计及阶梯式碳交易机制的海岛综合能源优化调度

针对以柴油发电为主的传统海岛供电模式,存在污染环境、成本高且不易运输等问题,提出一种含碳交易机制的海岛综合能源优化运行策略。在以净收益最大为目标的同时,考虑阶梯式碳交易机制、新能源消纳、系统运行约束,构建了一种含阶梯式碳交易的光热储能配合风电制氢的日前综合能源优化调度模型。最后,通过cplex求解模型并对各类优化调度方案进行对比。结果表明,本文所提方案能有效提高系统收益及新能源消纳率,具有有效性和经济性。     

考虑阶梯式碳交易机制的微电网两阶段鲁棒优化调度

为减少微电网系统运行的碳排放量,同时考虑可再生能源出力不确定性对系统调度结果的影响,提出了一种基于鲁棒优化的微电网低碳经济调度模型。首先,利用两阶段鲁棒优化方法消除可再生能源出力不确定性对系统调度结果的影响。其次,将阶梯式碳交易机制引入系统的运行调度阶段,以减少微电网系统的碳排放量。然后,建立了包含风电、光伏机组、微型燃气轮机、燃料电池及储能设备的微电网低碳经济调度模型,以各设备运维成本、系统购能成本和碳交易成本之和最小为优化目标,采用C&CG算法对所提调度模型进行求解。最后通过算例对所提优化调度模型进行验证。结果表明：两阶段鲁棒优化方法能够有效提高系统抵御风险的能力、引入阶梯式碳交易机制则可有效减少微电网运行的碳排放量。     

碳交易环境下含大规模光伏电源的电力系统优化调度

光伏发电不消耗化石能源,无碳排放,是电力工业低碳化的有效途径。光伏发电出力具有很大的随机性与间歇性,大容量接入给电力调度带来了新的不确定因素。文中基于低碳经济理念,将碳交易机制引入电力系统经济调度;建立了太阳辐照度和光伏发电出力的概率分布模型,并采用基于Kantorovich距离的场景削减技术对光伏发电出力场景进行有效削减;在此基础上构建了考虑大规模光伏电源接入和CO2排放经济价值的电力系统优化调度模型,模型兼顾了系统运行的经济性、低碳性和可靠性。利用该模型对10机系统进行了算例仿真,结果验证了所提出模型的合理性和有效性。     

电力系统优化调度概述（I）——经济调度与最优潮流

本篇文章叙述了电力系统优化调度研究的目的和意义，回顾了经典经济调度、最优潮流近二十年来优化调度的发展，详细地分析了这两种调度方法发展中出现的问题以及各自的解决方法，经典经济调度计算速度快适合在线应用；最优潮流计算精确但相对经济调度而言计算速度慢，无法应用到实时调度。同时也提出了这两种优化方法中急需解决的问题。     

计及风电与负荷不确定性的电力系统无功随机优化调度

随着风电渗透率的不断增大,风电的不确定性给电力系统安全稳定运行带来了严重影响。含风电电力系统无功优化调度为非线性混合整数规划问题,在满足多个约束的同时,确定了电力系统无功控制参数的最优值,以优化特定的目标函数。建立了计及风电与负荷不确定性的电力系统多目标无功随机优化调度模型,设置了两个目标函数：有功功率损耗最小化、电压稳定指标最小化。采用ε约束优化方法求解多目标优化模型,利用模糊满意度方法选择最优折衷解。设计了两种不同案例在IEEE-57节点系统上进行仿真。仿真结果表明所提模型及方法可有效解决含风电电力系统无功优化调度问题,显著降低有功损耗,提高系统电压稳定性。     

计及碳交易-绿证的“源-荷”互动优化调度策略

在可再生能源不断发展的背景下,研究了计及碳交易-绿证成本的"源-荷"互动优化调度策略.模型中同时考虑发电侧资源和可平移负荷、可转移负荷、可削减负荷3种柔性负荷资源,成本中同时考虑了碳交易-绿证成本和柔性负荷调用成本,以成本最优为目标,建立优化模型,实现发电侧资源与多种柔性负荷资源的最优分配.通过算例验证了方法的有效性.     

