融合改造的混合式抽水蓄能与风电联合运行短期调度模型

依托规模庞大的常规水电增建混合式抽水蓄能是加快抽蓄发展的重要途径。相比传统抽蓄电站,融合改造的混合式抽水蓄能电站具有水力联系更紧密、抽-发工况转换更复杂、“量调并重”角色更鲜明等显著特点,为探索其运行模式,本文提出一种融合改造的混合式抽水蓄能与风电联合运行短期调度模型。该模型以联合体整体收益最大为目标,以机组为最小调度单元,针对常规机组和抽蓄机组的差异化运行特性分别精细化建模,并引入状态变量实现运行状态的解耦与关联切换。在模型求解方面,通过线性化方法及建模技巧将原模型转换为混合整数线性规划(Mixed Integer Linear Programming,MILP)模型,最后在JAVA环境中采用CPLEX工具进行求解。以西南某流域电站为参考构建的应用示例验证了本文模型和求解方法的有效性,可为推进常规水电站的融合改造提供借鉴。     

基于运行数据的水电站MILP模型最优代表水头选取方法

针对采用设计水头的水电站混合整数线性规划(mixed integer linear programming,MILP)调度模型计算的出库流量与实际出库流量偏差较大的问题,提出了基于运行数据的水电站MILP模型最优代表水头选取方法。首先,基于运行数据采用MILP模型,拟合出使模型计算出库流量过程与水电站实际出库流量过程偏差最小的代表水头;然后,在实际调度中,以日平均入库流量和日平均出力作为该代表水头特征向量,根据预测入库流量和日计划电量即可选取最优代表水头。计算实例表明,相比于传统固定水头,该方法能够更好地反应水电站实际的出库过程,有利于提高电网制定调度计划中梯级水电站上下游水量匹配精度。     

考虑经济性与可靠性的大小水电短期协调消纳模型

在多级输电断面限制的富水电地区,开展大小水电的协调调度是提高水电整体消纳量的重要举措,但同时大规模小水电的并网也给电网运行带来了风险。为此,文中构建了兼顾系统经济性和可靠性的大小水电协调消纳模型,从可消纳电量、网损和梯级蓄能三方面衡量系统的经济性,并引入电力不足概率评估系统可靠性。模型求解方面:为准确表征系统可靠性,基于实时运行状态进行评估,并采用蒙特卡洛模拟求解;然后,通过梯级负荷切分与再分配的组合原理生成可行初始解,并采用考虑约束容忍度的改进粒子群优化算法求解协调模型,提高了搜索效率。实际应用表明,该模型可有效利用梯级大中型水电的调节能力,协调地区小水电送出,提高系统运行可靠性和水电整体调度效益。     

水风光多能互补发电调度问题研究现状及展望

以水风光为主的可再生能源在过去二十年实现了前所未有的发展,未来也将是中国构建清洁低碳能源体系的核心组成部分,是兑现碳减排承诺的现实选择。该文简要分析了我国清洁能源发电的发展概况及典型水风光互补实际工程,提炼总结了互补系统发电调度面临的关键问题,包括大规模风光电站群以何种形式参与调度、间歇性时空发电规律如何描述、风光电站群与水电站群在长期、短期等时间尺度上如何协调运行;针对这些问题系统综述了国内外水风光互补协调研究方法及特点,并从风光电站集群汇聚、集群出力描述、及集群模式下水风光互补系统长期、短期协调建模与求解思路,阐述了技术实现过程,期望为我国多能互补工程实际运行提供切实可用的技术手段,助力“碳达峰、碳中和”目标。     

多元电力市场环境下梯级水电站群组合交易优化模型

新一轮电力体制改革为我国梯级水电消纳带来了契机,基于西南大型梯级水电基地工程实际,考虑市场不确定性电价因素,提出了梯级水电站群参与省内和西电东送市场的组合交易优化模型,通过引入调度期内不同市场间的电量比例约束以及各调度时段梯级参与省内市场的最小电量约束,提高模型实用性。求解中,首先对电价不确定性进行描述,然后利用场景缩减技术降低模型复杂度,并采用LINGO 17软件进行仿真求解。最后以乌江梯级为例,验证所提模型有效性并与常规调度模式相比较。结果表明,所提方法可更好地响应市场电价变化、提高梯级市场化收益。     

考虑市场过渡和中长期合约电量分解的水火电短期多目标发电调度

新电改的实施给现行的电网集中发电调度带来极大挑战,出现了电力交易和市场各方利益综合需求下的竞价与非竞价机组混合发电调度新难题。以云南和贵州电力市场改革为背景,从电网日前计划编制实际需求出发,兼顾购电经济性、节能降耗、竞价与非竞价机组调度公平性目标,考虑水电、火电及系统运行复杂约束,构建优化模型。提出中长期合约电量分解的二次规划方法,并以分解后的日电量为约束,保证竞价机组调度公平性;采用模糊优选法处理多目标模型,通过引入启发式策略,增加自适应参数,提高算法的稳定性和收敛性,实现模型高效求解。仿真测试表明,所提模型及方法在不同电源结构下均可获得合理调度结果,为过渡时期电力系统发电运行提供决策支持。     

梯级水光联合发电系统短期优化调度模型

为解决光伏电站出力可调度性弱的问题,充分挖掘已有梯级水电的调蓄能力,构建了梯级水光联合发电系统短期优化调度模型,实现梯级水光调度计划联合制定。该模型以梯级水电耗水量最小为目标,综合考虑光伏预测出力、水库运行和电网调度等约束,通过适当的模型简化和线性化方法,将原非线性模型转换为标准的混合整数线性规划模型。以四川省阿坝州小金县梯级水光联合发电系统为研究对象的计算实例表明,可以利用梯级水电调节能力平抑光伏出力波动和弥补光伏出力预测偏差,提高联合发电系统调度计划的可执行性。     

梯级水光互补联合发电系统运行安全分析方法及应用

以水电为纽带的多能互补发电已成为提升清洁能源消纳水平的重要手段。梯级水光互补联合发电系统受光伏出力的强随机性和间歇性影响,极大地限制了互补系统的安全稳定运行。围绕梯级水光互补联合发电系统运行安全分析的实际工程问题,从互补系统的发电计划安全校核和安全运行区间分析两个角度,提出了基于多项式混沌理论的概率配点算法的运行安全分析方法并研发了相应软件。该方案可有效应对随机性影响下大规模场景抽样带来的求解效率问题,能够在保证计算精确性的前提下,显著提高求解效率,为互补系统的安全稳定运行提供了技术支持。     

计及风电不确定性的风-水短期联合优化调度方法

针对风电并网带来的出力随机性和波动性问题,提出了一种计及风电不确定性的风-水短期联合优化调度方法。首先,以地区风电群为整体,考虑风电出力不确定性导致的预测值与实际值间的偏差,采用模糊聚类方法对风电预测值与实际值进行二次聚类,构建预测值与对应的实际值间的出力情景集合及条件概率分布,将风电不确定性转变为有限个确定的条件情景进行描述;继而,建立多情景风电与水电站群联合调峰调度模型,结合当前风电预测值对应的实际情景及其概率分布,采用基于逐次逼近和关联搜索的水电站群短期优化调度方法进行求解;最后,以西南某地区为例,验证所提方法应用效果。