基于节能环保的水火电多目标调度策略

在国家节能减排的政策下,新的发电调度方式如何与竞价上网的电力市场机制有机结合起来,是一个值得研究的问题.主要考虑水电作为可再生能源的主要方式,提出了一个市场环境下、考虑节能减排目标的水火发电计划多目标模型;并提出一种改进的粒子群算法,设计了多维粒子修正方法,即根据各目标函数的权重系数,修正粒子在目标空间的寻优路径.通过算例,验证了该方法的简单有效性.最后通过基于相对熵均衡性评价模型,对决策结果进行评价与选择.     

等能耗水平下考虑污染物排放的发电调度研究

随着全国节能减排政策的实施和推广,传统的发电调度模式向节能减排的发电调度模式转变.文章结合节能发电调度办法和国家环境保护标准,提出了等能耗水平下考虑污染物排放的节能减排发电调度模型.在结合传统经济发电调度模型的基础上,综合考虑了污染物排放水平及其排放浓度约束,建立考虑了污染物排放因素的以全网供电煤耗量最小的目标函数,并...     

基于节能减排的发电权交易模式初探

发电权交易是通过市场机制实现节能减排的重要手段,而如何构建合理的交易模式是决定其节能减排效果的关键因素。在此背景下,通过引进能耗和排放水平因子,分别利用规范化加权平方和法、增加能耗和排放约束的方法,建立了同时考虑节能和减排的两种发电权交易模型,最后算例结果表明,提出的两种模型相对于于社会效用最大化模型可以更好地兼顾降耗和减排的双目标。在此基础上,探讨了三种交易模型在发电权交易市场发展阶段的适用情况。     

基于时间尺度的节能发电优化调度协调模型及算法

以“多时间级优化协调、逐时间级细化”为原则提出了基于时间尺度的节能发电调度协调模型及算法。该模型不仅考虑了当前时间级的电力系统安全稳定运行、连续可靠供电约束和节能减排优化目标,还考虑了当前时间级与上、下时间级之间节能发电调度计划的协调,以确保调度的流畅性,最大限度地实现电力节能减排的目标。同时,本文为开发节能发电调度决策技术支持系统提供了理论支撑。     

基于排污成本累加的节能减排发电调度模型研究

随着全国节能减排政策的实施推广,传统的发电调度模式向节能环保的发电调度模式转变。结合节能发电调度办法和国家环境保护标准,提出了基于排污成本累加的节能减排发电调度模型。在结合传统经济发电调度模型的基础上,综合考虑了污染物排放水平、排放收费及其排放浓度约束,建立考虑了污染物排放因素的以全网供电煤耗最小和总发电成本最小的目标函数,并通过算例分析了新型发电调度模型的有效性。针对模型的适用范围和影响因素,提出了有益的建议。     

节能环保结合市场机制的水火发电协调优化

在国家节能环保的政策下,水火发电计划如何与市场机制有机结合,是值得研究的问题.为了综合协调各方面的因素,本文提出了一个市场环境下水火电协调的日交易计划多目标模型.模型兼顾了电力市场交易的竞价公平性与环境保护之间的协调,以火电购电费用最低,火电污染气体排放最小和水电发电量最大为目标函数.一种基于多维粒子修正的改进PSO算法用于求解多目标模型.通过算例,验证了该方法的简单有效性.最后通过基于相对熵均衡性评价模型,对决策结果进行评价与选择.     

