基于安全约束机组组合的中长期电量安全校核两阶段优化

为量化评估中长期电量计划和交易合同可能对电网运行带来的安全风险,解决电量合同执行的受限因素定位与调整难题,提出了一种基于安全约束机组组合的中长期电量安全校核两阶段优化方法。阶段1严格考虑电厂的电量约束,以断面潮流越限量最小为目标建立电量校核优化模型,获得电量约束下的最优机组组合方案;阶段2则考虑电网运行约束,建立电量安全校正优化模型,通过调整机组组合方案来消除断面越限。通过统筹电力电量平衡和电网安全的两阶段优化调度,获得电量合同的可执行性结论,以及不可行时的原因定位和调整方案。实际系统算例分析验证了该方法的有效性和实用性。     

合同电量完成约束下考虑梯级水电站耦合特性的中长期机组组合

针对中长期合同电量分解结果与实际调度计划中的合同电量完成的偏差,本文提出了一种合同约束下的中长期机组组合模式和优化模型,即,考虑合同电量完成进度及均衡性的中长期机组组合。该模型充分考虑复杂梯级水电站群对系统运行调度的影响;模型中引入基尼系数理论建立合同电量修正机制,将中长期合同电量以小时为单位分解嵌套优化,有利于中长期市场与现货市场的有效衔接。模型实现过程中既考虑了竞价机组的电量优化和修正,又保证了非竞价机组的购电成本最小,实现竞价机组和非竞价机组的协同优化。最后,通过某省级电网算例证明所提模型的有效性。结果表明,所提模型能有效降低合同电量完成进度偏差,改善各时段电量完成偏差的均衡性,具有较好的应用前景。     

基于月度滚动修正的合同电量分解算法与应用

在电力工业市场化的过程中,省级电力市场普遍采用中长期合同的交易方式.在年度合同电量交易完成后,需要在月市场中将月度合同电量分解到本月各日.分解结果直接影响系统的安全经济运行以及日前市场的电量交易.针对该问题,提出了一种切实可行的火电机组月度合同电量分解算法.该方法兼顾了电网调度的公平性和经济性,综合考虑了机组月度检修计划调整、合同电量的滚动修正、发电与负荷之间的平衡、最大/最小发电量约束等因素.以该算法为核心成功地开发了电网经济调度系统,并且利用甘肃电网数据验证了其实用性和有效性.     

电力中长期交易分步安全校核方法

针对目前中长期电量交易的安全校核问题,该文提出月度弹性预校核和日前校核相结合的分步安全校核方法。在月度市场开市前,调度机构向各区域的市场主体公布典型日发电量空间,并依此对机组的中长期交易电量和计划电量进行弹性预校核,形成预校核结果和相关风险提示,发用主体可自主决策是否对超过该限值的电量进行交易。在日前阶段,基于计划电量安排、市场交易的月分日电量,以最小化虚拟发电成本为目标,考虑最新的电网拓扑及线路约束、负荷预测、清洁能源出力预测、机组运行约束等,建立日前校核模型对日电量进行安全校核。最后,以IEEE14节点系统为例,模拟中长期市场交易的分步安全校核流程,验证了所提方法和模型的有效性。     

不确定性环境下考虑弃风的电力系统日前调度

为尽可能减少弃风,将弃风电量期望作为最小化优化目标加入日前调度模型。该优化目标与原有模型中的发电成本最小互相矛盾,为协调这两个子优化目标,通过隶属度函数分别将它们模糊化,构建了基于最大满意度的单目标优化模型,并采用遗传算进行了求解。风电并网增加了系统的不确定性,模型采用基于风险指标失负荷概率的机会约束代替传统的旋转备用约束。失负荷概率与弃风电量期望计算过程中考虑了负荷、风功率随机预测误差以及常规机组随机强迫停运。基于IEEE 118节点系统的仿真实验表明,该调度模型可给出兼顾发电成本与风电接纳水平的日前调度计划,为系统调度人员提供参考。     

