电力工业可持续发展的统一规划模型

尝试建立电力工业持续发展的统一规划优化模型,协调考虑国家能源政策、一次能源开采能力与运输限制、环保问题、合理装机容量、电源结构优化、系统调峰问题、电源布局优化、电源电网协调发展以及电力投资决策对后续发展的影响,为寻求科学的、经济的、可持续的电力发展方案提供决策支持。模型以电厂、电网投资决策矩阵为优化对象,机组、线路状态矩阵由此构造而得,从而构成了以电源电网投资决策、规划各年份典型日各节点各类型机组开机容量、典型时段的出力等为决策变量的混合整数规划问题,使得投资决策模块和生产模拟模块融为一体,并可以一次性对规划期各年份进行优化。整个模型已经在江苏省2020年电力发展规划研究中得到验证。     

山东电网电源结构及调峰

论述了山东电网电源结构和调峰现状 ,对火电机组、燃机、抽水蓄能机组调峰进行了技术经济分析 ,并对山东电力负荷进行了预测和综合平衡。在此基础上 ,以电网整体效益最高为目标 ,对山东电网电源结构进行了优化调整研究 ,并结合正在编制的“电力发展规划” ,提出了电网调峰电源发展意见。     

含风电场的双层电源规划

按分解协调的思想,建立了考虑调峰、调频及环保约束的净收益最大化双层电源规划模型,计及了上网电价差异对电源规划的影响。上层规划为电源投资决策问题,以发电商总收益最大为目标函数,决策变量是待选电厂的投建时间和台数以及已有电厂的退役时间和台数;下层规划为生产优化决策问题,其又可以分成机组检修计划和随机生产模拟2个子问题,决策变量分别为发电机组的检修时段以及各发电机组在负荷曲线上的运行位置。提出了模拟植物生长算法、最小累积风险度法、等效电量频率法相结合的求解方法。算例结果验证了所建模型的合理性和有效性。     

基于可再生能源发电优先消纳的电力电量平衡模型研究

传统的电力电量平衡主要以经济调度、机组组合为基础,没有给予可再生能源突出考虑。首先利用聚类分析方法将电力系统内各电源按发电特性划分为电源簇,建立电量消纳优先次序,以充分体现各电源的价值;然后以购电成本最小化、可再生能源发电消纳最大化为目标函数,分别考虑各电源簇的运行约束,建立电力系统中长期电力电量平衡模型,并设计内外层相结合的分层求解策略进行模型求解。其中,模型外层为电源多目标优化配置,采用多目标规划-几何模型(MODM-GMM)算法求解;模型内层为电源发电能力计算,采用逐步优化-增量动态规划(POA-SIDP)算法求解。最后,将模型运用到重庆电网中验证模型可行性和有效性。模型能实现包含水、火、风、光等混合能源系统的购电经济性,并有效利用系统内的可再生能源,促进电网协调、低碳、健康、高质量可持续发展。     

考虑资源和环境约束的广东电网电源优化发展建议

结合广东能源结构特点及现状,分析广东电网电源发展的资源和环境制约因素,提出采用电力系统综合电力环保规划模型GESP-Ⅲ软件对广东电网电源结构进行优化规划和广东电网电源优化发展的建议和措施,实现清洁、可靠、安全、高效的能源保障体系.     

计及随机模糊双重不确定性的源网荷协同规划模型

为应对电源与电网规划建设脱节导致的"弃风"等问题,文中提出一种将电源电网协同规划的模型。同时,鉴于需求侧在电力供需平衡中的潜力,将电力需求侧的能效电厂也纳入电力规划统筹考虑,提出了源网荷协同规划的概念与模型。另外,针对风电等新能源发电给电力系统带来的不确定性,从随机性和模糊性两个角度予以分析和建模,并在源网荷协同规划模型中计及双重不确定性。最后,通过IEEE 30节点系统的算例应用,表明该模型能够有效协调电源与电网的规划建设方案以及能效电厂项目的开展,实现系统总成本最小化,并可合理确定风电机组建设规模,保障资源优化利用。     

