双轨制下中长期交易电量放开规模测算方法

随着中长期交易电量规模持续扩大,交易结果不断挤压系统可调度空间,威胁着系统安全运行,且大量交易结果可能由于电网运行约束被削减,容易引发市场成员对市场公平性的质疑.因此,探究中国计划电量与市场电量"双轨制"下的中长期交易电量放开规模,既有助于明确电力市场的演变态势,又有利于实现电网运行安全和经济效率的统筹优化.文中提出了中长期交易电量放开规模测算方法,该方法兼顾市场化电量出清优化与电网运行安全,构建一个考虑市场经济效益和电网运行约束的双层优化模型.上层为以社会福利最大为目标的市场化电量优化出清模型,下层为考虑输电线路传输容量、系统供热需求、机组检修安排、电厂最小开机方式等电网运行约束的市场化电量校核模型.针对该双层优化模型,提出上下层迭代算法进行求解,并将市场化电量执行约束松弛化处理,以保证模型的可解性.中国某省级电网的实际算例分析验证了所提模型与算法的有效性和实用性.     

考虑天然气网影响的电网脆弱线路辨识

脆弱线路辨识是电力系统运行风险控制的重要环节。在电网—天然气网耦合背景下,天然气网的运行状态对电网运行影响深刻,因此提出一种考虑天然气网影响的电网脆弱线路辨识方法。首先,构建电网—天然气网耦合系统优化模型,求解得到系统初始运行状态。在此基础上,基于熵理论,建立线路耦合脆弱度因子,用于反映天然气网气源故障对电网线路脆弱性造成的影响。然后,基于复杂网络理论,建立线路结构脆弱度因子和运行脆弱度因子,从结构性视角和运行状态2个方面揭示电网固有的脆弱性。综合上述脆弱度因子,得到用于辨识电网脆弱线路的综合脆弱度指标。采用网络效能和系统输电效率2个指标反映线路故障对电网的影响,验证所辨识出的脆弱线路。由IEEE 30节点系统和比利时20节点天然气系统组成的电网—天然气网耦合测试系统算例表明,所提方法能够有效地分析天然气网对电网脆弱线路辨识造成的影响。     

考虑市场力检验的多类机组中长期合约电量联合分解算法

中长期合约电量的分解是电力市场的关键环节之一,公平合理的分解算法不仅能有效衔接现货市场与中长期合约,也能够为系统安全、稳定、经济运行提供保障。当前出力特性各异的核电、水电、燃气等发电机组共同参与市场化交易,合约电量分解方法面临着差异化机组出力特性、机组检修计划、市场力风险平抑等诸多亟待研究的现实问题。文中提出了一种考虑市场力校核的面向不同类型发电机组的合约电量联合分解算法。首先,通过分析不同类型机组的运行特性,设计了面向核电、水电、燃气和燃煤机组的分解原则;然后,基于运行方式优先级原则,建立了考虑机组检修计划、兼顾发电侧多类机组出力特性的合约电量联合分解模型;最后,为避免机组的市场力滥用,借助"机组必须运行功率"指标校核了合约分解结果的合理性。通过采用中国东部某省负荷特征修正的IEEE 24节点系统,验证了所提算法在兼顾各类机组运行特性和市场力平抑方面具有优势。     

基于状态依存矩阵的电力信息物理系统风险传播分析

在电力信息物理系统中,风险可以从信息层向电力层传播,针对电力信息物理系统的风险传播研究尤为必要.考虑电力信息物理系统的风险传播路径,文中提出跨系统故障状态传播的最优化模型,计算得到电力信息物理系统风险传播的五阶段风险状态依存矩阵.同时,考虑电力信息物理系统各网络风险传播周期差异、物理和业务逻辑连接差异,对风险状态依存矩阵进行修正.针对电力信息物理系统外来因素和内部因素,量化分析风险管控能力和隐性故障对风险传播的影响.最后,通过仿真分析了不同风险来源、不同风险管控能力和存在隐性故障的情景下,风险传播和风险高敏感性节点的变化情况.     

初期现货市场下考虑用户响应行为的需求响应机制设计

在中国电力现货市场建设初期,电力用户参与市场的方式及响应行为具有较大差异.高比例用户受电网公司管理间接参与市场,无法主动响应市场的动态价格,但其固有的用电行为会影响市场价格,甚至导致电力供需紧张场景下出现极端价格.为此,考虑到高比例间接参与市场的用户在日前的负荷调整能力,设计了适用于初期现货市场的需求响应机制.首先,建立了考虑不同用户响应行为的需求响应机制框架,提出了需求响应机制的触发条件,并进一步分析了该机制框架下用户参与需求响应的机理.然后,构建了考虑间接参与用户主动响应的市场出清模型,并提出了保证需求响应机制可持续运行的结算方法.最后,通过算例验证了所提机制的合理性及有效性.     

