基于CVaR的风电并网发电风险效益分析

为解决大规模风电并网对电力系统稳定运行的影响和分析风电并网的经济效益,把条件风险价值（CVaR）作为风险计量指标,建立了风电场并网容量的模型。该模型考虑风速的随机变化及风险,并可通过线性优化简单求解。综合考虑风电的收益及成本,建立风电效益模型,得到不同风速和风险下的并网容量及经济效益。CVaR方法避免了机会约束规划等传统方法的繁琐计算,能方便求解出并网容量从而获得可靠的经济效益。利用IEEE-14节点系统进行仿真计算并对结果进行比较,验证了该方法的可行性。     

基于条件风险方法的含风电系统旋转备用优化调度

针对风电出力波动性和间歇性对电力系统运行的影响,构建基于条件风险方法的电力系统旋转备用模型。以发电总成本和旋转备用总费用最小为目标,在常规调度优化约束基础上,增加正、负旋转备用CVaR值的不等式约束,量化风电不确定性因素。采用蒙特卡罗模拟和解析法相结合,解决旋转备用CVaR值解析的难题,将函数离散化,计算方便简捷。仿真结果表明,旋转备用的条件风险方法可获得不同置信水平和不同风电出力情况下的经济成本和备用容量,更大限度利用风电出力,降低常规能源调度成本,有效解决了风电等新能源带来的随机性调度问题。     

考虑虚拟电厂经济运行的蓄热罐定容配置

新型热电系统中,蓄热装置可有效解耦“以热定电”约束、消纳弃风功率。针对蓄热罐容量最优配置问题,在风电-热电-蓄热罐-碳捕集虚拟电厂运行模型中,增设蓄热罐投资和维护成本,并将其折算为日折旧与日维护成本,建立了以实现虚拟电厂总投资运行成本为最低的目标函数,并考虑热电联产机组的热电耦合约束及蓄热罐、碳捕集机组爬坡运行约束等。仿真结果表明,对蓄热罐容量进行优化定容后,比传统给定蓄热罐容量更经济、蓄热作用更高效。蓄热罐最优容量不仅取决于虚拟电厂的经济性,同时还受虚拟电厂中碳捕集、风电消纳等约束影响,无碳捕集、风功率消纳比例要求越高,则蓄热罐最优容量越大。     

含烟气储存装置的风电-垃圾焚烧虚拟电厂双阶段优化调度

垃圾焚烧电厂的烟气处理能耗在总出力中占较大比例,其上网出力受到发电环节与烟气处理环节耦合关系的限制。通过加装储气装置,调控烟气处理时间,实现两者关系解耦,提高垃圾焚烧电厂在担任风电大规模并网配合电源时出力调整的灵活性。将风电厂、垃圾焚烧电厂、加装储气装置后的烟气处理系统聚合为虚拟电厂,以整体净收益最大化为目标,建立包含储气装置烟气处理系统子模型的日前-实时双阶段优化调度模型。以日前调度结果作为申报出力,根据风电实际出力与预测出力偏差,调整储气装置的烟气量,实时修正垃圾焚烧电厂的净出力,以跟随风电变化。仿真结果验证了所建模型的合理性,在实际应用中具有显著经济及社会价值。     

考虑双重市场的含风电电力系统双层随机优化调度

风电与负荷的不确定性影响经济调度中机组出力及其承担的旋转备用。考虑机组同时参与能量市场和旋转备用市场,且双重市场具有一定的主辅特性,建立了电力系统双层随机优化调度模型。以系统发电成本最小为上层目标,增加风电利用率及其实现概率作为约束,优化机组有功功率及风电计划出力;对于受不确定性因素影响呈现为随机量的失负荷和弃风损失函数分别求取其条件风险价值CVa R,并与旋转备用成本最小为下层目标,优化配置旋转备用容量。将上、下层模型中的机会概率约束和条件风险价值线性化,便于CPLEX求解器求解。算例表明,双层随机方法能有效解决不同风电利用率、失负荷损失和弃风损失置信水平下的备用需求变化;双层随机方法相对单层随机方法能获得较优的经济效果。     