天然气网络和电源、电网联合规划的方法研究

为了促进各类能源综合利用、供需互动和高效运行,以电网为核心的新一代能源系统应运而生。不同于传统的电力系统,新一代能源系统中的电力网络和天然气网络通过燃气机组紧密地联系在一起,并相互影响。因此,为保证未来电力网络和天然气网络的安全运行,亟需开展电源、电力网络和天然气网络联合规划的研究。在考虑电力网络和天然气网络安全运行约束后,提出了以投资费用和运行费用最小为目标的天然气网络和电源、电网多阶段联合规划模型。该规划模型是一个复杂的大规模、高维数、非凸、非线性优化问题,很难求解。为了解决这一难题,该文提出采用增量分段线性化方法将原模型转化为一个大规模混合整数线性优化问题,从而可以采用成熟的数学优化方法得到给定误差精度要求的最优解。采用所提方法可以得到电源、输电线路和天然气管道的投建容量、投建位置和投运时间。算例系统验证了所提方法的正确性和有效性。     

发电与输电投资的期权博弈决策方法

传统的电力规划方法割裂了发电规划与输电规划的内在联系，忽略了电力投资多主体决策之间的相互影响，并且难以处理项目投资价值的不确定性问题，因而无法适应电力市场环境。文中运用Black-Scholes（B-S）期权定价模型，采用非合作博弈理论对多投资主体的发电和输电项目延迟投资决策进行评估，从而使电力企业（发电公司或电网公司）做出更合理的投资决策，也便于电力监管机构了解市场信息，制定合理政策协调厂网规划。实际系统算例表明，当某种类型电力企业数量较少时，其投资决策对于市场各方影响较大。     

一种城市防风抗灾保底电网的多目标规划方法

为保障重要电力用户供电安全,提高电网防风抗灾能力,需要对城市保底电网进行规划。提出一种城市防风抗灾保底电网多目标规划模型。该模型以满足重要电力用户供电可靠性为前提,以重要电力用户的供电电源及其相应供电线路的选取为决策变量,以保底电网规模最小和优先纳入电缆线路为联合优化目标。计算过程采用差分进化算法求取全局Pareto前沿最优解集,生成多个备选方案;采用广度优先的搜索算法检验及构建完整网架。分别以简化构建的电网和广东某市中心城区的实际电网为算例进行分析计算,验证所提出模型的合理性和有效性。     

基于灰色累积前景理论分布式电源投资风险型决策

针对分布式电源投资决策问题,在选取经济效益和环境效益作为投资决策分析指标的基础上,考虑到决策者主观风险态度对分布式电源投资的实际影响,设定了投资项目的影响参数,提出一种基于累积前景理论的分布式电源投资项目灰关联分析决策模型。该方法首先引用奖优罚劣线性变换算子将初始决策矩阵进行标准化处理,并借鉴TOPSIS方法以正负理想方案作为决策的参考点,将灰关联分析法融入累积前景理论中构建了正负前景价值矩阵,进而以各方案综合前景值最大化构建权重函数优化模型,通过Matlab软件编程求解模型得出最优权重,据此得出各投资项目的综合前景值及排序。最后通过实例分析验证了该模型的科学性和合理性,为分布式电源的投资决策提供一种新的思路和方法,,     

动态规划在电力建设项目投资决策中的应用

电力建设项目的投资决策是一个复杂的决策系统，同时也是一个多阶段，多状态的动态决策过程，作者利用动态规划的多阶段寻优的特点，建立了动态规划的数学模型，对电力建设项目进行了分阶段的评价和选择，通过求解动态规划模型，获得电网建设的最优投资规模和投资时。文章将方法应用在汕头的220KV电网建设上，得出了汕头电网建设的动态决策结果，得到规划期内各年的最佳电网建设项目安排，使电网建设投资具有科学性和可行性。     

湖南省电源规划与电网规划关系探讨

为适应我国电力体制改革下“厂网分开”的新形势，保证电网规划的顺利进行，有必要协调电源规划与电网规划之间的关系。并通过对湖南省电源规划的探讨，提出了湖南电网规划设想，以促进湖南电力市场健康有序发展。     