节能减排下含风电场多目标机组组合建模及优化

环境和资源矛盾日益突出,节能减排发电调度是一种必然。针对风电场出力的随机性与波动性,系统考虑向上向下旋转备用及风电加入后附加备用,建立了节能减排下含风电场的多目标机组组合模型。通过对多个目标进行无量纲化处理,提出了基于节能减排的含风电场机组组合的决策模型。该模型通过调节各目标之间的权重,能够平衡系统的能耗与污染气体的排放,并采用自适应的合作协同进化算法求解。算例表明该模型能有效利用风电,并兼顾节能与减排目标,最终实现含风电场机组组合的安全、经济与环保。     

节能发电调度协调理论及应用

建立了节能发电调度协调理论的整体架构,重点研究了节能发电调度在空间尺度、时间尺度、电力生产环节、经济补偿机制、区域经济协调发展等方面的协调机制及协调模型.在空间尺度与时间尺度上,提出了"自下而上预决策及申报、自上而下决策、多级优化协调、逐级细化"的国家、区域、省3级节能发电调度的协调调度机制、协调调度模型及算法,该模型不仅考虑了3级节能发电调度在当前时间级的以电力系统安全稳定运行和连续可靠供电为约束、以节能减排为优化目标的协调,也考虑了当前时间级的3级节能发电调度与上一时间级、下一时间级之间的相互优化协调,确保节能发电调度的调度流畅性,最大限度地实现电力节能减排目标.     

计及需求响应的含风电场电力系统发电与碳排放权联合优化调度

提出了一种节能减排形势下的优化调度模型和解法。研究对象上,文中研究了风电、火电、需求响应3种发电(虚拟发电)形式,需求响应可为系统提供零碳发电资源和旋转备用。模型建立上,基于多目标安全约束机组组合模型,采用发电和碳排放联合调度的方式,寻求经济目标与排放目标的折中协调解;约束条件综合考虑了需求响应、安全约束和碳排放等多种约束。解法上,采用分段线性化的方式,利用混合整数线性规划进行求解,解法适用于大规模系统,使模型更具实用价值。算例分析表明,决策结果能够兼顾排放与成本,并且在调度中引入需求响应可提高系统的风电消纳能力,具有显著的节能减排效益。     

基于MO-APSO的含风电场电力系统动态环境经济调度

为综合考虑碳排放权交易对风火联供模式的影响,基于节能减排、发电效益、机组运行3个方面约束条件,引入碳排放权交易成本函数,构建了考虑发电成本、碳交易成本、环境成本的风火联供系统多目标动态环境经济调度(DEED)模型。提出一种多目标自适应粒子群优化(MO-APSO)算法求解该DEED问题。根据寻优过程中粒子当前的适应度函数值,对惯性权重及学习因子进行自适应修正,进一步改善早熟的缺陷,增强全局搜索能力。含风电场的10机电力系统仿真结果表明:所提方法能同时优化成本和排放这2个冲突的目标,且获得了比其他算法更为宽广和均匀的Pareto前沿,有效降低了联供系统的碳排放量及综合运行成本。     

基于合作博弈的含清洁能源发电商参与现货市场竞价策略及收益分配

随着清洁能源发电技术的成熟及其建设成本的下降,含清洁能源发电商在参与电力市场时逐渐从补贴对象转变为自主竞价的市场主体。一方面,火电机组具有较好的调节能力,但在较低的预期能源价格期间,昂贵的生产成本可能导致其单独参加现货市场竞标时缺乏竞争力;另一方面,清洁能源出力和现货市场电价的不确定性导致发电商在参与电力市场竞争时需承担投标偏差造成的损失,收益大幅下降。采用风火联合竞价策略可以促使二者优势互补、共赢发展。首先,以含清洁能源发电商参与现货市场竞价利润最大为目标,建立考虑投标偏差惩罚的风火机组联合组成的含清洁能源发电商两阶段随机整数优化竞价模型,采用条件风险价值理论评估清洁能源和电价预测偏差风险,并得到最优竞价策略。对联合后获得的收益,利用合作博弈论中的核仁解给出火电机组与清洁能源机组间的收益分配方法。算例仿真验证,所提竞价策略有效提高了含清洁能源发电商的利润,降低了投标偏差惩罚对含清洁能源发电商收益的影响,增强了含清洁能源发电商在参与现货市场的主动性。     

关于节能降耗与电力市场联合实施方案的探讨

为促进电力工业节能降耗有效开展和电力市场的实质推进,文中从技术上探讨了节能降耗和电力市场联合实施的方案.首先探讨了电力行业进行节能降耗的措施;然后重点探讨了发电侧节能降耗的调度方法和市场化方法.节能调度方法主要根据发电煤耗、厂用电、网损、排污水平等多种因素确定发电的优先级,市场方法主要根据市场主体报价和造成的网损变化确定机组发电优先级.探讨了节能调度与市场化联合实施的可能性,并提出了一套技术方案;最后定性、定量分析了煤耗、网损、排污水平、报价等因素对机组排序的影响.     

