计及电动汽车和风电出力不确定性的随机经济调度

电动汽车和可再生能源发电的快速发展为电力系统的安全和经济运行带来了新的挑战。在此背景下,构建了能够计及可入网电动汽车(plug-inelectric vehicle,PEV)和风电机组的不确定性的随机经济调度模型。首先采用随机仿真方法研究PEV的充电与放电功率的概率分布。之后,在假设风速服从Rayleigh分布的前提下,导出了风电机组出力概率分布的表达式。通过理论分析得到了风电机组和电动汽车接入网络(vehicle to grid,V2G)的电源出力的数学期望的解析表达式,并在此基础上,构建了电力系统随机经济调度模型。最后,以IEEE118节点系统为例说明了所提出的随机经济调度模型的基本特征。     

促进新能源消纳的风-光-抽水蓄能联合调度优化研究

“３０.６０”双碳目标背景下,可再生能源装机规模迅速扩大,高质量发电并网成为可再生能源发展面临的重大挑战.基于此,建立基于风电、光伏、抽水蓄能运行特性的联合调度优化模型.首先,考虑区域分布式风电、光伏 发电利用率最高,以弃风弃光率最小为目标函数,以风电、光伏、抽蓄系统出力、能量平衡等为约束条件构建风-光-抽水蓄能联合调度优化模型;其次,构建风电独立运行、光伏独立运行、风-光联合运行三个运行情景;最后通过实例验证模型的适用性,并对比分析三个情景的运行效益得出结论,风-光联合出力可在一定程度上缓解风电、光伏独立出力的不稳定性,配套抽水蓄能可通过其 “削峰填谷”的作用进一步提高区域可再生能源的利用率.研究结果为缓解由可再生能源大规模接入造成的弃风弃光等问题提供解决思路。     

电动汽车供电能源优化组合及智能充电策略

为评估电动汽车充电过程中不同种类可再生能源的经济性,构建了智能充电优化模型,得出电动汽车供电电源的最佳电能组合,所涉及发电能源包括风电、光伏发电以及通过可再生能源配额进行补偿的传统化石燃料发电。通过对可再生能源利用情况和电动汽车充电特性进行分析,采用启发式动态规划方法建立智能充电模型,研究风能、太阳能接入电动汽车充电系统后与传统发电能源的协同优化机制,并对电动汽车充电能源组合中各能源的经济性进行敏感性分析。结果表明,电动汽车智能充电策略有利于提高可再生能源的利用率,降低其负荷不稳定性对电力系统的影响,并且风力发电接入充电系统具有成本优化效益,能有效降低充电成本。     

风光储协同调度的多时间尺度决策方法

大规模可再生能源的接入给电网调度带来重大挑战,而电动汽车充电与风电、光伏发电等可再生能源之间潜在的协同性为电网更多的接纳可再生能源提供了一种可行途径。通过优化地区电网电动汽车充电站的充电计划,在满足电动汽车能源需求的前提下,能够平滑电网等效负荷波动、减轻火电机组调峰压力,进一步提高消纳可再生能源的能力。且日前计划、滚动计划、实时调度的多时间尺度协同调度决策模型的建立,能够逐级消减风电、光伏等可再生能源预测误差的影响,进一步改善等效负荷的负荷特性。最后给出了以某地区电网的实际数据为基础的应用实例,证明模型的有效性。     

计及可再生能源与负荷互补特性的储能随机调度

在“风光储”并网系统中,需要考虑间歇性新能源的不确定性对电力系统的影响,基于此,构建了计及风电、光伏发电系统出力不确定性和负荷随机性的常规电源和储能装置随机优化日前调度模型。模型考虑了储能装置充放电限制的约束条件,在假设风速服从Weibull分布,光照服从Beta分布的条件下,推导出“风光储”并网系统等效负荷的平均方差表达式,并以此为目标函数建立储能装置随机优化调度模型,衡量平抑常规机组波动的能力。应用双链量子遗传算法进行求解,最后以IEEE30节点系统为例验证了所提出模型的可行性和有效性。     

