基于机会约束规划的电力系统安全成本优化计算

提出了一种基于机会约束规划计算电力系统安全成本的新方法。安全成本模型由发电侧备用成本、可中断负荷成本、再调度成本和期望失稳损失等因素构成。在求解该模型的过程中,应用遗传算法和蒙特卡罗仿真技术,将发电侧备用容量和可中断负荷作为随机变量并用概率的形式表示约束条件,从而得到最优安全成本费用。最后通过IEEE30节点测试系统验证了该方法的有效性。     

基于机会约束规划的电力系统安全定价随机模型与算法

提出了基于机会约束规划的安全定价的数学模型和算法。发电侧的备用容量、可中断负荷容量、再调度容量等不确定性因素都对电力系统运行安全产生影响。对这些不确定性因素用概率方法进行描述,分析其对安全成本和安全定价的影响。在不同概率条件下,建立了预想事故的安全成本模型。对于一个预想事故,形成了一定的安全成本,针对发电机组的再调度能力和负荷的可中断性,建立了安全价格模型。通过IEEE-30系统仿真计算证明了该模型与算法的可行性。     

新型电力系统背景下电源协同优化规划方法研究

考虑风能光能等新能源出力不确定特性，为实现电力系统经济、灵活运行以及节能减排环保特性的宗旨，引入分析目标级联法。设计以综合成本最优为优化目标，按机组安全经济调度运行、灵活辅助服务市场和清洁低碳环保要求，建立新型电力系统背景下的电源协同规划模型，并以IEEE 118节点系统对所提算法及模型予以验证。结果表明，所提算法及模型相较传统优化算法具有更好的寻优能力及计算速度。     

计及网络参数不确定的含风电场安全经济调度

基于线性鲁棒优化方法提出了一种计及风电场出力及线路参数不确定性的电力系统安全经济调度模型,该模型计及了系统运行时风电场出力及线路参数的不确定性对线路安全的影响,利用线性鲁棒优化理论构建调度模型,并运用优化对偶理论对其进行简化。根据本文所构建的模型可得到一个不确定安全经济调度区域(USEDR),独立系统运行员(ISO)基于安全性和经济性合理确定系统扰动指标在该区域进行调度。最后,以改进的IEEE-30节点系统为例,检验了所构建模型的合理性及可行性。     

采用混合智能算法的含风电电力系统多目标优化调度

为了增强含风电电力系统的安全性和稳定性,提出一种计及运行风险及备用成本的含风电电力系统环境经济调度新模型。在目标函数中加入了系统运行风险指标和正、负旋转备用成本;增加了系统可靠性约束条件,确保了较低的系统运行风险,并同时获取正、负旋转备用量。采用一种新型高效的场景生成技术来描述风电功率的随机性。基于花授粉算法及差分进化算法提出一种具有时变模糊选择机制的多目标优化算法。将所提模型及求解方法在具有一个并网风电场的4机组系统中进行仿真。分析了各参数变化对系统运行的影响,并与其他两种启发式智能算法进行比较,验证了所提模型及算法的可行性和有效性。     

一种新的优化潮流模型

为了将电力系统的总发电成本降至最低,提出了一种新的优化潮流算法和模型。借助静态安全域计及静态安全约束,建立了支路角与有功注入功率的关系式,并将支路角确定为优化变量进行优化计算,方便快捷地得到最优调度方案。通过对NewEngland系统和我国某省实际电力系统所进行的计算,证明了该模型和算法的有效性。同时,该模型还可以提供优化后系统各支路的安全裕度,以便调度人员更加直观地了解系统的运行状况。     

基于加权半方差的含风电电力系统旋转备用效益研究

在考虑系统旋转备用的容量成本和能量成本、因购买旋转备用而减少的停电损失,以及旋转备用效益的离散程度的基础上,引入风险偏好系数,并采用证券投资组合中的加权半方差度量风险。以期望旋转备用效益最大和风险最小为优化目标,建立基于加权半方差的含风电电力系统旋转备用效益-风险模型。采用蒙特卡洛模拟法模拟实际负荷功率偏差和风电出力预测偏差,并通过多目标纵横交叉算法求得期望旋转备用效益-风险有效前沿和日前旋转备用计划,以及风险偏好系数、可靠性水平、预测偏差、失负荷损失价格、旋转备用价格对期望旋转备用效益和风险的影响。算例验证了所提模型的合理性。     

考虑备用成本的含风电场短期经济调度

研究含风电场的电力系统短期经济调度问题,针对风电的随机性和波动性对调度的影响,建立了考虑备用成本的电力系统短期调度模型,充分考虑到系统运行经济性,模型中引入了一种特殊旋转备用--可中断负荷,使电力资源得到优化配置并提高系统运行经济性.在求解算法方面,将优先顺序法(Priority List,PL)和离散粒子群算法结合并...     

