长期市场中调度机构安全校核缺乏有效技术方法的问题,基于多时段机组组合模型提出了一种面向电力中长期市场的安全校核方法。以发电企业中长期校核电量偏差最小化为优化目标,综合考虑电力平衡约束、网络传输能力约束、机组发电能力约束等多方面系统运行约束条件,构建了电力中长期市场机组组合模型。利用该机组组合模型,对电网调度过程进行运行模拟。并通过判定各发电企业电力中长期交易结果的完成率偏差,来判定电力中长期市场交易结果是否满足系统运行要求。最后,基于某省区电网实际数据构造的算例表明,与传统典型日运行模拟校核方法相比,本文所提出的校核方法能有效考虑机组启停时间约束等运行要求,更符合电网实际调度运行需要,能够给出更为准确的安全校核判定结果。     

电力市场条件下电网公司的购电优化模型研究

随着电力工业改革的进行,厂网分开已经实现,此时电网公司的目标是追求企业发展和实现企业价值最大化,因此对电网公司的购电策略进行研究是非常必要的。本文研究电网公司在发电侧已经开放且采用单一购买者模式的电力市场条件下的最优购电方案,建立了电网公司在长期合约市场的购电模型,分析了发电商的机组发电报价曲线和备用容量报价曲线。根据合约市场中的购电量以及对机组发电报价和备用容量报价的分析,本文建立了市场清算价格由机组报价形成的短期现货市场中电网公司的购电优化模型,其目标函数是使购买电能和备用的总费用最小,约束条件需考虑用户的需求以及系统的安全稳定运行。     

含抽水蓄能电网安全约束机组组合问题的混合整数线性规划算法

抽水蓄能机组的投运对电网发电调度计划的制定具有很大影响,建立了含抽水蓄能机组电网的安全约束机组组合模型。以考虑了抽水蓄能机组启停费用的所有机组总运行费用为目标函数,根据抽水蓄能机组的不同运行工况给出旋转备用容量的解析表达式,同时在系统功率平衡约束中考虑了网络损耗的影响,并考虑了抽水蓄能机组的运行调度约束及网络安全约束。为了保证模型求解的可靠性和提高模型求解的计算效率,将目标函数进行分段线性化,并根据抽水蓄能机组的运行特点将其旋转备用容量约束等价转化为线性表达式。同时采用一种动态分段线性化方法近似逼近网络损耗,从而将机组组合模型转化为混合整数线性规划模型,并采用成熟的数学优化求解器CPLEX进行求解。对某实际23机306节点电网算例的计算结果表明,所提出的混合整数线性规划调度模型的网损逼近效果合理正确,算法求解速度快,具有较好的工程实用价值。     

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.     

发电市场技术支持系统中的有功安全校正策略

提出了符合中国发电市场运营规则的安全校正策略。考虑了机组出力变化速率约束、线路潮流速率约束和断面潮流速率约束,在灵敏度计算的基础上,以机组出力调整量最小和购电费用增量最小2种目标对机组出力计划进行调整。依据该算法研制开发的应用软件已在浙江发电市场技术支持系统（PMOS-2000）中投入实时运行,实践证明,该算法切实可靠,收敛速度快,鲁棒性强,能够处理实时运行中的各种情况。     

GENCO's Risk-Based Maintenance Outage Scheduling

This paper presents a stochastic model for the optimal risk-based generation maintenance outage scheduling based on hourly price-based unit commitment in a generation company (GENCO). Such maintenance outage schedules will be submitted by GENCOs to the ISO for approval before implementation. The objective of a GENCO is to consider financial risks when scheduling its midterm maintenance outages. The GENCO also coordinates its proposed outage scheduling with short-term unit commitment for maximizing payoffs. The proposed model is a stochastic mixed integer linear program in which random hourly prices of energy, ancillary services, and fuel are modeled as scenarios in the Monte Carlo method. Financial risks associated with price uncertainty are considered by applying expected downside risks which are incorporated explicitly as constraints. This paper shows that GENCOs could decrease financial risks by adjusting expected payoffs. Illustrative examples show the calculation of GENCO's midterm generation maintenance schedule, risk level, hourly unit commitment, and hourly dispatch for bidding into energy and ancillary services markets.     

复合能源分布式发电系统的机组组合问题

针对分布式发电的特点,提出了一种新的含多种复合能源的分布式发电系统发电成本最低的机组组合模型,并提出了一种针对分布式发电系统的调度策略,用改进的遗传算法求取在此策略下机组组合的发电费用,约束条件中不仅包含了常规机组组合问题的约束,还考虑了分布式发电系统的特殊约束,算例证明此模型和算法是可行的。     

Economic analysis of unit commitment with distributed energy resources

Classic unit commitment (UC) is an important and exciting task of distributing generated power among the committed units subject to several constraints over a scheduled time horizon to obtain the minimum generation cost. Large integration of distributed energy resources (DERs) in modern power system makes generation planning more complex. This paper presents the individual and collective impact of three distributed energy resources (DERs), namely, wind power generator as a renewable energy source, plug-in electric vehicles (PEVs) and emergency demand response program (EDRP) on unit commitment. In this paper, an inconsistent nature of wind speed and wind power is characterized by the Weibull probability distribution function considering overestimation and underestimation cost model of the stochastic wind power. The extensive economic analysis of UC with DERs is carried out to attain the least total cost of the entire system. To obtain the optimum solution, Teaching–learning based optimization (TLBO) algorithm is employed to solve the unit commitment problem considering IEEE standard 10 unit test system in this study. It is found that the combined effect of wind power generator, plug-in electric vehicles and emergency demand response program on UC significantly lessen the total cost of the system.     