考虑需求响应的含光热电站可再生能源高渗透率电力系统多源优化调度

在可再生能源高渗透率电力系统中,如何考虑可再生能源发电的不确定性并实现多源协调优化调度是电力系统运行的重要问题。为此,构建了基于光热电站出力灵活调度的多源电力系统随机机组组合优化调度模型,并将需求响应机制引入该模型,以应对可再生能源高渗透率电力系统中光伏、风电的预测误差以及波动性导致的不确定性问题。该模型以多个场景集下的综合成本最优为目标,在兼顾场景多样性的同时,综合考虑系统的综合成本。最后,以改进的IEEE-30节点系统为例,通过多种调度方式的对比,验证了所提模型的有效性与经济性。算例结果表明,所提调度方式总成本较传统方式降低了4.41%,切负荷量减少了93.74%,可再生能源渗透率提高了1.93%。通过源荷两侧的协调调度,该模型能够在降低系统调度成本的同时保证高渗透率电力系统的稳定性与安全性。     

考虑大规模风电和电动汽车入网的协同优化调度

为了实现发电机组的经济调度,同时减少污染气体的排放和等效负荷的波动,结合电动汽车与电力系统之间能量双向流动的特点,考虑风力发电的间歇性和电动汽车充放电的随机性对电网的影响,以发电成本、排污成本和等效负荷波动方差最小为多目标函数,构建了计及风电和插入式混合电动汽车(Plug-in Hybrid Electric Vehicles,PHEVs)的协同优化调度模型。并应用基于ε占优的多目标粒子群算法进行求解,该方法能保证外部存档非劣解的收敛性和分布性,克服了粒子群算法(Particle Swarm Optimization,PSO)求解多目标优化问题极易收敛到伪pareto前沿和收敛速度慢的缺陷。最后,通过仿真实验,验证了所构建多目标协同优化调度模型与单目标优化调度模型相比,能有效平抑可再生能源发电出力波动,降低发电总成本和排污成本。     

基于机会约束目标规划的风-光-水-气-火-储联合优化调度

在可再生能源大规模接入电力系统的背景下,为了利用不同能源互补特性解决电力系统弃风、弃光的问题,建立风电、光伏发电、凝汽式火电机组、热电机组、燃气轮机、联合循环燃气轮机、梯级水电和抽水储能机组的模型,在此基础上,考虑风电和光伏发电出力的不确定和水、热、电能量平衡,建立基于机会约束目标规划的风-光-水-气-火-储联合优化调度模型。为了提高模型求解效率,利用基于采样的机会约束条件确定性转化方法将机会约束条件转化为混合整数约束条件。算例验证了所提模型的有效性。将所提调度模型与现行火电机组“以热定电”、梯级水电“以水定电”的模式进行对比,结果表明所提协调调度模型能够利用不同机组之间的互补特性提高电力系统运行的灵活性,从而提高可再生能源的消纳能力,降低系统运行成本。     

计及安全约束的虚拟电厂两层优化调度

随着分布式电源接入电网比例不断提高,其出力的随机性和间歇性对电力系统安全稳定运行造成威胁,虚拟电厂(VPP)为有效解决分布式电源并网提供了新思路。风电等可再生能源的发电和电价具有不确定性,如何在不确定环境下提高VPP的可调度性成为研究热点。针对电价预测精度高、误差分布较为规律的特点,采用随机规划法处理电价的不确定性,对于风电等可再生能源的出力,其预测误差通常难以准确地用概率分布描述,采用鲁棒优化法处理,在此基础上建立VPP优化调度的上层经济调度模型。进一步考虑电网的安全约束,建立VPP优化调度的下层安全调度模型,最终形成VPP两层优化调度模型。通过对改进的IEEE 33节点系统及由风电场、抽水蓄能电站和燃气轮机组成VPP的算例分析,验证了所提模型的可行性和有效性。     

特约主编寄语

正逐步摆脱化石能源依赖,实现大规模可再生能源发展是全球能源变革趋势。预计到2050年,可再生能源出力在能源消费总量中所占比例将达到80%。随着以风电和光伏为代表的大规模可再生能源接入电网,传统的电力系统频率控制问题面临新的挑战和机遇。一方面,随着风电机组和光伏发电系统替代传统火电机组发电,使得在线机组的总转动惯量减小,维持频率质量的能力降低,而可再生能源发电出力的随机波动又加重了系统对调频     