基于分布鲁棒优化的发电商中长期合同电量分解模型

在我国中长期合同交易与现货市场衔接的政策背景下,中长期合同电量必须分解至短时间尺度。针对发电商中长期合同电量的自主分解问题,研究了发电商在现货市场价格严重不确定环境下基于分布鲁棒优化的中长期合同电量分解方法。首先,针对现货价格的严重不确定性,以Wasserstein距离作为分布函数距离测度,构建了现货价格分布不确定性的模糊集。其次,建立了发电商合同分解的分布鲁棒优化模型。以发电商利润最大化为目标,考虑发电商运行约束和合同分解约束,并采用对偶理论等将模型转化为可高效求解的二次规划问题。最后,通过算例仿真并与传统的随机优化和鲁棒优化模型进行对比。结果表明所提模型在处理现货价格不确定性时能有效兼顾发电商合同分解决策的经济性和鲁棒性。     

基于预招标的月度偏差电量平衡机制及其多周期发电调度优化模型

我国以年度和月度电量为交易标的物的中长期电力直接交易市场中,传统的偏差电量平衡机制注重于调度的灵活性,未充分考虑偏差调整的经济性。随着各省大用户直接交易电量规模的不断扩大,传统方式已很难满足市场运行对于公平性和经济性的双重需要。该文设计一种基于预招标的月度偏差电量平衡机制,能够实现月度偏差电量调整成本的最小化以及低成本机组对高成本机组的替代发电,有效提高系统运行的经济性;根据所设计的偏差电量平衡机制,该文考虑月度和日前用电需求预测偏差、机组运行约束、电网运行约束等因素,建立月度预发电计划滚动修正、日前发电计划优化、日内发电计划调整的多周期发电调度优化模型;最后,通过IEEE-30标准节点系统的算例仿真,验证了所提机制及模型的有效性。     

计及价格弹性负荷及风电的随机安全约束经济调度

基于机会约束规划,提出一种计及价格弹性负荷响应及风电不确定性的随机安全约束经济调度模型。模型考虑了输电断面潮流机会约束,并通过设置安全概率水平,控制输电断面潮流越限的概率。利用潮流灵敏度分析方法将分支潮流约束、输电断面潮流约束线性化,进而将输电断面潮流机会约束转化为常规约束,最终将所建随机优化模型转化为确定性二次规划模型,验证了所提模型及方法的有效性。     

考虑风电接入的年度合同电量分解算法

随着风电大规模接入电网,考虑风电出力不确定性的电力系统长期合同电量分解成为困扰工程界的一个难点。为了应对风电出力的不确定性及负荷需求,在长期电量合同得到充分执行的前提下,应尽可能减小弃风量。对此,提出考虑风电接入的年度合同电量分解算法,建立将年度合同电量分解到日的协同优化新模型,并采取滚动修正求解策略。在将年度合同电量分解到月的过程中,主要考虑气象条件及电量的不平衡修正,采用逐段法进行调度分解。在将月度合同电量分解到日的过程中,主要考虑弃风量及合同完成率的影响,采用协同优化新模型及滚动修正求解策略。通过算例证明了所提出算法的正确性和有效性。     

内点法在偶对潮流优化中的应用

当前东北区域电力市场改革试点正处在日前交易开放前阶段,其日调度计划的优化不仅要处理常规约束等一般性问题,而且具有其特殊性,既要保证完成各竞价电厂中长期合同交易分解到日的电能量,又要满足各竞价电厂日负荷率彼此相等,以体现调度上的公平。针对该问题,建立了日前交易开放前的日调度计划优化模型,利用原-对偶内点法在处理大量常规不等式约束方面的优势,提出将时段偶对解耦方法与原-对偶内点法有机结合,前者处理特殊性问题,后者处理一般性问题,优势互补,使优化算法能较贴切地适应该类日调度计划优化模型的特点和需要。数值算例表明,该方法简洁、有效。     