计及风电出力波动的发电计划模型及应用

随着风电大规模并网,常规发电机组出力计划的指导性有所降低,次日开机方式的安排显得更加重要。为此,在常规机组发电计划模型及对系统负荷平衡约束和系统正负备用容量约束的物理含义进行分析的基础上,提出一种考虑风电功率波动特性的发电计划模型,并利用IEEE RTS 96系统对该模型进行测试。测试结果表明,该模型易于与现有模型结合,能有效处理风电功率接入后的发电计划编制问题,且其确定出的一组满足风电功率波动的常规机组开机方式,扩展了发电计划的适用范围,增强了发电计划模型的工程实用性。     

发电竞价算法（三）—— 动态规划法

动态规划法可以用来解决发电竞价中的机组组合与功率分配问题,在机组组合模型中可以考虑时段间启动费用和启停约束,在功率分配模型中可以处理报价曲线的下降特性。用该方法解决机组组合问题的困难是状态量过多,技术关键是在不丢失最优解的前提下尽量减少状态数。     

计及风电不确定性的多场景多时段安全约束机组组合解耦求解方法

为了加速求解计及风电不确定性的安全约束机组组合问题,提出计及风电不确定性的多场景多时段安全约束机组组合解耦求解方法。将原问题解耦为多个场景的安全约束机组组合问题;通过将各场景的调度时段分为多个子时段对各场景安全约束机组组合问题进行解耦,形成多个并行的子问题;为了确保多场景解耦和多时段解耦解的可行性,利用一致性约束耦合不同的子问题,并在目标函数中添加惩罚项。通过算例分析验证了所提方法的有效性。结果表明,在可接受的精度下,所提方法比传统集中式方法显著缩短了多场景安全约束机组组合问题的求解时间。     

考虑工业大用户负荷转移的安全约束机组组合

工业大用户中的一些负荷可以在不影响整体生产流程的情况下在一定时间范围内移动。这些可转移负荷被看作是启动时间可调节的。本文计及工业大用户可转移负荷的运行特性,建立了考虑工业大用户负荷转移的安全约束机组组合模型。该模型的目标函数为发电成本和负荷转移成本综合最小,在传统安全约束机组组合的约束条件中增加负荷转移相关约束。所建立的模型是一个混合整数线性规划模型,可以调用商用求解器求解。算例分析结果表明机组组合和可转移负荷的联合优化,能够改善系统负荷的峰谷差,降低系统运行的总成本,验证了本文所提出模型和方法的有效性。     

基于动态规划法的电力市场下最优发电计划的实现

负荷分配是编制短期发电计划所面临的主要问题。为了有效地解决各种类型报价曲线的负荷经济分配 ,并考虑到计算速度、精度及收敛性等问题 ,采用了一种改进的动态规划法———局部加密动态规划法 ,并采取了限制机组组合状态的措施。详细论述了应用这种改进算法解决实际问题的方案设计思想及软件实现过程 ,并用C语言编制了程序     

考虑电动汽车换电站与电网互动的机组组合问题研究

大规模电动汽车换电站接入电网后,其充放电行为将给系统优化运行带来新的挑战。将电动汽车换电站引入传统机组组合问题中,提出考虑换电站与电网互动的机组组合(unit commitment,UC)新模型。在深入研究电动汽车电池更换物理过程的基础上,以常规机组的发电成本、启动成本和考虑换电站充放电净负荷的方差为目标函数,考虑了换电站的充放电效率、电量平衡和满足日换电需求的最小储能等约束,形成机组组合问题优化新模型。通过换电站充、放电过程优化,降低机组出力的调整频率,提高电网安全运行的经济性。最后,在10机电力系统模型上进行算例仿真分析,验证所提模型的有效性和正确性。     

基于风电预测误差聚类的分布鲁棒含储能机组组合

为应对风电不确定性给电力系统调度带来的难题,提出了一种基于风电预测误差聚类的分布鲁棒含储能机组组合模型。首先,基于狄利克雷过程高斯混合模型对风电预测误差进行聚类,建立了数据驱动的风电预测误差模糊集,并进一步建立了考虑风电场间风电预测误差相关性的不确定集。接着提出了考虑储能的分布鲁棒机组组合模型,建立了考虑储能系统循环老化成本的目标函数。针对该模型min-max-max-min的4层结构,将其分解为两阶段问题,在第1阶段中引入运行域变量、爬坡事件约束与储能能量约束,以消去第2阶段中的动态约束,并将第2阶段问题通过KKT条件转化为单层问题,然后采用列约束生成算法对两阶段问题进行求解。最后,通过IEEE 6节点以及IEEE 118节点的算例分析,证明了所提模型的鲁棒性和有效性。