2001年第一季度电力工业运行分析

根据２００１年第一季度电力工业生产和用电需求情况，论述了电力市场供需特点，并从多方面对当前电力供需形势进行了分析。     

整流装置功率因数的分析

分析了整流装置中正弦电压、非正弦电流和非正弦电压、非正弦电流两种情况下网侧电流与功率问的基本关系；总结了整流装置功率因数的特点；指出了从电网的角度而言，对整流装置的一次侧功率因数进行分析的实际意义。     

华东电网省际电力、电量交换的原则与实施

<华东电网联络功率、电量管理和考核办法>制订和执行的目标在于将省市间及省市与主网问的电力、电量交换分成国家计划的互供电量与集团内部经协商制定的经销电量,并进行联络线偏离计划的考核.1998年又根据电网供需矛盾的变化对其进行修正,以经济办法实行调度管理,提高电网的频率合格率.     

Rethinking the Power Shortage of China in 2011

As the opening year of the "Twelfth Five-Year Plan," driven by the steady and fast economic growth, the year of 2011 saw China’s rising demand for electricity, resulting in regional power shortages. Subjected to multiple factors such as the weather conditions, the contradictions between coal supply and power generation and the structural problems in the power system, power supply shortage across the nation became increasingly critical. At the same time, the Northeast and Northwest China, plus Inner Mongolia, often experienced power generation surplus and difficulties in sending power to other regions. This paper reviews the overall situation of the national electric power supply in 2011, elaborates on the current contradictions in the power demand and supply and presents an in-depth analysis of causes and corresponding countermeasures.     

配电变压器无功功率的消耗与节能

对用户配电变压器无功功率的节能做了探讨,并举例定量分析。以引起广大用户对变压器无功功率消耗的重视,进一步提高负载功率因数,达到最佳节能效果。     

电力市场条件下无功发电成本研究

无功功率服务是电力市场辅助服务的一个重要组成部分，对发电厂的无功生产成本进行了探讨。以有功和无功功率生产总成本最小为目标函数，该目标函数是在已知发电厂总的负荷需求和满足各发电机组的有功、无功发电功率极限约束条件下，使发电总成本最低。求解采用最小二乘角的广义逆法、该方法能求解无约束条件下的优化问题。求解过程是先将目标函数和等式约束条件化为受等式约束的拉格朗日函数，再调用该算法和对不等式约束条件进行处理。方法简单可行，计算结果符合生产实际，研究结果发明发电厂的无功服务应得到一定的经济补偿，使其自觉地维持电力系统的安全和稳定运行。     

大型风力发电机组无功补偿控制器的研究

异步电机作发电机运行时,无功功率消耗大,功率因数低,输出功率小。本文通过以DSP芯片TMS320F240为核心的无功补偿控制器系统,实现了对所需无功分量进行精确计算,准确跟踪系统无功变化,对多级电容器组进行自动和循环投切,达到了对系统动态进行无功补偿的目的。控制器投入运行后,提高了功率因数和风机输出有效功率,降低了发电成本,创造了可观的经济效益。     

最优潮流在现代电力系统中的扩展应用

介绍了在考虑电力市场环境,电压与暂态稳定约束,动态约束,FACTS元件,系统不确定性,环境保护等因素的条件下,最优潮流的最新应用成果,并对其中仍然存在的问题和今后的研究发展方向提出了一些有价值的建议。     

电力系统无功功率控制与优化综述

电力系统无功优化是一个非线性混合优化问题,它的目标是在满足约束条件的前提下,使系统的某个指标或多个指标达到最优。本文综合分析了用于电力系统无功优化的各种优化方法,并特别地列出了一些新兴的方法,同时指出了各种方法的优势与弱点,分析了这个领域当前存在的问题。     

不同电网问厂用电切换方式的分析及实践

对不同电网间厂用电的切换方式进行了分析，阐述了厂用电切换过程，并提出在厂用电切换过程中应注意的几个问题。