基于一种改进粒子群算法的含风电场电力系统动态经济调度

随着风力发电在电力系统中比重的持续增加，在电力系统经济调度中需要考虑风电场的影响。提出了一种改进的粒子群优化算法，用来求解含风电场的电力系统动态经济调度问题。优化模型中引入了正、负旋转备用约束，以应对风电功率预测误差给系统调度带来的影响，并在目标函数中计及了常规机组的发电效应带来的能耗成本。以经典的10机系统为算例，通过与基本的粒子群算法和遗传算法进行比较，验证了所提算法的可行性和有效性。该方法可以节省较多的发电成本，具有较高的实用价值。     

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。     

暂态稳定安全经济代价计算

根据暂态稳定裕度对节点有功、无功功率及变压器运行方式变化的灵敏度分析结果,以有功、无功电费最小为目标函数,构造了适用于合同交易与非合同交易共存的电力市场安全预防再调度和安全校正再调度数学模型,此模型可用线性规划求解。此方法能用于计算为提高电力系统暂态安全性而须付出的经济代价,经济代价可用于最佳可靠性指标研究。根据稳定裕度对节点功率的灵敏度来考虑系统安全约束比采用联络线潮流约束更为可靠;考虑有功、无功管理再调度比只考虑有功调度可能更为经济。中给出了24节点系统实例分析结果。     

A comprehensive strategy for transmission switching action in simultaneous clearing of energy and spinning reserve markets

There is a great resolution calling for smart grids in recent years. Introduction of new technologies, that make the network flexible and controllable, is a main part of smart grid concept and a key factor to its success. Transmission network as a part of system network has drawn less attention. Transmission switching as a new transmission service can release us from load shedding and remove the constraints’ violations.Transmission switching can provide economic benefits compared to other control methods such as generation unit rescheduling or load shedding for contingency management.Utilizing a stochastic mix-integer nonlinear programming (SMINLP) model, transmission switching is used during contingencies and steady state to determine optimal required energy and reserve values.Stochastic joint energy and reserve markets with transmission switching considering dynamic constraints has been proposed to minimize the cost of supplying load, security expenses.Considering dynamic constraints in proposed model avoid the occurrence of transient instability when opening the line in transmission switching action.A network reduction method based on modified Jacobean AC Newton–Raphson technique power flow considering switchable line in technique is used for speeding up the calculation, efficiency and simplicity.To investigate the efficiency of the proposed strategy IEEE 14 bus test and IEEE 57 bus test system are studied. According to the obtained results, this strategy decreases energy and reserve marginal prices, as well as security cost.     

Customer choice of reliability in spinning reserve procurement and cost allocation using well-being analysis

A novel pool-based market-clearing algorithm for spinning reserve (SR) procurement and the cost allocation associated with provision of spinning reserve among customers (DisCos) is developed in this paper. Rational buyer market model is used to clear energy and spinning reserve markets in the proposed algorithm. This market model gives DisCos the opportunity to declare their own energy requirement together with their desired reliability levels to the ISO and also they can participate in the SR market as a interruptible load. The DisCos’ desired reliability levels are selected from a hybrid deterministic/probabilistic framework designated as the system well-being model. Using the demand of each DisCo and its associated desired reliability level, the overall desired system reliability level is determined. The market operator then purchases spinning reserve commodity from the associated market such that the overall desired system reliability level is satisfied. A methodology is developed in this paper to fairly allocate the cost associated with providing spinning reserve among DisCos based on their demands and desired reliability levels. An algorithm is also presented in this paper for implementing the proposed approach. The effectiveness of the proposed technique is examined using the IEEE-RTS.     

