考虑风电场灵活性及出力不确定性的机组组合

大规模并网风电的出力不确定性及反调峰特性给电力系统运行,尤其是机组组合的安全可靠性、经济性带来了严峻的挑战。合理构建风电出力不确定性模型,并将新的优化方法,如随机优化、鲁棒优化等应用到机组组合中已成为当前的研究热点。首先对风电场潜在调节能力进行了探讨,提出了一种新的风电调度模式及相应的机组组合模型。风电场在新的调度模式下将转变为一个"灵活"的参与者,而机组组合模型同时计及了风电场出力的不确定性。然后,以修订后的IEEE 39节点系统为基本算例对所提方法进行了仿真分析,结果表明所提出的方法可有效地提高电力系统运行的整体性能。此外,所提方法还可用于评估系统对风电的接纳能力。     

新能源大基地风光储容量协调优化配置

大型新能源基地需要协调配置风光火储容量以满足外送要求,其中火电容量及外送通道的容量通常预先确定,从而风电、光伏、储能的容量配置成为影响新能源外送效果的重要因素。为此,针对大型新能源基地,研究了风光储容量优化配置问题,提出了基于新能源外送可靠性的容量配置方法。基于需求侧的负荷曲线,提出了一种聚类方法来优化直流通道的计划传输功率;基于直流计划功率,提出了衡量新能源外送可靠性的送电置信概率指标;基于送电置信概率等约束,构建了风光储容量优化配置的基本规划模型。为了进一步保证在不同的场景下新能源能可靠外送,在基本规划模型的基础上加入场景分布不确定性,提出了风光储容量配置的分布鲁棒规划模型。考虑到分布鲁棒约束包含整数变量,提出了一种迭代算法用于该分布鲁棒规划模型的求解。实际算例验证了所提方法的有效性。     

需求侧能量共享:概念、机制与展望

分布式可再生能源的蓬勃发展为建设清洁高效智能电网提供了新途径,但同时也导致了需求侧用户行为更随机、能量管理更困难、设备利用更低效等问题。为应对这些新挑战,充分调动需求侧灵活性,能量共享作为一种分布式运营新范式应运而生。文中给出了需求侧能量共享的概念,分析了其在平抑不确定性、提升运行经济性和提高设备利用效率等方面的潜力,并对能量共享机制的设计要点及基本要求进行了详细阐述。在此基础上,从合作博弈与非合作博弈2个角度将国内外能量共享机制设计相关研究归纳为5类,总结了当前的研究进展与亟待解决的问题。最后,从需求侧能量共享市场内部设计与外部衔接2个方面,对未来的研究方向进行了展望。     

电力系统控制与决策中的博弈问题 ――工程博弈论初探

由于在处理多主体、多目标与复杂决策时序等方面具有的独特优势,博弈论从其诞生至今半个多世纪以来,已经对经济学、社会学、军事学、政治学以及工程科学等诸多领域产生深远的影响,成为分析研究策略相互作用的主流理论和控制与决策领域不可或缺的辅助设计工具.由于存在多个决策主体以及竞争与合作等多种利益关系,工程系统优化决策问题往往可归结为某种特殊形式的博弈问题.本文从电力系统中的控制与决策问题出发,阐述了工程博弈论的建模思想和主要方法,并以笔者团队近年来在相关领域的科研工作为主线,对工程博弈论在电力系统中的应用进行总结与展望.     

基于预演算法的灾后配电网应急抢修决策优化

为应对极端灾害导致的停电损失，需合理构建灾后恢复模型，探索有效的灾后应急决策方法。构建了考虑关键负荷失效事件的灾后应急抢修马尔科夫决策过程模型，在计算损失时考虑了停电时长对不同类型关键负荷功能性的影响；对于灾后应急决策，提出了基于预演算法的在线决策方法，通过多场景仿真的方式快速评估动作-状态价值函数(即Q函数),进而生成在线优化策略，算例证明了基于预演仿真生成Q函数的决策方案优于基础策略提供的方案。所提方法不依赖精确的数学模型和参数，可以根据系统状态实时更新策略，比传统离线优化模型更具实用性。     

基于端口能量的自律分散附加阻尼控制

基于端口能量的附加阻尼控制策略具有控制规律简单、普适性强、物理意义清晰的优点。文中提出了基于实部端口能量的附加阻尼控制策略(R-SDC)和进一步的综合附加阻尼控制策略(CSDC)。与现有的基于虚部端口能量的附加阻尼控制策略(I-SDC)相比,R-SDC更适用于电阻主导的电网,C-SDC可以综合考虑有功功率和无功功率对电压和相角的耦合控制作用,因此在电阻和电抗主导的电网中均优于I-SDC。将基于端口能量的附加阻尼控制策略应用于含光伏发电机的修订的IEEE标准系统,仿真验证了其有效性。     

计及预测误差相关性的风电出力不确定性集合建模与评估

先进的鲁棒调度技术是应对出力不确定性最经济、最有效的手段之一;而不确定性集合是刻画风电出力不确定性的基本形式,它不依赖于预测误差的具体分布形式,是制定风电鲁棒调度策略,进而保障系统安全经济运行的重要参考依据。首先,采用实际数据对现有不确定性集合建模方法进行了评估,指出在不确定性集合中若忽略风电预测误差的相关性将导致不合理的结果。在此基础上,基于广义椭球的一般表达式,提出了风电出力不确定性测度的概念,进而给出一种可以准确考虑风电预测误差相关性的不确定性集合建模方法。实际算例表明,在给定置信概率下,所提方法能够保证不确定性集合凸性,大幅压缩不确定性集合的测度,从而显著降低电力系统鲁棒优化决策的保守性。     

基于参数规划的含储能和风电电力系统低碳经济调度

为了实现“双碳”目标以及适应新能源快速发展的形势,基于参数规划及工程博弈论提出了一种含储能和风电电力系统的多目标低碳经济调度方法。以系统发电成本、碳排放量、储能寿命折损为目标构建多目标优化模型,采用系数约束法将模型转化为参数线性规划模型,求解参数规划模型可获得Pareto前沿的精确解析表达式,从而进一步构建工程博弈问题,精炼得到对多目标具有公平性的唯一Pareto最优解,为决策者提供参考。算例分析结果表明,所提调度方法能够充分兼顾各目标的优化程度,保证电力系统调度的环保性与经济性,可有效应用于新能源电力系统的低碳经济调度。     

基于系数矩阵变换的最优MPRM求解方法

针对多输出布尔函数,给出一种求解混合极性Reed-Muller(MPRM)的系数矩阵变换算法。以MPRM中的乘积项数为化简标准,采用穷举策略进行极性空间搜索,求解最优MPRM。在MCNC和ISCAS基准电路上的测试结果表明,与采用列表技术相比,该系数矩阵变换算法能平均缩短55.8%的最优MPRM求解时间。