以省为实体的区域能源互联网内涵框架及发展方向分析

随着数据处理分析技术等网络技术大范围的更新,能源领域得到了更高层次的发展和提升,并以此为契机,出现了“能源互联网”概念。当前对于较理想的能源互联网,其概念、机制、构建及内涵领域的研究较为丰富,而对于如何从当前传统电力系统过渡到能源互联网的发展建设方向、如何通过建设能源互联网解决当下能源行业问题的研究相对较少。因此,从实际出发,首先阐述了以省为实体的区域能源互联网的内涵框架,其次介绍目前浙江省能源发展的现状,并总结当前浙江省存在的突出问题,包括系统调峰问题、可靠性问题及市场机制缺乏等。针对于上述问题,进一步提出当前浙江省发展区域能源互联网的重点与发展方向并提出相应的关键支撑技术,以期为区域能源互联网建设提供一些参考。     

考虑电、气备用协同配置的故障传播影响抑制策略

随着电网与气网间耦合程度的增强,天然气系统中的随机故障可能通过天然气机组传导至电力系统。为降低故障传播带来的不利影响,提出了面向可靠性提升的电-气耦合系统备用优化方法,实现电力与天然气备用的协同配置。首先,综合考虑产能与传输元件故障及传播过程等因素,依次构建天然气与电力系统的可靠性约束,描述可靠性指标与电、气备用间的关联性。基于此,提出了考虑可靠性约束的电、气备用的协同配置模型,确定各时刻发电机组、气源和储能装置提供的备用量。为提高求解效率,采用分段线性化技术与大M法相结合的方法将所构建模型转化为混合整数线性模型求解。算例结果表明,合理安排天然气备用可有效降低气-电故障传播给系统可靠性带来的不利影响。     

考虑天然气系统影响的电力系统连锁故障评估

天然气机组的大规模引入使得电力系统和天然气系统耦合更为紧密,这也导致天然气系统运行方式会对电力系统的安全可靠运行带来重大影响。现阶段对电力系统连锁故障发生机理和模型构建等内容的研究已经开展较多。然而,传统的电力系统连锁故障研究仍集中于电力系统侧,忽略了与天然气系统耦合的因素。电-气耦合的背景下,天然气系统中发生的随机故障会导致天然气机组的输出功率减少,进而可能加剧电力系统的连锁故障。为此,提出了考虑天然气系统随机故障影响的电力系统连锁故障模型,将随机故障下天然气系统对电力系统的影响转换为天然气机组输出功率的变化,而后将其作为约束条件耦合到电力系统连锁故障模型中,以此来评估天然气系统随机故障对电力系统连锁故障的影响。最后,引入IEEE30节点和比利时20节点天然气系统组成的测试系统验证模型的有效性。     

考虑性能热衰减和热失控传播的大规模电池储能系统可靠性建模与评估EI北大核心CSCD

功率、能量密度相对均衡的大规模电池储能在新型电力系统中具有广阔应用前景。然而,电池储能的可靠运行与工作环境温度强相关。一方面,异常温度加快电池容量衰减;另一方面,热失控现象极易导致系统严重故障,但现有关于电池储能系统可靠性的研究未有效考虑热效应及其传播的影响。针对此问题,该文提出计及性能热衰减和热失控传播的大规模电池储能系统可靠性分析方法。首先,构建考虑拓扑结构的电池储能系统模糊多状态模型,在故障数据相对缺乏的条件下科学描述电池正常、衰减、完全故障等性能水平和对应概率;结合电池循环寿命模型以及性能分布均值与温度的随变关系,量化不同环境温度下,电池在各时刻的性能衰减程度。然后,从电池组内热量传递角度,建立电池储能系统热失控传播模型,以预测不同电池达到热失控临界温度的时序。在此基础上,构建电池储能系统可靠性评估指标和流程。最后,结合测试系统验证所提模型和方法的有效性,说明单个电池高温下的性能突变对整个储能系统的性能有明显影响。     

考虑多能负荷互补弹性的电–气耦合市场优化出清模型EI北大核心CSCD

电–气耦合市场背景下,具有多能替代特点的负荷主动参与市场并调整自身的购能计划,在提升自身经济效益的同时,还可提高市场运行效率。然而,当前对于多能负荷参与市场出清方式及对其购能计划与能价间的联系的建模研究较少。为此,该文在对负荷多能替代特性建模的基础上,构建了可表征能价与购能量间关联度的互补弹性曲线,以有效刻画不同价格下的购能需求变化,并使负荷侧可通过提交量–价曲线的形式直接参与到市场出清中。在此基础上,建立考虑多能负荷互补弹性的电–气耦合市场优化出清模型,使得多能负荷的购能意愿及用能替代特点被充分考虑。最后,算例表明所提模型在有效降低用户购能价格同时,能够缓解系统网络阻塞情况、降低系统运行成本并提高市场的社会福利。