考虑间歇式电源与储能的随机柔性优化调度方法

分析和测算了间歇式电源的自动发电控制(AGC)容量求,运用拉丁超立方抽样生成风电场景并进行削减,基于马尔可夫链对系统N-1故障的不确定性概率进行预测。在此基础上,兼顾机组组合、机组功率分配以及AGC与备用容量分层协调优化配置等问题,建立了考虑间歇式电源与储能的随机柔性优化调度模型。所提方法与模型综合考虑了系统N-1故障和间歇式电源的不确定性概率与严重性、系统AGC与备用容量辅助服务成本、储能系统剩余可充放电能力以及网络约束的影响。针对该模型的复杂性,将其线性化后采用商用混合整数线性规划求解器CPLEX进行求解。通过IEEE6节点和IEEE39节点系统算例验证了所提方法的有效性。     

基于多时间尺度协调机组组合的含风电系统 旋转备用优化研究

考虑风电出力的预测误差和负荷功率的预测误差具有随预测时间尺度的缩短而减小的特点,以及电力系统旋转备用容量的配置离不开机组组合,建立了多时间尺度下协调机组组合的含并网风电电力系统旋转备用预留容量的优化模型。对该模型的求解,先采用优先顺序法求取各机组的启停机顺序,再通过粒子群算法滚动计算求解得出不同等效旋转备用容量水平下所对应的系统最经济调度计划。通过利用不断更新的风电出力预测和负荷预测结果信息来调整调度计划,在保障系统可靠性达到要求的前提下,减少含风电电力系统旋转备用容量的配置,从而提高风电并网后电力系统运     

考虑季节差异性的不同时间尺度含风电系统旋转备用优化研究

考虑风电出力和系统负荷的季节差异性较大,同时考虑风电出力预测误差和负荷预测误差随时间尺度的缩短而减小和电力系统旋转备用容量配置离不开机组组合的特点,本文建立考虑季节差异性下的不同时间尺度协调机组组合的含并网风电的电力系统旋转备用容量配置的模型。针对各个季节的风电出力和负荷变化特点,采用不同时间尺度协调机组组合的方法,对各个季节的场景进行分析,得出不同季节条件下的旋转备用优化方案。     

基于多时间尺度协调机组组合的含风电系统旋转备用优化研究

考虑风电出力的预测误差和负荷功率的预测误差具有随预测时间尺度的缩短而减小的特点,以及电力系统旋转备用容量的配置离不开机组组合,建立了多时间尺度下协调机组组合的含并网风电电力系统旋转备用预留容量的优化模型。对该模型的求解,先采用优先顺序法求取各机组的启停机顺序,再通过粒子群算法滚动计算求解得出不同等效旋转备用容量水平下所对应的系统最经济调度计划。通过利用不断更新的风电出力预测和负荷预测结果信息来调整调度计划,在保障系统可靠性达到要求的前提下,减少含风电电力系统旋转备用容量的配置,从而提高风电并网后电力系统运行的经济性和系统吸纳并网风电的能力。     

考虑光伏的备用容量替代配置优化模型

在新能源环境下,负荷需求与新能源发电的不确定性对备用容量对提出了更高的要求,新能源与备用替代日益受到关注。根据电量不足期望值（expected energy not supplied,EENS）与备用容量的关系,确定了电力系统备用总量,并采用优先分配方式在多类型的发电机组中分配备用容量。基于EENS与运行成本,构建光伏发电系统替代火电机组的综合替代效益评价指标,以综合替代效益评价指标的数值最小化为目标函数,构建考虑光伏发电系统替代火电机组参与备用运行的电力系统备用容量优化模型。并用分段线性理论对具有二次特性的目标函数进行线性化处理,采用分支定界算法求解构建的非线性整数规划问题。以IEEE-30系统作为实例,计算结果表明,光伏发电系统替代火电机组参与备用运行,可以降低综合替代效益及备用容量。     

旋转备用对电网可靠性的影响及优化配置研究

旋转备用(Spinning Reserve,SR)的不同分配方案会导致不同的电网可靠性水平。从改善大电网运行可靠性的角度出发,综合考虑机组类型和爬坡速率、元件可靠性参数、网络拓扑结构以及传输容量限制等因素,将SR的优化分配纳入到最优负荷削减模型中。利用该模型不等式约束中控制参数的拉格朗日乘子的物理意义,推导出系统电力不足期望对各机组备用容量的灵敏度表达式,提出了根据该灵敏度结果进行备用优化配置的启发式思路。同时以SR成本与用户停电损失之和最小为目标,通过同步联合优化确定SR的总量与配置方案。RBTS测试系统的仿真结果表明了所提方法的有效性和正确性。     

