基于风-光-蓄-火联合发电系统的多目标优化调度

针对风电、光伏出力的随机性、间歇性和波动性而导致其在大规模接入电网时对电网发电计划制定和调度产生的影响,提出了含风-光-蓄-火联合发电系统的多目标优化调度模型。利用抽水蓄能的抽蓄特性,将风电和光伏出力进行时空平移,使风-光-蓄联合出力转变为稳定可调度电源,具备削峰填谷的功能,与火电机组共同参与系统优化调度。以风-光-蓄联合出力最大、广义负荷波动最小和火电机组运行成本最小作为目标函数,建立多目标优化调度模型,通过多目标处理策略,使目标函数简化为2个,以降低问题维数;在求解阶段,利用分层求解思想,将模型划分为两层,分别采用混合整数规划方法和机组组合优化方法进行求解。10机测试系统仿真结果表明：所建模型可以提高风能和太阳能的利用率,缓解火电机组的调峰压力,大幅降低风电反调峰特性对电网的影响,从而保证电力系统安全、稳定、经济运行。     

考虑分时电价的风光储联合“削峰”优化调度模型

针对大规模风电和光伏发电并网对电网调度所带来的不利影响,结合大型钠硫电池储能系统,综合考虑峰谷分时电价政策和提高水火电机组运行效率等各方面因素,提出一种风光储联合"削峰"的优化调度新模式。为提高清洁能源上网带来的总体收益和实现水火电机组经济平稳运行,构建风光储联合"削峰"和水火电机组经济平稳出力2种调度模型。采用多目标粒子群算法求解所建模型。通过算例分析和验证所建模型的可行性和钠硫电池储能系统在提高清洁能源消纳和水火电机组运行效率方面的有效性。     

考虑系统调峰特性的风光消纳优化

由于风电和光伏发电受自然因素的影响较大,其出力具有随机性和波动性,将对系统的调峰能力造成严重影响。该文首先针对风电自身的出力特性,从系统调峰能力的角度对区域电网可以接纳的风电容量进行评估;然后根据风电和光伏发电在时间尺度上存在的互补性,建立以系统失负荷率最低和弃风、光率最小为目标的优化模型,利用改进惯性权重的粒子群算法对模型进行求解,得到最优的风电和光伏发电出力。最后,利用实际区域电网风电、光伏发电以及负荷的历史数据对该文所提方法的有效性进行验证,结果表明采用风光互补优化策略对风电和光伏发电的输出功率进行优化后,系统出力波动有所降低且消纳能力有明显提升。     

考虑需求响应与火蓄调峰的优化调度模型研究

为了应对风电等可再生能源接入引起的系统调峰压力增大且影响系统经济运行的问题,进一步挖掘新型调节电源、传统调节电源和负荷侧协同调峰的潜力,综合利用负荷侧的需求响应和电源侧的抽水蓄能、火电三种调峰措施联合调峰,构建考虑需求响应和火蓄参与深度调峰的电力系统两阶段优化调度模型。第一阶段优化模型中引入负荷侧的需求响应,以最小化负荷与风电差值的平方之和为目标,优化负荷曲线,降低系统峰谷差;第二阶段优化模型利用电源侧的抽水蓄能和火电深度调峰,计及火电深度调峰电量损失成本、抽蓄调峰成本和弃风成本,以系统总运行成本最小为目标,在第一阶段模型的基础上优化各机组出力,增加风电上网空间。以改进的IEEE30节点系统进行算例分析和两阶段优化模型有效性验证,结果 表明,所建模型可提高调峰能力,促进风电消纳,并降低系统总运行成本。火电机组进一步降低出力,积极参与深度调峰,能够有效促进系统风电消纳。三种调峰方式有机结合联合参与调峰,降低了负荷的峰谷差,不仅有效降低了弃风率,还减轻了系统的调峰压力,缩短了火电深调时段。     

基于热网储热特性的电-热系统联合经济调度

针对含高比例热电机组的电力系统如何提高调峰能力并减少弃风问题,以最小弃风电量为目标,提出一种基于热网储热特性的电-热系统联合调度策略,构建电-热系统联合经济调度模型。热网具有储热特性,通过对热网蓄放热进行有序地调控,在短时间内调整热电机组供热量改变机组发电水平,降低供热和发电的耦合程度,能够保证热需求的同时提高机组的调峰能力。采用改进的粒子群算法对所提模型进行求解,仿真结果表明所提策略可有效提高系统风电消纳水平,减少弃风量。     