与市场机制相协调的发电交易与调度的节能减排方法

提出了一种与电力市场机制相协调的发电交易和调度的节能减排调度方法。该方法通过容量合同交易实现机组的高低能耗置换的同时,也给高能耗机组提供了回收成本的可能性;以变动成本表征能耗大小,通过变动成本报价与污染物排放确定机组的竞价上网排序;通过合理的结算规则使机组自发地参与容量合同交易和节能发电调度,实现电力节能减排以及资源优化配置的目标。工程应用模拟分析表明,在同一时段内,该方法减少了发电能耗与污染物排放(特别是SO2和CO2排放),同时稳定了发电侧的上网电价,具有很强的实用价值。     

Bi-level optimization based two-stage market clearing model considering guaranteed accommodation of renewable energy generation

The existing electricity market mechanisms designed to promote the consumption of renewable energy generation complicate network participation in market transactions owing to an unfair market competition environment, where the low cost renewable energy generation is not reflected in the high bidding price of high cost conventional energy generation. This study addresses this issue by proposing a bi-level optimization based two-stage market clearing model that considers the bidding strategies of market players, and guarantees the accommodation of renewable energy generation. The first stage implements a dual-market clearing mechanism that includes a unified market for trading the power generations of both renewable energy and conventional energy units, and a subsidy market reserved exclusively for conventional generation units. A re-adjustment clearing mechanism is then proposed in the second stage to accommodate the power generation of remaining renewable energy units after first stage energy allocations. Each stage of the proposed model is further described as a bi-level market equilibrium problem and is solved using a co-evolutionary algorithm. Finally, numerical results involving an improved IEEE 39-bus system demonstrate that the proposed two-stage model meets the basic requirements of incentive compatibility and individual rationality. It can facilitate the rational allocation of resources, promote the economical operation of electric power grids, and enhance social welfare.     

Bi-level optimization based two-stage market clearing model considering guaranteed accommodation of renewable energy generation

Outage recovery is important for reducing the economic cost and improving the reliability of a distribution system (DS) in extreme weather and with equipment faults. Previous studies have separately considered network reconfiguration (NR) and dispatching mobile power sources (MPS) to restore the outage load. However, NR cannot deal with the scenario of an electrical island, while dispatching MPS results in a long power outage. In this paper, a resilient outage recovery method based on co-optimizing MPS and NR is proposed, where the DS and traffic network (TN) are considered simultaneously. In the DS, the switch action cost and power losses are minimized, and the access points of MPSs are changed by carrying out the NR process. In the TN, an MPS dispatching model with the objective of minimizing power outage time, routing and power generation cost is developed to optimize the MPSs’ schedule. A solution algorithm based on iteration and relaxation methods is proposed to simplify the solving process and obtain the optimal recovery strategy. Finally, numerical case studies on the IEEE 33 and 119-bus systems validate the proposed resilient outage recovery method. It is shown that the access point of MPS can be changed by NR to decrease the power outage time and dispatching cost of MPS. The results also show that the system operation cost can be reduced by considering power losses in the objective function.     