含高比例风电系统随机备用调度研究

高比例风电并网对电力系统备用容量调节能力提出极大的挑战。为弥补风电场计划出力与实际出力之间的偏差，电力调度须额外预留上、下旋转备用容量。利用随机机会约束优化理论，计及违反安全约束风险，提出了一种考虑风电出力不确定性与自动发电控制(automatic generation control,AGC)机组出力特性的日前随机备用调度模型。首先，基于马尔可夫链蒙特卡洛(Markov chains Monte Carlo,MCMC)法生成风电出力场景，并利用违反机会约束的概率及置信参数自动确定所需生成场景数量。其次，全面考虑了AGC机组备用出力特性及运行约束，并将备用成本纳入目标函数，可同时得到常规机组最优出力计划与AGC机组备用容量的最优分配系数。最后，将所构造的随机备用调度模型等效为半定规划(semidefiniteprogramming,SDP)问题进行直接求解。通过IEEE 30节点系统进行算例分析，验证了所构造的随机备用调度模型的有效性。     

基于成本效益分析的风电?抽水蓄能联合运行优化调度模型

由于难以全面和准确地考虑系统的多种不确定因素,如风电、负荷的预测误差和常规机组的强迫停运,现有基于确定性旋转备用的风电–抽水蓄能联合运行优化调度模型无法从兼顾系统运行的经济性和可靠性方面最优确定风蓄联合运行方式。为此,提出了基于成本效益分析的考虑风蓄联合运行的机组组合新模型。该模型首先在计算系统的失负荷风险时对现有多场景概率风险分析方法进行改进,使其能够同时考虑服从不同概率分布的风电功率和负荷预测误差以及机组强迫停运,并通过成本效益分析实现常规机组发电成本、期望停电成本与抽水蓄能机组的运行成本三者之和最小的目标,再采用混合整数线性规划方法求解模型,确定风蓄联合运行方式和系统的旋转备用容量。仿真分析表明,通过优化旋转备用的配置,该模型在确定风蓄联合运行方式时能更全面地考虑系统运行的经济性,并能更准确地分析其对系统运行成本的改善。     

基于极限场景分析的电力系统有功功率和备用协调调度

针对电力系统有功备用在调用过程中因线路传输容量不足而无法投入使用的问题,提出一种基于极限场景分析的有功功率和备用协调调度方法。首先,建立考虑备用可用性的优化调度模型。然后,基于连续贪婪算法,提出计及备用调用时机组出力调整范围的极限场景生成方法。最后,将模型分解为预测场景下的备用经济性分配主问题和若干极限场景下的备用可行性校核子问题,进行迭代求解。通过在新英格兰10机39节点系统的测试结果表明,所提方法不仅可以有效解决备用可用性问题,还可以识别影响备用可用性的关键线路和时段。     

采用二层优化的风电系统旋转备用容量分配研究

随着并网风电容量的加大,电力系统对旋转备用容量的需求也大量增加。基于二层规划理论,构建了含风电电力系统旋转备用容量的优化分配模型。模型分别以发电成本和备用成本最小为上层和下层优化目标.在备用成本中考虑了旋转备用容量的综合报价以及由风电不确定性所需要增加的旋转备用容量,对各台发电机发电和备用所担负的容量进行了优化分配,模型的分层结构较好地体现了发电调度和旋转备用调度的主辅关系。采用粒子群算法和单纯形法对模型进行求解,并通过算例分析说明所提出的模型和算法是有效的,对含风电系统的运行分析有一定的参考价值。     

松弛约束发电计划优化模型和算法

安全约束机组组合和安全约束经济调度是发电计划优化的核心,算法鲁棒性是影响其工程应用的关键因素.在对通用安全约束机组组合优化模型分析基础上,提出安全约束发电计划的松弛约束模型.通过松弛机组发电量约束、环保约束、网络约束、机组速率约束和机组调节范围约束等,提高算法收敛性能.文中所提出的模型和算法已成功应用于某省级电网.     

LINGO在风电并网电力系统动态经济调度中的应用

通过优化火电机组出力,研究了风电并网后,电力系统的短期动态经济调度问题.优化模型中引入了上、下旋转备用,以此应对风电功率预测误差给系统调度带来的波动.采用LINGO软件进行分析计算,取得了很好的效果.并且,随着LINGO功能的不断扩展,它应用于电力系统经济调度的优越性也随之增加.经典算例结果表明,LINGO软件的稳定性...     

Stochastic security constrained unit commitment and non-spinning reserve allocation with performance guarantees

This paper proposes a formulation for a stochastic security constrained unit commitment, dispatch and reserve scheduling, considering non-spinning reserves. We employ a randomized optimization technique that is based on scenario generation of the uncertain variables, in this case the wind power, and offers probabilistic certificates regarding the robustness properties of the resulting solution. To demonstrate the efficacy of the proposed methodology, we carry out a simulation based study on the IEEE 30 bus system comparing the proposed formulation to other variants, as well as examine its behavior on networks with different congestion levels. In all case studies, we verify empirically, via Monte Carlo simulations, the probabilistic performance of our solution methodology.     