含可再生能源的电力系统周优化运行策略

为协调各机组月度合约电量的完成,研究并建立包含风、光、梯级水电和火电的多源混合电力系统周优化调度模型,提出含月合约电量分解、周优化调度和日前优化调度的滚动协调调度模式,分析影响周优化调度的来水因素和滚动模式因素。算例结果表明,在蓄水期来水较丰时,引入周优化调度可以合理分配梯级水电站的水资源,提高梯级水电站综合运行效益,协调各机组月度合约电量的完成。     

考虑随机性的区域综合能源系统多目标日前优化调度方法

为了满足终端用户对电力、天然气以及热能等多类型用能需求,实现对区域范围内的配电系统、配气系统以及能量中心（energy center, EC）系统的多维度优化调度和能量管理,同时考虑新能源发电设备以及负荷等不确定性因素带来的影响,该文提出了一种考虑随机性的区域综合能源系统（integrated community energy system, ICES）多目标日前优化调度方法。首先,构建了ICES中配电系统、配气系统以及EC系统的数学模型;随后,基于机会约束法构建了多目标随机优化数学模型,以最小化运行成本和温室气体及污染气体排放量为目标函数,采用NSGA-II优化算法对多目标随机优化问题进行求解;最后,针对一个典型的ICES进行考虑随机性的多目标日前优化调度分析。结果表明所提方法能够为系统调度员提供一系列可选方案,优化结果合理反映了随机性条件下ICES的运行特性,能够满足多种能源系统的潮流约束,实现了ICES在随机性条件下的经济环保运行。     

考虑多重不确定性的园区综合能源系统区间优化调度

电力市场环境下,园区综合能源系统需要考虑电价波动以制定第二天的调度计划。而风电和光伏发电等分布式电源出力的不确定性给园区综合能源系统经济运行带来了巨大挑战。文中提出了一种考虑多重不确定性的园区综合能源系统区间优化调度方法。首先,采用区间理论对电价和分布式电源出力的不确定性进行了建模;然后,以日运行费用最低为目标,结合综合能源系统运行约束,建立了考虑不确定性的园区综合能源系统日前优化调度模型;最后,采用区间线性规划方法对模型进行求解。算例结果验证了所提模型和方法的有效性。     

预挂牌月平衡机制下机组偏差电量月内滚动调度方法

针对我国当前中长期电量交易中的机组合约电量执行偏差,部分省份采用预挂牌月偏差平衡机制作为解决手段,但是该偏差平衡机制对调度工作提出了更高的要求,传统的调度方法难以与之适应,尤其在高比例水电地区,还缺少与之相适应的、定量有效的调度方法。由此提出预挂牌月偏差平衡机制下水火风电系统偏差电量月内滚动月度调度方法。提出考虑机组合约完成进度公平性的机组月度电量分解模型,并以分解后的日计划电量为基础,建立以节能降耗和偏差平衡成本最低为双目标的水火风电系统日前调度模型以及日内调度模型,通过日偏差电量月内滚动的方法实现机组月度合约电量偏差平衡成本最小。算例仿真表明所提调度模型及方法可以有效减少机组月度合约电量偏差,降低机组偏差平衡成本并兼顾节能环保要求。     

考虑源荷协调的风电并网系统旋转备用容量优化

风电的接入给电力系统带来更大不确定性,要求电网公司购买更多的旋转备用以维持电力系统的功率平衡和稳定,兼顾系统运行可靠性与经济性的旋转备用优化配置具有重要意义。考虑风电、需求侧互动资源,提出一种基于多场景的概率性旋转备用优化方法。该方法综合考虑风电预测误差、负荷波动及发电机非计划停运不确定性因素对旋转备用的需求,将弃风、可中断负荷分别作为部分负、正旋转备用融入发电日前调度计划,以购电总费用最低为目标函数建立日前机组组合优化模型,获得各时段旋转备用优化配置量。通过对IEEE 30节点、IEEE 118节点系统进行算例分析,验证了所提方法的正确性和有效性。     