考虑需求响应与风电不确定性的两阶段鲁棒旋转备用容量优化模型

以风电为代表的新能源大规模并网威胁到了传统电力系统的稳定运行,对备用容量的配置也有了新的要求。在新电改和能源需求侧改革的背景下,用户侧的需求响应（demand response,DR）资源在备用容量配置的问题上凭借其灵活性和可操作性越来越得到重视。为此,文章分别从基于价格和激励的需求响应参与备用容量优化角度,提出了以调度成本和备用成本最小为目标函数的两阶段鲁棒优化模型。利用列和约束生成（columa and constraint generation, C&CG）算法将其分解为考虑风电不确定性的日前备用容量优化配置主问题和实时备用电量分配子问题,运用AD算法计算子问题并寻找“最坏点”代入到主问题中进行迭代求解,提高了求解效率。算例结果验证了模型的有效性和正确性,并表明需求响应作为一种灵活的调控资源可以有效促进风电消纳,同时可以降低系统调度成本和备用成本。     

区域电力市场中的分区备用模型

分区备用可以保证区域电力市场安全经济运行。将区域电价有关概念推广到区域备用市场;建立两层模型,该模型考虑了地区间联络线传输容量约束、各地区最小备用容量需求和总备用需求等约束;模型的求解不仅可以得到区域备用价格,而且可得到故障情况下合理的调度方案;提出了基于调度方案形成各地区对备用的利用系数,基于利用系数对备用费用进行分摊的方法,为备用费用分摊这个难点问题提供了新的思路。通过算例验证了模型的有效性和可行性。     

Evaluation of costs for procuring reserve capacity in a deregulated power system using multi‐agent model

In this paper, we assume 2 models for securing reserve capacity. One is “Commitment‐based Security Model” and the other is “Reserve Market‐based Security Model.” In Commitment‐based security model, ISO commits procurement of reserve energy to a particular generation company. Meanwhile, in Reserve market‐based security model, ISO procures reserve energy through reserve market. The main object of this research is to investigate which model will be preferable for the viewpoint of consumer's cost. To compare these models, two things are considered in this paper. One is bidding behavior of agents which bids to energy market and reserve market. To consider this, Q‐Learning of multi‐agent model is used. Also, the Unit Commitment (UC) is considered to calculate generation cost. This is to calculate the cost for securing reserve power more precisely. © 2009 Wiley Periodicals, Inc. Electr Eng Jpn, 167(1): 18– 25, 2009; Published online in Wiley InterScience ( www.interscience.wiley.com ). DOI 10.1002/eej.20705     

电力市场环境下备用容量的集中和分散优化决策

针对电力市场环境下,应该采用何种方式确定和获取所需要的备用容量这个有普遍争议的问题,提出了集中优化方法和应用保险理论的优化方法。集中优化方法是以从发电公司购买成本和用户停电损失之和最小化为目标,通过集中方式确定所需的总的运行备用容量及其价格并在相关的发电公司间分配这些容量的方法。应用保险理论的分散优化方法是用户通过购买保险,把停电可能引起的损失转移给独立调度机构(ISo),从而引导ISO对备用容量进行有效的管理;同时,当发电公司没有投入所成交的备用容量时,IsO会对其进行高昂的惩罚,从而激励发电公司很好地履行合同职责。文中先导出了与备用容量相关的各个发电公司的成本函数和用户的效用函数,然后给出了相应的分散优化和集中优化的数学模型,以及求解算法,证明了在完全竞争的市场中分散优化方法可以得到和集中优化方法相同的最优解,即最大化社会福利。最后以有14个发电公司参与的模拟电力市场为例进行了仿真计算,说明所提出方法的基本特征。     

基于风险的暂态稳定性安全评估方法在电力系统中的应用

介绍了基于风险的安全性评估方法的基本原理以及如何获取线路发生故障的概率和故障导致暂态失稳的概率，还介绍了暂态失稳的后果模型，并在此基础上建立一完整的风险指标。暂态稳定性风险评估能够为安全性和经济性之间提供联系，为更准确地分析电力系统提供了方便。最后结合阳城电厂向江苏电网送电的实例，说明了该方法在江苏电网中的应用。