多场景概率机组组合在含风电系统中的备用协调优化

备用配置是系统抵御风险、提高运行可靠性的重要手段,也是系统运行安全与经济协调决策的问题。提出了基于状态转移的概率机组组合方法,该方法将风电的运行场景离散化,通过对风电预测误差进行概率表达,并在时间尺度上考虑状态的转移矩阵组成多场景的方法,以场景发生的概率协调系统在场景下的调度决策,并以实时校正备用作为正常和误差场景之间机组的调整限制。通过安全与经济的协调,能够自动为风电出力的波动配置适宜的备用,且模型中考虑了网络安全约束对机组组合和备用决策的影响。最后对含风电系统进行了实例仿真分析,结果表明模型的有效性和可行性,对风电的调度和规划具有指导意义。     

A decomposition approach to nonlinear multi-area generationscheduling with tie-line constraints using expert systems

The authors propose a rigorous method to treat multiarea generation scheduling with tie line limits. An expert system was used for obtaining the initial solution. As the generation scheduling problem involves unit commitment and economic dispatch, the method adopts an iterative procedure to deal with these two phases. The hourly load demand and the area power generation will cause the tie flows to change. To maintain the operation security in every area, the spinning reserve should comply with the area power generation rather than its load demand. After economic dispatch, it is necessary to adjust the unit commitment in each area for preserving the spinning reserve requirements. Heuristics were used to modify the generation unit combinations. The objective is to find an economic generation schedule for a multiarea system. The interchange transactions among areas represent the transportation problem, embedded within the nonlinear optimization process. The equivalent system concept is adopted, and the transmission losses are included in this study. A four-area system with each area consisting of 26 units was used to test the efficiency of the proposed algorithm     

基于等风险约束的机组日运行调度

本文从一个新的角度探讨了电力系统机组日运行调度问题。以系统等运行风险度和机组投运前导时间为约束,旋转备用为目标函数,建立了求解机组日运行计划的动态规划数学模型并提出了相应的算法。该方法可与常规的机组最优投入方法结合,进一步研究大型发电系统的可靠、安全、经济运行。     

Binary fireworks algorithm for profit based unit commitment (PBUC) problem

The deregulation of electricity markets has transformed the unit commitment and economic dispatch problem in power systems from cost minimization approach to profit maximization approach in which generation company (GENCO)/independent power producer (IPP) would schedule the available generators to maximize the profit for the forecasted prices in day ahead market (DAM). The PBUC is a highly complex optimization problem with equal, in equal and bound constraints which allocates scheduling of thermal generators in energy and reserve markets with no obligation to load and reserve satisfaction. The quality of the solution is important in deciding the commitment status and there by affecting profit incurred by GENCO/IPPs. This paper proposes a binary coded fireworks algorithm through mimicking spectacular display of glorious fireworks explosion in sky. In deregulated market GENCO/IPP has the freedom to schedule its generators in one or more market(s) based on the profit. The proposed algorithm is tested on thermal unit system for different participation scenarios namely with and without reserve market participation. Results demonstrate the superiority of the proposed algorithm in solving PBUC compared to some existing benchmark algorithms in terms of profit and number of iterations.     

考虑机组投运风险的发电和备用协调调度模型

针对机组组合中如何实现机组有功出力与备用容量协调调度的问题,建立了考虑机组投运风险的机组组合模型.讨论了考虑风电接入时模型的处理方法.采用基于条件期望值的求解方法,不仅能够控制系统的失负荷概率,还能在一定程度上限制失负荷事件的后果.通过仿真算例证实了其方法的显著优势,对电力系统机组组合优化调度问题有一定实用价值.     

备用和电能量灵活联合调度及定价新方法

对电力市场条件下目前实时交易的备用需求、调度和定价进行简述。提出考虑发电机组约束的一种用于事故备用的电能量和备用灵活联合调度和定价新方法，此方法的最大优点在于它考虑了发电机的最大和最小发电容量以及与备用直接关联的爬坡率和可调旋转备用需求，比排队法、顺序法更符合实际。数据仿真结果验证了所提方法的有效性。     

计及线路保护反时限特性的备用优化模型

针对故障状态下传统备用配置比例较高而导致经济性差的特点,计及线路保护的反时限特性,建立了故障状态下电力系统备用协调经济调度模型。该模型以最小化发电成本和备用成本为目标函数,常规机组性能、网络安全等为约束条件,并结合线路保护的反时限特性将线路潮流约束按备用响应时间松弛转化为对应时间尺度可承受的热稳定极限值,从而综合求解不同响应速度备用的协调优化经济调度问题,提高备用配置的经济性。该模型是一个混合整数线性规划问题,需要将模型中的非线性式进行线性化或近线性化,并调用商用混合整数线性规划CPLEX求解器进行求解。最后,通过IEEE 6机30节点进行算例仿真,验证了该模型的合理性和方法的有效性。