考虑环境保护的发电机组扩展规划

在环保呼声日益高涨的今天，为了在电源规划过程中充分考虑环境保护约束对电源规划工作的影响，建立了结合环境保护的电源规划模型。分析了环境保护对机组投产、运行及系统排污的影响，并给出了一种实用且快速的电源规划算法。以电源投资费用等年值最小为目标函数，结合相关技术约束（电力平衡、水火电平衡、电源投产／电厂开工时间）条件，克服了组合爆炸问题。最后，通过对某省2006-2010年的电源规划工作进行计算、分析，规划优化结果符合要求。     

一种电力市场环境下的电源规划多智能体模型

电源规划一直是电力系统中重要问题之一。在电力市场环境下,这一问题更加复杂、迫切。针对这一问题,基于多智能体技术,提出了电力市场环境下发电集团电源投资规划模型。首先,构建了一个电力市场发电侧的双层优化架构,以实现市场竞价问题与电源规划问题相结合。其次,设计了发电集团、发电市场以及发电厂等智能体,并引入遗传算法、Q-learning算法完善各智能体寻优能力。通过算例验证了所建立的模型是可行的、有效的,可为电站建设决策部门提供有价值的参考。     

基于双阶段变异差分进化算法的电网业务组合投资决策优化

“十四五”规划中提出发展战略新兴产业，加快建设现代产业体系的国家重大战略部署。为此，电网企业亟需拓展新兴业务以提升电网企业自身效益。首先从社会、政策、经济、技术、环境多个维度构建了基于社会网络的电网新兴业务投资价值评价体系，并采取CRITIC-序关系分析集成赋权法结合主客观赋权法优势对指标进行权重设置，然后以业务组合贡献度为目标函数，构建了电网新兴业务组合投资决策优化模型，并基于双阶段变异差分进化算法求解投资决策优化模型。通过算例分析验证了所提出的业务组合投资决策优化模型的适用性和双阶段变异差分进化算法的优越性，并在保证电网效益最大化的同时考虑其他综合效益，为电网企业新兴业务投资决策提供一定参考。     

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。     

考虑碳交易的电源结构多目标优化模型研究

为优化配置区域电网电源结构,在满足电力电量平衡等约束条件的前提下,研究以经济成本最小、综合能效最大为目标构建碳交易下电源规划多目标优化模型。随后将该优化模型应用于中国某区域电网,对该地区电源结构优化配置进行研究分析。结果显示,碳交易的引入能够促进新能源消纳,降低碳排放,达到低碳高效的目的,实现电源结构的优化配置。     

山西省燃煤发电概况

分析了山西燃煤机组的结构组成、能耗状况及其对电网的影响;针对对如何优化电源与电网结构、进一步降低机组能耗,提出了电力建设需坚持顶层设计及合理规划的原则,完善辅助服务市场,提高节能减排水平,解决发电企业安全问题等措施和建议。     

大规模风电并网的电源规划研究

随着风电的大规模并网,电网的调峰能力将成为电源发展的重要约束。所以,为了寻求一个最经济可行的电源规划,笔者提出通过建立数学模型来获取。在建立模型时,首次考虑了风电机组的规划问题,把电网对风电的接纳能力作为重要的约束条件进行研究。同时,在使用进化规划方法求解电源规划优化问题的过程中,针对常规电源与风电机组在单台容量上的差异,设计了新的初始种群形成方法与进化策略,改进了原有算法的优化精度和收敛特性,并基于完备的数学模型和改进的优化算法,在最后对实际算例进行了计算求解。     

兼顾计划与市场环境的电力规划决策与评估系统

分析电力市场对规划决策与评估提出的新要求，提出兼顾计划与市场环境的电力规划决策与评估系统的总体方案和核心思想，设计了以日运行评估为基础的决策方法。采用高性能网络数据库作为后台数据支持，建立可集中管理历史与规划的电源、电网、负荷等技术与经济数据的软件平台，实现决策与评估。该系统适应电力系统规划在电力市场环境下的新要求，可为我国电力市场过渡期的规划决策，特别是目前缺电状况下的电源有序建设提供有力的支持工具。