考虑不确定性因素的虚拟电厂竞标模型

考虑了由风电场、抽水蓄能电站和燃气轮机组成的虚拟电厂(VPP).VPP可参与中期合同市场、日前市场以及平衡市场的运营,以利润最大化为其优化目标.由于电价和风电出力的不确定性以及不平衡惩罚的存在,VPP的竞标存在风险.针对电价预测精度较高、误差分布规律可以较为准确描述的特点,采用随机规划的方法处理电价的不确定性;针对风电出力预测精度较低、概率分布难以准确刻画的特点,采用鲁棒优化的方法处理风电出力的不确定性,即将不确定的风电出力限定在一个确定的区间内,通过调节鲁棒系数决策出不同程度上抑制不确定性影响的优化调度方案.基于上述两种方法,并考虑环境成本,建立了VPP鲁棒随机竞标模型,提高了VPP的实际利润,同时减轻了计算负担.算例分析证明了鲁棒随机竞标模型的有效性.     

微电网环境下考虑日前预测误差的电动汽车多时间尺度优化调度模型

针对微电网中电动汽车充放电及风光荷预测误差带来的问题,提出一种在微电网环境下考虑日前预测误差的电动汽车多时间尺度优化调度模型,由日前调度计划和日内短期滚动优化调度构成。日前调度模型兼顾微电网与电动汽车车主双方利益,以微电网运行成本最低、所有电动汽车车主充电总成本最低为目标;滚动调度模型以实际等效负荷与日前调度计划中等效负荷匹配程度最大为目标,将实际车主充电总成本不大于日前计划车主充电总成本作为约束条件考虑。最后使用适用于电动汽车充电优化问题的灰狼优化算法求解,优化结果表明,微电网通过多时间尺度优化调度可以有效降低运行成本,并减小预测误差带来的影响,同时电动汽车车主也可以获得一定的经济利益。     

考虑风电随机性的微电网热电联合调度

提出了一种微电网热电联合调度的优化模型,考虑了系统运行约束和风电出力的波动性.风电出力的随机性,通过场景生成和削减方法产生的不同场景表示.该模型以系统总运行费用最小为目标函数,同时通过罚函数,把考虑了微电网和大电网连接点处的功率波动引入目标函数,使得在系统总成本最小的同时减小了风电出力波动性对电网的影响.根据模型,在考虑风电波动的情况下,调度计划中发电机出力不随风电出力的波动而改变,系统只调整发电机以外的设备实现对风电波动的补偿.仿真结果表明了该模型对含风电的微电网优化调度的有效性.     

基于两阶段随机优化建模的新能源电网灵活性资源边际成本构成的机理分析

针对大规模可再生能源并网给电力系统安全稳定运行造成的影响,考虑纳入燃气轮机储能等灵活性资源共同调节风电的波动性,构建了机组出力和备用容量联合优化的两阶段发电调度随机规划模型,并计及常规火电机组的多运行状态约束。然后,以模型中两阶段功率平衡约束对应的拉格朗日乘子分别作为日前和实时电价,从模型角度探究了边际成本构成机理。从灵活性资源供应的紧缺程度和灵活性资源需求的旺盛程度两个方面剖析灵活性资源的供需匹配对于系统边际电价的深层影响机理。算例结果说明了灵活性资源在应对风电不确定性和抑制尖峰电价的有效性,同时说明了多时间尺度的爬坡约束耦合、日前备用与实时出力调整量的耦合对于系统边际电价的影响。     

考虑风电功率预测不确定性的日前发电计划鲁棒优化方法

随着风能发电电源并网装机容量的不断升高,风电的强随机性迫使日前发电计划需要购买大量的发电备用,造成全系统发电经济性恶化。在分析风电功率时变预测不确定性的基础上,提出了计及日内现货市场滚动交易的两阶段带补偿鲁棒优化方法。通过在第一阶段日前优化过程中计及日内滚动交易偏差电力的预期,降低了日前发电计划中的备用总需量;对于第二阶段日内调整电力大小的求解,采用了高精度的预测模型,以提升系统发电经济性。最后通过对比分析算例验证了所提方法的正确性和有效性。