风-光-火-蓄联合系统两阶段优化调度

由于间歇性能源出力具有不确定性,该文利用抽水蓄能容量大、响应速度快的优势,建立风-光-火-蓄两阶段动态调度模型。长时间尺度以总成本最低为目标,综合考量系统运行成本、SO₂、NO_X、PM排放量、弃风弃光量惩罚,来优化可控电源出力。短时间尺度以长时间尺度为基准,基于模型预测控制原理滚动求解出力增量,使抽蓄机组有功出力偏差最小,以增强调度的平滑性。最后根据东北某地区抽蓄机组实际数据及改进的IEEE-30节点系统仿真验证了该文所提模型的有效性,以此来降低系统的污染物排放水平,提升系统对风电、光伏的消纳能力。     

计及受端电网调峰趋势的风-光-火特高压直流外送调度方法

考虑受端电网调峰趋势的约束,对风-光-火特高压直流外送日前调度计划进行研究,充分发掘新能源直流外送对受端电网调峰能力的补充作用。首先对风电、光伏出力特性以及风-光-火打捆联合外送优势进行分析,建立综合考虑新能源最大消纳和改善受端电网调峰裕度的调度模型。算例中运用CPLEX软件对直流外送的运行方式进行优化求解,算例结果表明,相比于传统定功率"直线式"直流外送运行方式,该文"多段折线式"运行方式能有效提高新能源使用率,降低受端电网不利调峰率和源荷扰动率,改善受端电网调峰裕度。     

不同调峰深度下火电机组的环境经济调度优化

在双碳目标背景下，为实现电网调峰以消纳更多新能源以及传统火电的节能减排需求，该文建立配合储能系统及大规模风电并网的不同调峰深度下火电机组环境经济调度模型，分析火电机组的调峰能力以及不同调峰深度下机组的煤耗特性和CO₂排污特性的变化；提出一种不同调峰深度下的惩罚因子，将多目标环境经济调度转化为单目标优化，并给出一种改进的灰狼算法以求解模型。与原始灰狼算法和粒子群算法相比，该文提出的算法具有更好的优化性能。算例结果表明：在RPR和DPR调峰阶段，系统煤耗成本和CO₂排放量随调峰深度增加而减小；在DPRO调峰阶段，CO₂排放量随调峰深度增加而增加。储能系统发挥了削峰填谷的作用，大幅减小弃风，降低了系统运行的总成本。     

基于分时充电电价的电动汽车消纳风电的机组调度优化模型

随着风电的大规模入网,其间隙性和随机性导致弃风现象严重,电动汽车的快速发展为风电消纳提供了新途径。文章以风电消纳最多、负荷方差最小和火电机组发电成本最低为目标函数,综合考虑电力系统的功率供需平衡、火电机组和风电出力等约束条件,建立了基于分时充电电价的电动汽车消纳风电的机组调度优化模型。根据电动汽车负荷对充电电价的响应,得出电动汽车的充电负荷,进而得到电力系统总负荷,以此为基础采用分步优化的方法对模型进行求解。首先以负荷方差最小和风电消纳最多为目标,通过多目标遗传算法NSGA-II对风电出力进行优化;然后以火电机组的发电成本最低为目标对火电机组的出力进行优化,达成风火机组的联动调度。算例结果表明,对电动汽车实行分时充电电价能够提升风电的消纳能力,平滑负荷曲线,降低火电机组的发电成本。     

热电机组最小电出力计算方法及在节能调度中的应用

北方地区电网的热电机组比重大,在冬季采暖季节,系统低谷调峰非常困难,风电弃风现象时有发生。本文首先基于热电机组工况图建立了机组最小电出力与抽汽量之间的函数关系式,然后在此基础上构建了含热电、火电和风电机组的节能调度模型,并提出了一种改进的粒子群算法。实例计算表明:本文调度模型能充分挖掘热电机组调峰潜力、提高风电利用率,具有较好的节能效果。