关于节能减排与电力市场的结合

为了加强中国的节能减排工作,2007年8月国务院颁发了《节能发电调度办法(试行)》,该办法规定按排队法优先安排清洁能源发电,常规火力发电厂按等微增率法发电。文中试图分析如何将节能发电调度与中国电力市场改革工作相结合,达到既节能又有利于电力市场改革的效果,并探讨了考虑节能调度的日前发电计划,计费与补偿,年度、季度与月度计划,平衡市场,双边合同,配电市场,节能发电调度电力市场与常规电力市场的比较等问题。     

促进新能源消纳的电力交易偏差结算补偿机制

随着新能源参与市场交易的比例不断扩大,由于其波动性强、预测准确度低等特性,引起新能源电厂基数电量分配不均、合同电量滚动到年底仍无法结算等问题,使得设计新能源电厂参与电力市场交易偏差结算机制尤为关键。文中立足新能源参与电力交易现状,提出新能源替代利益补偿办法。首先,基于结算日新能源电厂实际发电量减去事前合同电量,按机组装机容量确定基数电量。然后,针对市场中各电厂参与交易的电量和电价,确定新能源电厂结算综合单价,核定超发电厂对少发电厂的经济补偿。最后,通过具体算例得出该方法可以使得市场份额高的电厂获得高利润,同时,按月结算电费保证了交易合同的执行力。     

电量与备用共同市场的SFE模型分析

电力系统运行的技术特点要求足够的备用容量。一些电力市场采用单独的容量市场获取备用容量,这增加了发电企业竞标的复杂性。文中介绍了一种电量与备用共同竞价的日前集中拍卖市场设计。在这种市场方案中,系统运行机构可通过单一市场在日前获得足够的调用出力和备用容量。建立了发电企业在电量与备用共同市场规则下策略竞价的供给函数均衡(SFE)模型,分析了其市场势力对两种市场的影响。研究表明,与单纯电量市场相比,电量与备用共同市场在获取足够备用容量的同时,不会增加系统支付费用,实际上电量支付费用还会有所减少,而市场出清电价会略有降低。最后采用发电企业完全对称性假设,给出了不同企业数目情况下的算例结果。     

Stochastic operational scheduling of distributed energy resources in a large scale virtual power plant

Virtual Power Plant (VPP) is introduced as a tool for the integration of distributed generations, energy storages and participation of consumers in demand response programs. In this paper, a probabilistic model using a modified scenario-based decision making method for optimal day ahead scheduling of electrical and thermal energy resources in a VPP is proposed. In the proposed model, energy and reserve is simultaneously scheduled and the presence of energy storage devices and demand response resources are also investigated. Moreover, the market prices, electrical demand and intermittent renewable power generation are considered as uncertain parameters in the model. A modified scenario-based decision making method is developed in order to model the uncertainties in VPP’s scheduling problem. The results demonstrated that the optimal scheduling of VPP’s resources by the proposed method leads VPP to make optimal decisions in the energy/reserve market and to play a dual role as a demand/generation unit from the perspective of the upstream network in some time periods.     

基于古诺博弈的容量补偿与容量持留比较

首先利用电力系统随机生产模拟技术,从理论上阐明了英国早期电力市场和当量电价的容量补偿基本原理。基于成本的分析表明,英国式的容量补偿主要考虑了机组强迫停运所引起的可靠性的容量价值补偿,而这一部分价值没有体现在能量市场规则中,所以补偿是必须的;当量电价除了补偿这部分价值外还包括了规模经济性依然存在所需要的补偿。然后构造了发电厂商采用容量持留策略的智能代理仿真模型,其中包括了能量主市场和备用辅助服务市场,进一步检验并比较了在寡头市场条件下这2种都具有容量补偿功能的市场运行特点。结果表明,在当量电价机制下,发电厂商没有实施容量持留行为的策略空间,并能引导出既自愿又充足的申报容量,且能维持市场电价的稳定。而在英国早期的电力市场中,发电厂商可以利用持留容量获得超额利润,同时造成申报容量的不足和市场电价的飞升,而且越是备用容量不足,发电厂商的这种市场力就越大。而造成这种结果的真正原因是统一出清电价本身,容量补偿方法对于激励或抑制发电商市场力的作用都相当有限。因此,在通常的寡头竞争市场,基于统一出清的英国容量补偿方法不具有市场的有效性和稳健性,而当量电价方法既能给予充分的容量回报,又具有良好的市场有效性和稳健性。