计及阶梯式碳交易机制的低碳型园区经济运行调度策略

随着碳中和战略目标的提出,园区综合能源系统成为节能减排的重要载体。通过建立碳交易成本模型,将碳交易成本与园区系统运行成本结合作为园区综合能源系统经济优化调度目标,实现园区系统运行的低碳性和经济性。首先,构建碳交易成本模型,并简要分析传统碳交易机制和阶梯式碳交易机制的区别;然后,建立包含风电机组、燃气轮机、电转气设备及电锅炉的园区综合能源系统经济运行模型,以外购能源成本及碳交易成本之和作为园区系统综合运行成本进行调度分析;最后,通过设置3种不同碳交易机制场景,利用改进的PSO算法对此模型进行仿真,对比分析不同碳交易机制下的碳交易成本和系统综合运行成本,并在阶梯式碳交易机制中,分析不同碳交易价格对园区综合成本和碳交易成本的影响,从而验证了阶梯式碳交易机制有利于实现园区综合能源系统运行的经济性和低碳性。     

考虑碳排放配额和碳交易的新能源电力系统日前优化调度

在电力系统碳交易市场化的背景下,研究一种科学、有效的碳排放额度分配策略,具有重要的理论和实际意义。该文在新能源大规模接入的现状下,考虑限制排放主体的碳排放量,并在排放主体间建立碳交易模型,提出一种考虑碳排放配额和碳交易的日前优化调度方法。分别构建火电和风电碳交易费用的模型,提出一种基于熵值法的碳排放额度分配策略,对区域电网基准线排放因子的权重进行重新分配;考虑到因风电接入而造成常规火电机组产生的额外碳排放量,在碳交易价格预测的基础上,计算不同类型机组的碳交易费用;以调度时段内系统总费用最小为优化目标,构建考虑碳排放交易的日前优化调度模型,并求解该模型。仿真结果验证了所提方法的正确性和有效性。     

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。     

基于碳交易的含风电系统低碳经济调度

随着"低碳经济"发展的持续升温,经济和社会的可持续发展对电力行业提出了低碳化发展的需求。风电作为最具竞争力的清洁能源之一,促进了电力低碳化的发展进程,同时风电出力的随机性对系统备用提出了更高的要求。建立低碳调度目标并引入碳交易,使碳排放成为赋有经济价值的可调度资源;在经济调度目标中引入旋转备用补偿成本以应对风电预测误差对系统带来的影响,引入风电场负效率运行补偿成本以弥补风电场技术弃风造成的经济损失。应用随机规划理论构建模型,提出了一种同时兼顾电能生产经济性和系统排放低碳性的新型低碳经济调度模型,实现多目标问题的单目标化。利用基于随机模拟的混合粒子群算法进行优化求解,通过算例验证所提模型与算法的合理性。     

考虑碳税与碳交易替代效应的电力系统低碳经济调度方法

随着碳达峰、碳中和目标的提出,政府主导的碳规制强度日益增大。电力系统作为碳减排主体,将面临碳税与碳交易复合型碳减排政策的约束。研究计及碳税与碳交易替代效应的电力系统低碳经济调度方法,能够协调提升系统运行的低碳性和经济性,具有重要的理论与现实意义。首先在分析碳交易价格波动特征的基础上,采用随机场景法描述碳交易价格不确定性,进而对阶梯型碳税与碳交易替代效应进行建模。之后,建立协调优化碳捕集设备和储能电站的系统两阶段低碳经济调度模型,并结合分段函数线性化和蝙蝠算法对模型进行优化求解。最后,基于某地区的实际参数开展仿真分析,算例结果表明所提模型能够有效提升系统运行的低碳经济水平。     

基于节点碳势需求响应的电力系统双层优化调度

为实现电力系统低碳排放、助力经济提升,在建立碳势引导多元柔性负荷模型的基础上,提出一种基于节点碳势需求响应的双层优化调度策略。首先,利用比例共享原则追踪碳排放流,搭建碳排放流模型,从时空维度感知各节点的碳势变化规律。其次,将碳流分析纳入负荷侧需求响应机制中,利用节点碳势建立负荷聚合商需求响应碳排放模型,并厘清不同碳势强度下负荷聚合商调度差异,构建基于节点碳势需求响应的电力系统双层优化调度模型。模型上层为电网运营商最优经济调度,模型下层为负荷聚合商需求响应经济调度。最后,以改进IEEE 30节点系统为例,验证了所提方法的有效性。     

