基于负荷状态转移曲线的中长期快速机组组合

随着新能源电力的大规模发展与接入,基于机组组合的电力系统生产模拟方法获得了广泛应用。该方法能有效处理系统调峰、机组启停等时序因素,但应用于大规模电力系统时也面临着计算效率低、耗时长等问题。针对此,该文提出一种基于负荷状态转移曲线的中长期快速机组组合模型和方法。首先,结合时序和持续负荷曲线的特点,通过负荷聚类分析建立了负荷状态转移曲线模型,在简化负荷模型的同时兼顾了其时序波动特征。其次,考虑负荷状态持续时间,建立了发电机和系统运行约束,提出了基于负荷状态转移曲线的机组组合模型。同时,将其与传统模型进行了对比,给出了基于该文方法进行生产模拟的基本流程。基于扩大IEEE-RTS79的算例分析表明,该文所提出模型方法能在保持较高精度的同时,显著缩减计算时间,为大规模电力系统的优化规划提供有力工具。     

基于并行概率潮流计算的含光伏配电网电压风险评估

分布式电源和用电负荷的随机波动造成电网电压变化,传统潮流计算方法难以对分布式电源和负荷波动造成的电压风险进行评估。同时,传统串行计算难以满足大规模配电网快速电压风险评估的需求。针对上述问题,首先分析了光伏出力和负荷波动的概率特征,建立了相应的概率模型。进而对牛顿-拉夫逊算法进行扩展,提出了利用蒙特卡洛模拟评估电压风险的指标。为了满足大规模配电网电压风险计算速度的要求,搭建了基于Apache Spark的并行计算平台,提出了基于Spark RDD的并行蒙特卡洛模拟算法。在Spark测试平台上对算例进行了计算分析。结果证明,该算法可以真实反映配电网电压波动情况,并行计算的性能优越。     

随机生产模拟的序列化分析

传统的随机生产模拟通过离散卷积计算可靠性指标。但该方法不能解决综合资源规划面临的新问题，因为其中的系统负荷被划分为若干部分，每个部分具有不同的可靠性要求；类似的情况也存在于电力市场环境中，该文以序列运算理论为基础，建立了一种新的随机生产模拟算法，以评估系统的可靠性和经济性；提出了将需求与资源序列化的方法，通过使用供需双方对应的概率性序列进行卷和、卷差、交积等运算，完成逐个的资源-需求加载过程；指出了算法中各种运算以及模拟结果的期望值所代表的明确的物理意义。     

考虑需求响应的负荷控制对供电可靠性影响分析

需求响应一般分为基于电价与激励两种模式,采取需求响应的目的是降低峰时段负荷,减少运行风险。研究的重点是构建包含负荷控制的分时电价负荷模型,分析同时采用负荷控制激励模式与分时电价两种需求响应措施后负荷变化对电网可靠性的影响,从不同角度分析两种模式下配电网运行情况,并提出一种新的通过负荷曲线聚类来计算配电网在动态负荷下的可靠性方法。通过引入改进的k-means聚类算法对不同需求响应模式下的负荷曲线聚类,得到负荷概率模型,结合蒙特卡洛模拟方法来计算不同负荷水平下最终的配电网可靠性指标,分析了在需求响应不同模式下的负荷变化对配电网可靠性影响。算例结果表明,需求响应措施能提高系统可靠性,且包含负荷控制激励的分时电价比单一措施下的可靠性更高。     

结合负荷形态指标的电力负荷曲线两步聚类算法

为改善基于欧式距离的全维度负荷曲线聚类算法在负荷形态相似度上的不足,提出了结合负荷形态特征指标的电力系统负荷曲线两步聚类算法。算法第一步采用基于欧式距离的负荷曲线聚类方法获得初步聚类结果,并通过负荷聚类评价指标选取一次聚类算法和聚类数目;第二步基于负荷形态特征指标采用监督学习算法对负荷进行重新分类。之后比较了不同算法的分类效果,最后给出了聚类结果的应用建议。算例结果表明,所提出的两步聚类算法可以改善传统的负荷曲线聚类方法在形态相似度上的不足,在二次分类方法中,支持向量机（support vector machine,SVM）算法表现较好,所提出的方法具有实际应用意义。     

基于交换卷积的含高比例新能源电力系统运行评估方法

随着新能源的大规模建设,评估确定含高比例新能源电力系统的运行方式成为亟待解决的问题。针对目前的评估方法没有充分考虑机组调峰潜能的问题,提出了交换卷积的方法。该方法以目前广泛采用的基于等效电量函数法和等效电量频率法的随机生产模拟为基础,首先建立持续负荷曲线和等效负荷频率曲线进行预随机生产模拟;然后根据预随机生产模拟结果确定高频率启动机组;最后以交换卷积方法进行交换卷积。采用某省实际电网算例对所提方法进行计算,验证了所提方法的有效性。与传统方法相比,所提方法可以更加充分发挥系统的调峰潜能,增进评估的有效性。     

