含风电场的电力系统动态优化潮流

为了体现风电的环境价值,建立电力市场环境下大规模异步风电并网电力系统动态最优潮流模型。首先计算风电场功率输出期望值,在此基础上,引入基于风电场极限穿透功率的风电弃风运行惩罚成本(WAOPC)以处理弃风行为;然后考虑火电机组的排污特性,并用名义环境补偿成本(NECC)来量化火电环境成本;最后引入风电备用成本(RCCC)来处理随着系统风电穿透水平增加而引起的系统二次备用上升。仿真表明,所建立的模型既考虑了电能生产所产生的环境污染和资源消耗等外部成本,同时也计及了因弃风行为造成的风电损失,合理地反映了以风电能源形式的电能价值。     

大规模风电并网电力系统动态清洁经济优化调度的建模

本文建立了充分体现环境保护和风电特性的火电和风电的新的运行价格理论模型:1)在风电价格方面,提出风电场出力可信度基础上的风电备用容量补偿成本及风电场"负效率"运行(negative efficiency operation of wind farm,NEOWF)的概念,在此基础上定义了风电场负效率功率(negative efficiency power of wind farm,NEPWF),并建立基于风电场极限穿透功率的NEPWF的惩罚成本模型;2)火电价格方面,在传统火电价格基础上,考虑了火电机组的排污特性,并用名义环境补偿成本来量化其火电环境成本。构建了一个新的清洁经济优化调度模型。基于遗传算法(genetic algorithm,GA)和某含风电的区域电网算例来进行仿真验证,结果表明,所提出的模型为解决风电并网运行提供了一种对策。     

含风电机组的电力系统动态经济排放调度研究

为了解决风电接入后的电力系统动态经济排放调度问题,首先提出了风电机组的出力模型,并结合风电前期投资和后期维护成本折算的风电发电成本,风电的波动引起的系统的备用容量补偿成本,火电机组的发电成本和排污导致的环境补偿成本模型,建立了满足各种约束条件下的动态经济排放调度模型,然后针对标准差分算法易陷入局部最优解的问题,利用了一种约束满足度来进行解的比较的水平比较差分进化算法来求取系统最小运行费用,最后通过了IEEE 39节点算例验证所提出模型和算法的正确性。     

计及火电机组深度调峰成本的大规模风电并网鲁棒优化调度

规模风电并网背景下,电力系统加大火电机组的调峰深度,充分挖掘现有下调备用空间,将是应对风电出力不确定性的有效方式之一。文中考虑火电机组工作在深度调峰(DPR)方式下的附加煤耗损失和机组寿命损耗,提出了计及火电机组DPR成本的规模风电并网鲁棒优化调度模型。考虑风电出力不确定性,建立了包括基于风电出力预测场景的调度主问题和基于极端场景的调控子问题的两阶段鲁棒优化模型,并引入不确定度参数控制调度计划的保守性,最终优化出经济性最优的鲁棒日前调度方案。基于算例分析证明所述模型的合理性与有效性。     

计及风电不确定性及排放影响的机组组合策略及其效益评估

为应对含风电的电力系统在调度过程中风电的波动性和预测不确定性,提出了备用容量配置与风电预测误差概率评估相协调的应对方案,将备用容量补偿和预测误差补偿成本量化引入机组组合模型,建立风电综合补偿成本模型;将经济、政策、环境等因素计入火电机组排污成本,给出了含风电的电力系统机组组合策略及其效益评估。算例表明,该策略能够用于形成含风电的电力系统机组组合的最佳配置,有效减少风电波动性和不确定性的影响。     

考虑环保成本和风电接入影响的动态经济调度模型

风电具有动态随机性,传统的经济调度模型已不再适用。考虑机组的环境效益,引用了环境惩罚成本;基于风电的随机性及其给系统安全造成的影响,引入利润备用容量惩罚成本,应用随机规划理论构建了含风电机组的动态经济调度模型。在求解模型时,采用蒙特卡罗模拟和遗传算法的混合智能算法,以蒙特卡罗模拟的随机变量模拟结果作为遗传算法的输入参数。以IEEE30系统为例,对传统的经济调度模型和建立的调度模型进行了比较分析,验证了该模型的合理性与有效性。     