基于复功率潮流追踪的电力用户侧碳排放计量

中国电力行业传统的碳排放计量都是以电源为排放源,这种计量方式没有考虑电力的传输过程,用户也无法直观感受到自身消费行为引起的碳排放。为了鼓励绿色电力的接入,明确用户消费电能产生的碳排放量,促进绿色电力证书市场的发展,有必要从用户侧进行碳排放计量。文中在计及网损的复功率潮流追踪模型基础上建立了碳流追踪模型,将无功功率对于有功功率的间接作用通过共同追踪的方式体现,全面分析了电力网络中二氧化碳伴随功率从电源侧向用户侧的"流动"。通过IEEE 57节点算例检验了碳流追踪模型的正确性,碳流追踪结果可以计量引入绿色电力后用户侧各节点以及全网网损的减排比例,亦可为各区域间减排责任的划分提供依据。同时,线路网损产生的碳排放量为低碳电力调度提供了新的参考。     

考虑热网约束和碳交易的多区域综合能源系统优化调度

为了提高可再生能源消纳率及减少发电过程中碳排放对环境的污染,提出了一种考虑热网约束和碳交易的多区域综合能源系统优化调度模型。首先,通过热网管道和节点的基本方程描述热网系统,建立区域综合能源系统与热网耦合模型;其次,分析国内外两种碳交易机制的特点,建立以系统运行成本、碳交易成本和可再生能源消纳惩罚成本之和最小为目标函数的低碳经济调度模型;最后,以冬季某热网连接的多区域综合能源系统为例,采用混合整数线性规划对模型进行求解,分析2种碳交易机制对系统经济运行和碳排放的影响。结果表明,通过热网连接多个区域综合能源系统,能充分利用区域间负荷的互补特性,减少系统碳排放,提高可再生能源的消纳率。     

含大规模风电的电力系统优化调度模型

为研究发电侧电力市场环境下,大规模风电并网对电力系统运行方式的影响,提出一种考虑风电极端出力时的火电机组竞价开机方法.其核心思想是以等效最小负荷作为竞价容量,确定火电机组的初步开机机组,而后校验初步开机方式能否满足等效最大负荷的要求;如果不能满足要求,则在等效最小负荷时刻弃风,以提高竞价容量,如此直到开机方式可行.此外,建立总购电费用最小的最优潮流模型,采用约束成本变量法和内点法,求解最优潮流模型,并应用算例验证模型和方法的可行性.     

MATLAB在电力系统优化计算中的应用

介绍基于扰动Karush—Kuhn-Tucker（KKT）件的内点算法，以及利用MATLAB符号工具箱、M函数求解电力系统最优潮流基本方法和步骤．     

考虑负荷概率分布的随机最优潮流方法

针对考虑负荷概率分布的随机最优潮流问题,建立了相应的机会约束规划模型。基于经典最优潮流问题的内点法和随机潮流方法,设计了求解该模型的一种启发式方法。该方法以确定性负荷最优潮流计算结果为基础,通过求取受机会约束的变量的概率分布判断概率约束是否满足。若不满足,则根据变量分布和等效的机会约束,形成新的上下限约束,继续计算负荷为期望值时的最优潮流,直至所有概率约束满足。对5节点和IEEE 118节点系统的测试表明该算法的有效性。     

考虑电压稳定裕度约束的点估计随机最优无功调度方法

传统无功优化方法通常采用确定型的模型,但新能源大量接入以后,节点注入功率并不确定,针对其随机性,提出一种考虑电压稳定裕度约束的随机无功优化方法,使用基于点估计的随机潮流方法将机会约束转换为确定型约束,并采用带共轭梯度算子的改进遗传算法对优化问题进行求解。数值计算的结果表明该方法可以降低电压的越限风险。相比于确定型方法,使用该方法后网损优化结果略有增加,但同时电压稳定裕度得到了较大的提升。