一种基于时间序列数据挖掘的用户负荷曲线分析方法

针对目前用户负荷曲线分析方法研究中传统方法在单一用户典型负荷曲线提取以及负荷曲线特征提取的不足,提出了一种基于时间序列数据挖掘的用户负荷曲线分析方法。该方法首先基于分段聚合近似方法对单一用户的负荷曲线降维,并基于符号聚合近似方法对该用户一段时期内的负荷曲线重表达,用符号化序列表示该用户的负荷曲线,提取该用户的典型负荷曲线。然后结合不同用户典型负荷曲线的负荷特性、指标特征和时间序列特征,基于k-means算法对不同用户的典型负荷曲线聚类分析,分析不同类型用户的用电特征。以UCI一个测试数据集进行算例分析,结果表明所提方法能够挖掘出用户的典型用电行为特征,并提升用户负荷曲线分析效率与聚类质量。     

基于多源异构数据关联规则分析的需求响应潜力居民用户辨识方法

精准辨识需求响应潜力居民用户群体，形成一定规模的聚合资源参与电网互动可以进一步发挥需求响应调节能力。针对当前辨识研究仅采用负荷数据挖掘，难以精准识别需求响应潜力居民用户的不足，提出了一种基于多源异构数据关联规则分析的潜力用户辨识方法。首先，针对负荷形态辨识中负荷类别划分精细化程度较低的问题，采用双向门控循环单元网络针对用户典型日负荷曲线进行分类，并依据各类用电负荷峰谷幅值及时段分布特征，实现需求响应潜力用户的初步选择。其次，针对用户潜力评估指标维度单一、指标权重同质化的不足，融合多源异构数据进行关联规则分析，构建多维需求响应潜力评估指标体系，并基于相关性与冗余性分析赋予指标客观权重，利用逼近理想解排序算法求解用户潜力值排序。最后，通过算例验证了所提方法的有效性。     

奇异值分解方法在日负荷曲线降维聚类分析中的应用

负荷曲线聚类对负荷预测、电网规划和需求侧响应等应用有重要意义,但是海量的历史负荷曲线为数据存储和计算效率带来了挑战。为此,提出一种基于奇异值分解的日负荷曲线降维聚类方法。首先利用奇异值分解将日负荷曲线数据旋转变换至新的坐标系中,求解出的奇异值反映了相应坐标轴的重要程度。然后,将负荷曲线在各坐标轴上的坐标作为降维指标,用以反映负荷曲线的主要特征,再依据奇异值下降趋势确定指标的数目。最后,以各坐标轴对应的奇异值作为指标权重,采用基于加权欧式距离的K-means算法对日负荷曲线进行聚类。算例结果表明所提方法运行时间短、鲁棒性好,可以提高负荷曲线聚类的准确性。     

有效容量分布累积量法在抽水蓄能电站优化调度中的应用

随机生产模拟传统的等效电量函数法使用的是等效持续负荷曲线,丢失了时间信息,不利于应用在抽水蓄能电站的运行模拟。提出了有效容量分布累积量法用于抽水蓄能电站优化调度的方法,建立基于经济性与可靠性目标函数的调度模型后,利用负荷曲线分解技术对负荷曲线进行削峰填谷,再在时序负荷曲线上应用累积量法进行运算,求出各发电机组发电量和可靠性指标。特点是避免使用等效有效容量分布曲线的尾部信息,可计及负荷预测的不确定性和抽水蓄能机组的强迫停运率。算例结果证明该方法适用于抽水蓄能电站这类时间相关类、给定电量类电源的优化调度。     

时序负荷曲线下电力系统概率性水电生产模拟

本文是文献（１）续篇,提出了概率性水电模拟的优化方法,该方法针对火电系统每一个可用容量概率密度函数,兼顾调峰和承担事故备用,合理地安排水电在时序负荷曲线上的位置,最大限度地发挥水电的效率,并提出了论证抽水蓄能电站最佳容量和抽水量的方法,就数值稳定性和计算速度而言,本文的处理方法可明显优于越在于持续负荷曲线的概率性水电生产模拟方法。     

应用随机生产模拟制定联网互供电价初探

本在随机生产模拟理论的基础上结合边际成本的概念，采用均分联网节约效益的思想，初步探讨了互联电力系统交换电量的电价核算方法及原则。本还用削峰运行和引进电量分配因子，使水电模拟更为准确。本的核心是应用全解析的随机生产根据理论计算各类机组的详细出力过程。     