大规模新能源并网下火电机组深度调峰优化调度

当前,火电机组亟须进行深度调峰改造来提高电网大规模新能源消纳能力。文中对大规模新能源并网下火电机组深度调峰优化调度进行研究。首先,分析火电机组深度调峰成本,建立火电机组深度调峰的能耗成本、运行补偿收益以及备用容量成本的数学模型;然后,以综合运行成本最低为目标函数,建立考虑火电机组运行约束的深度调峰调度模型,并使用分支定界法求解调度模型;最后,以8台火电机组、1个风电场和1个光伏电站构成测试系统,分别从调峰深度、新能源消纳量、火电企业收益等方面对大规模新能源并网下火电机组深度调峰优化调度进行分析。算例结果表明：在文中所建优化调度模型中,火电机组深度调峰能显著提高新能源消纳量,但火电机组单位发电成本提高,火电机组效益明显下降。在当前深度调峰补偿标准下,火电机组深度调峰效益低于基本调峰。     

考虑风电出力不确定性的分布鲁棒主备协同优化调度

随着大量可再生能源如风电接入电网,如何最大化地利用可再生能源、减小传统火电机组的成本成为亟需解决的难题,特别是机组运行和备用容量的协同调度成为现在研究的一大热点。考虑风电出力的不确定性,建立了成本最小化的两阶段经济调度模型。在第一阶段,即日前调度,根据预测的风电出力制定机组预调度方案。在第二阶段,即实时调度阶段,根据风电的实时出力对第一阶段调度方案进行反馈调节。针对风电出力的不确定性,应用Kullback-Leibler离散度原理对不确定因素进行建模。结合分布鲁棒方法,建立了极端概率分布下的两阶段分布鲁棒主备协同优化模型,并将其转化为可解的混合整数非线性规划问题。基于广义Benders分解方法,提出了分解协调算法对优化模型进行求解。最后以IEEE 6 节点系统和IEEE 118 节点系统进行算例仿真分析,并对比传统鲁棒及随机规划方法,验证了所提方法的可行性和优越性。     

考虑环境成本及网络约束的风-火联合发电调度EI北大核心CSCD

以"零排放、无污染"的新能源发电替代化石能源发电,是解决当前环境及能源问题的主要途径。构建了考虑脱硫、脱硝等环境成本以及网络传输约束的风-火联合发电发电调度模型,在保证电网安全运行的前提下,既降低SO2、NOx的排放,同时提高风电上网规模。该模型以系统运行成本最小为目标,在传统风电经济调度基础上,综合考虑火电机组成本、环境成本、风电运行成本以及网络传输约束等因素,通过改进遗传算法对模型进行求解。最后以IEEE-30节点6机系统为例,对传统风电调度方法和本文方法进行了比较分析,验证了该模型的有效性和合理性。     

面向电力市场的含风电电力系统的环境经济调度优化

考虑洁净能源在环保问题上低成本的优势,建立了一个面向电力市场的含风电的电力系统环境经济调度优化模型,使电力市场环境下含风电的电力系统优化调度更趋合理和经济,具有较高的可信度。基于遗传算法,运用Matlab工具箱对IEEE30节点系统进行了优化求解与仿真,验证了该模型和算法的正确性和有效性。     

考虑风电及分时电价的机组组合问题研究

近年来,风电等清洁能源的接入以及负荷侧分时电价的管理增加了电网调度的复杂性,为实现在风电接入及分时电价管理背景下的火电机组的经济调度和分时电价策略优化,首先研究了负荷需求对峰谷时段电价的响应模型,接着基于模糊机会约束理论建立了考虑风电及分时电价的机组组合模型,然后提出了一种双层混合粒子群算法求解该机组组合模型,以得到与风电相配合的分时电价定制策略以及火电机组出力值。最后仿真结果表明,所提出的方法可以实现负荷侧分时电价策略与供电侧火电出力的有效配合并降低火电机组的发电成本。     

考虑可再生能源消纳的火电机组市场力评估

随着可再生能源并网比例的不断提升,实现其全额消纳会对火电机组的市场机会产生越来越大的冲击。针对这一现象,提出了火电机组综合市场力评估方法。考虑可再生能源发电并网下火电机组备用作用的强化,对传统市场力指标——Lerner指数进行修正,建立了反映火电机组在电量市场与备用市场综合市场力的改进Lerner指标;同时计及风电出力的不确定性,采用正态分布与拉普拉斯分布的联合概率密度函数更好地反映风电预测误差的尖峰厚尾特性,完善了备用需求的表达;以电量完全竞争作为假设前提,采用电量—备用联合优化模型模拟电力市场交易,进而完成对火电机组综合市场力的准确度量。以10机系统为例进行仿真计算,验证了改进指标的有效性并分析风电渗透率、风电预测精度等因素变化对火电机组综合市场力的影响。     