双碳量约束下风电–碳捕集虚拟电厂低碳经济调度

风电–碳捕集虚拟电厂由出力间歇且波动的风电机组和碳捕集机组聚合而成,可实现内部协同优化,整体参与电网调度。为更准确描述储液式碳捕集机组的捕集流程,将捕集系统正在处理的CO2量的传统单碳量形式,改进为再生塔正在处理的CO2量和吸收塔正在处理的CO2量的新型双碳量形式,并将其计入机组运行约束。以各时段内该虚拟电厂在电力市场与碳交易市场中的净收益最大化为目标,构建了日前–实时双阶段低碳经济调度模型。以日前调度结果作为虚拟电厂申报出力;在实时调度阶段,动态修正碳捕集机组的净输出功率,并辅以储能电池,以克服风电出力变化导致虚拟电厂实际出力偏离其申报值的难题。仿真结果表明,所提双碳量模型合理且正确。虚拟电厂联合运行模式可协调优化其内部各单元的出力安排与碳排放水平,使风电成为可调度资源,从而获得更高的运行收益;相较于虚拟电厂独立运行模式,可较大减少平衡出力偏差所需的储能电池配置容量,并能获得更显著的碳减排效益和更高的经济效益。同样条件下与传统单碳量模型相比,采用改进双碳量模型所需的储能电池配置容量将减少,且更经济和低碳。     

基于SIP 算法的暂态稳定约束最优潮流计算

提出一种基于约束转换方法的建立暂态稳定约束最优潮流(OTS)的算法.运用函数转换技术等价变换OTS为半无限优化(SIP)问题,转换后的SIP问题与常规的最优潮流(OPF)具有相同的维数;基于有效集策略设计了转换后SIP问题的迭代法,该方法减少了子问题中不等式约束的个数.电力系统的2个数值仿真例子验证了所提出算法的有效性.     

冷热电联供系统能量流函数及运行策略

详细分析系统能量流特性,提出刻画冷热电联供（CCHP）系统在“以热定电”和“以电定热” 2种运行策略下的能量流函数。为提升CCHP系统的经济环保效益,建立其经济环保调度优化模型,目标函数包含燃料成本、购电成本及考虑污染气体排放需缴纳惩罚费用的环境成本,能量流函数作为能量平衡等式约束。算例仿真结果表明,所提能量流函数及模型可实现CCHP系统的优化调度,从而降低生产成本,改善环境效益,提高能源利用水平。     

分时电价激励下考虑负荷聚集商的日前经济调度

目前中小负荷资源无法进入市场参与系统功率平衡调整,负荷聚集商可整合中小型电力用户作为系统调峰资源,而分时电价可以优化负荷曲线,降低负荷聚集商调峰补偿成本。因此提出分时电价激励下负荷聚集商以安排负荷消减合同的方式参与调峰的源荷互动规则,以系统运行成本最低为目标,构建了日前调度优化模型。对比分析了分时电价与负荷聚集商协调前后3种场景下电力系统调度的经济性,仿真结果表明该源荷互动模型相比于分别单独优化更能有效降低发电机组运行成本,减少碳排放,提升系统的风电消纳水平及运行经济效益。     

配电网运行及设备控制综合经济性的无功电压优化

为了避免配电网无功电压优化中参与调节的设备过多和设备调节过于频繁,提出了一种计及系统运行网损、设备操作成本和限制调控设备数的无功电压综合控制新方法。首先对调度周期各时段预优化,获取实时优化所需的部分数据;实时控制中,优化目标采用灵敏度与设备调节成本和次数等多目标相结合,同时对动作过频的设备引入惰性因子,不仅可以避免设备动作次数过多,同时可以将设备的调控合理地分布到调度周期的各个时段,从而对全系统的电压、网损、设备寿命和动作次数进行综合优化。寻优采用改进遗传算法,利用灵敏度、不同二进制长度编码、动态改变种群大小等手段,提高了搜索质量和计算速度。实例表明,该方法可以有效解决无功电压优化中的设备调控限次问题,具有较好的实用性和实时性。