序列运算理论及其应用

为了更好地处理电力系统中的各种不确定性因素，文中从数学的高度建立了一套序列运算理论。提出了任意两个定义在非负区间上的离散序列之间的卷和运算、卷差运算、交积运算、并积运算，研究了它们的交换律、结合律、分配律等运算性质；与代数中的1，0，∞相对应，提出了单位序列、零序列和无穷序列的概念，得到了它们的特殊性质。最后分析得到，这几种序列运算分别相当于代数中的加法、减法、乘法等运算。序列运算这一研究成果具有普遍的指导意义，可望在电力系统和其他领域发挥积极的作用，目前已经实现了适合于综合资源规划和电力市场的新的随机生产模拟算法，建立了电力市场中不确定性电价的分析方法。     

包含多个小型水电站的随机生产模拟

随机生产模拟是电力市场中进行电价预测和发电调度管理的有力工具。传统的随机生产模拟方法对水火电机组间的电量调整较粗，当水电运行容量远小于邻近火电机组容量时，会造成较大误差；其次，传统的径流式水电站模型忽略了在较小的支流水系中来水的大幅随机波动，也将产生一定误差。在拥有大量小型水电站的地区性电力市场中，这些误差的积累会较严重地影响到市场信息公布及相关电力合约的签订。为此对传统的随机生产模拟进行改进，提出用电量迭代调整的方法准确处理小型有调节水库电站与大容量联络线等效机组运行位置交错的情况；建立考虑短时突发性洪水流量的径流式小水电随机生产模拟模型。对我国某地区电力系统的实际数据分析结果表明，该方法提高了随机生产模拟的准确性。     

A tradeoff between unit capacity and average production cost in spinning reserve optimization

In power systems the spinning reserve (SR) amount can be determined by deterministic or probabilistic techniques. Probabilistic techniques draw more attention since they can consider the economics and the stochastic nature of system behavior and component failures. In probabilistic techniques, the tradeoff between cost and reliability directly affects the SR deployment and it has been extensively analyzed. However, there is another tradeoff which reflects the compromise between the unit capacity and average production cost in the SR optimization problem. This tradeoff impacts the solution accuracy to a certain extent and influences the complexity of the model, and it has not been explicitly analyzed before. In this paper, a new SR optimization method is proposed in which the tradeoff between unit capacity and average production cost is well respected. The proposed method strikes a good balance between solution accuracy and computation efficiency and can obtain better results within a desirable run time compared with those of the previous methods. Besides, the proposed method can also be used to improve the solution of the reserve constrained unit commitment problem. It can lower the total cost by just redistributing the MW dispatch even when the SSR is fixed. The efficiency and validity of the proposed method are verified using the IEEE reliability test system.     

含能效电厂的电力系统生产模拟

随着各地能效电厂建设的全面展开,在进行电力规划或电力系统运行分析时,应考虑能效电厂带来的影响。文中简要介绍了利用等效电量函数法进行电力系统随机生产模拟的原理,同时,阐述了能效电厂的概念,重点介绍了能效电厂的容量、分类、出力曲线、成本费用等相关概念,以及各类能效电厂参与电力系统生产模拟时的处理方法和能效电厂参与电力系统生产模拟的计算流程,并通过算例对电力系统中引入能效电厂的影响进行了定量分析和计算。     

交直流混合系统低频振荡的概率特征根分析

研究低频振荡的传统特征根方法是基于单一的系统运行方式,而概率特征根分析则计及了较宽的系统运行方式变化。高压直流输电HVDC是一种典型的柔性交流输电FACTS装置,它可以改善系统的动态特性。将现有的概率特征根分析扩展到包含HVDC功能模块,能完成交直流混合系统的概率特征根分析。对四机两区域的交直流并联系统在选定的控制器参数下进行试算,结果表明,系统在多运行方式下研究交直流混合系统的低频振荡是可行的。     

基于随机生产模拟的风电场容量及电量效益

风电场对电力系统的贡献可概括为容量效益和电量效益2个部分。介绍了随机生产模拟的基本原理,将风电场按出力统计为一个等效多状态机组,并将其进行卷积以修正等效持续负荷曲线。提出了一种基于发电系统可靠性指标计算风电场容量效益的方法,基于随机生产模拟结果,考虑碳排放权交易,计算风电场的电量效益。以IEEE RTS-96测试系统和NREL风电数据为基础,计算风场的容量效益和电量效益,并对风电渗透率、风能状况、系统负荷、系统可靠性水平等影响因素进行了研究。     

结合可中断合同交易的电力系统随机生产模拟

提出了一种结合可中断电力合同交易的电力系统随机生产模拟方法,其中把可中断电力等效为具有随机停运特性的灵活发电资源.考虑了可中断合同定价模型与合同交货时段系统边际运行成本之间的相关性问题,并采用一种迭代协调算法来加以解决.该方法可用于分析可中断电力合同交易对于系统发电可靠性和经济性的影响,以及考虑系统需求不确定性和发电机组故障的可中断电力合同的系统决策.算例仿真验证了该方法的有效性,并且表明在不确定环境下要求以尽可能小的成本来保证系统适当可靠性水平时,可中断电力合同交易具有重要应用价值.