风火联合系统不同备用模式的风险调度策略研究

电侧的需求响应以及蓄电设备运行灵活,可以作为虚拟备用资源,保障含风电等间歇性新能源发电的电力系统安全。为衡量虚拟备用资源给系统经济性和环保性的影响,分别建立传统火电备用和虚拟快速备用这2种含风电并网的电力调度模型。并考虑新能源输出功率、电力市场、机组参数等不确定因素给系统优化带来的风险,将区间两阶段随机优化模型与CVaR风险规避相结合,利用区间数、概率数对系统供给侧和需求侧的不确定因素与优化函数有效结合,同时体现决策者风险偏好。算例分析表明,此混合优化算法能够对含风电并网的电力系统不同旋转备用模式进行优化,权衡系统成本与系统风险。算例结果表明充分利用蓄电池、需求响应作为虚拟备用资源能有效降低系统成本和CO2排放。     

Optimal generation dispatch with renewable energy embedded using multiple objectives

Traditional economic dispatch focuses mainly on minimizing the total operation cost of the power system. With the appearance of energy crisis and environmental pollution becoming a public issue, environmental effect of generator should be taken into consideration through the dispatch process. In this paper a multi-objective dispatch problem considering the integration of wind power is solved whose objectives include the generation cost, the reserve capacity and the environmental emission. To compromise different objectives, a coordination degree combined with a satisfaction degree are introduced in order to transform the multi-objective dispatch problem into a single-objective one, i.e., the optimal generation dispatch (OGD) model. Then the OGD is solved by a particle swarm optimization algorithm on an IEEE 30-bus system, with wind power generation and coal-fired generation embedded. The simulation results show that better results in terms of all the three objectives can be obtained from the OGD model, in comparison with two other multi-objective dispatch models. The simulation results also show that the integration of wind power will cause the increase of both the generation cost and the reserve capacity but will decrease the environmental emission.     

以节能调度为导向的发电侧与售电侧峰谷分时电价联合优化模型

针对中国现阶段还未全面执行电力竞价上网的实际情况,以节能调度为导向,基于需求侧响应,考虑发电机组的上网电量及其在峰、平、谷时段的电量分配问题,在保证发、供、用三方均能从峰谷分时电价中受益的前提下,以实施峰谷分时电价后平均发电能耗成本最低为目标函数,建立发电侧与售电侧峰谷分时电价联合设计的优化模型。在建模过程中,根据各类机组在发电过程中所排放污染物带来的经济损失,为发电机组设置环境价值参数,并给出环境价值参数的确定方法。最后,应用遗传算法给出该优化模型的求解步骤。算例结果表明该优化模型的可行性和有效性。     

基于电碳联动的火电企业补偿机制研究

随着新能源、可再生能源发电量持续快速增长,像云南省大量火电机组已成为深度调峰机组,甚至备用机组,其生存受到严重威胁。然而我国现阶段仍需要适量的火电保障电力系统的裕度和稳定,因此研究对系统中火电设备的合理补偿方式已刻不容缓。考虑到电力交易与碳交易同属于市场化机制,具有高度关联,因此,提出一种基于电碳联动的火电企业补偿机制。最后,以云南电力市场为背景,用文中所提方法进行了算例分析,结果表明本文提出的补偿机制可以为火电企业带来可观的收益。     

考虑备用共享的区域电力现货市场出清模型

在推进我国新一轮电力体制改革和建设全国统一电力市场的背景下,为了打破省间壁垒,缓解现行区域电力市场部分省份因备用容量不足和源荷逆向分布而存在的电力紧缺或“三弃”问题,引入备用共享机制和联络线协调优化的运行方式,构建了包括安全约束机组组合模型和安全约束经济调度模型在内的区域电力现货市场电能与备用联合出清模型。通过考虑备用共享的区域电力现货市场电能与备用联合出清,实现了电力资源在更大范围的优化配置,有效提高了系统运行的经济性和可靠性。以两个互联的IEEE 30节点系统模拟区域内两省间电力市场交易,验证了所提模型的正确性和有效性。