基于母线负荷预测改进的省地协同发电计划优化方法

省级电网进行发电调度优化时,其母线负荷中蕴藏的地区电网可调资源没有充分发挥其作用,从全局利益出发协同省地两级调度资源实现联合优化,可提高资源利用效率。该文提出了基于母线负荷预测改进的省地协同发电计划优化方法,根据母线负荷源荷属性进行分类,将地区有源网的电源成分和负荷成分分开考虑,改进母线负荷的预测方法;分析了地区电网节点电源和负荷在省调母线上的汇聚原理并提出母线功率转移矩阵,建立了母线可调度能力的求解模型,提出了母线价格–功率关系函数的生成方法;将母线负荷作为省地协同发电优化调度的媒介,构建了省地协同优化调度模型。算例结果表明省地协同方法可实现全省范围内电源的协调互补,提高电网安全经济运行水平。     

网省紧耦合电网实时发电计划优化模型及应用

由于负荷、新能源功率等不确定性因素的影响,在日前发电计划执行过程中需要利用实时发电计划应用进行滚动修正。对于网省两级耦合紧密的区域电网,网调与省调机组共同承担省内用电负荷,跟随负荷预测偏差与新能源预测偏差进行实时调整,保证发用电平衡,网省间联络线交换功率计划呈动态变化特点。为此,在常规发电计划优化模型基础上,提出针对紧耦合电网的网省分担的虚拟功率交换计划(VIS)约束,建立网调和省调实时发电计划优化模型。针对运行中网调在局部省区调节能力不足的问题,提出网调多控制区优化模型,实现网调控制机组在省区之间的相互支援,并可量化分析支援大小。通过电网实际运行结果分析,验证所提出的方法的有效性,提高电网调度大范围资源优化能力。     

应对大功率缺失的分-省协调实时调度模型

针对大功率交直流联络线故障将导致受端电网大规模功率缺失,而省域电网内部分机组由省级电网调度,另一部分由区域分中心调度等问题,研究分-省两级电网调度中心实时发电计划协调调整策略。首先建立了省调机组/直调机组有功调整量分配模型和出力跟踪校验模型。针对省调机组/直调机组可能无法完全跟踪分配到的有功调整量的情况,进一步提出了省调机组/直调机组有功协调策略及出力校正模型,形成了一套适用于省域电网大功率缺失场景的省调机组/直调机组实时发电计划协调编制方法。仿真结果表明,与常规实时调度方法相比,该方法有助于快速恢复省域电网大功率缺失后的有功平衡。     

基于可中断负荷的机组组合优化调度模型

机组组合是制定日前调度计划的重要内容,主要是确定机组的有功出力和启停状态。在智能电网大力建设背景下,需求响应成为重要的互动资源,本文综合考虑电源侧与负荷侧的特点,比较不同需求响应手段的使用范围,选取可中断负荷并将其作为一种虚拟的发电资源,融入到机组组合中,建立优化调度模型。算例结果表明,所建模型有效降低了系统运行成本,减少效率差的小型机组的频繁启停,同时用户还获得收益,说明考虑可中断负荷的机组组合优化调度模型有利于电力系统的可靠经济运行。     

基于功率支援分区协调优化的电网可靠性评估

为缓解电网可靠性评估计算的复杂性,以分区功率支援为纽带,提出了基于功率支援分区协调优化的电网可靠性评估模型。该模型按发电裕度大小确定子区域的协调求解顺序,将子区域间的联络线功率看作子区域边界节点上的等效负载,按协调求解顺序采用最优负荷削减模型,逐次优化各子区域的负荷削减量和对外功率支援能力。相比于常规电网可靠性评估的分区等值技术,分区协调优化模型由于考虑了各子区域的发电裕度和潮流约束关系,并且采用优化模型计算子区域最大等效负载,因而可实现子区域间功率支援能力的有效建模。在保证较高精度的前提下,提高了电网可靠性评估效率。通过IEEE-RTS96测试系统验证了模型的快速性和有效性。     

含抽水蓄能电网安全约束机组组合问题的混合整数线性规划算法

抽水蓄能机组的投运对电网发电调度计划的制定具有很大影响,建立了含抽水蓄能机组电网的安全约束机组组合模型。以考虑了抽水蓄能机组启停费用的所有机组总运行费用为目标函数,根据抽水蓄能机组的不同运行工况给出旋转备用容量的解析表达式,同时在系统功率平衡约束中考虑了网络损耗的影响,并考虑了抽水蓄能机组的运行调度约束及网络安全约束。为了保证模型求解的可靠性和提高模型求解的计算效率,将目标函数进行分段线性化,并根据抽水蓄能机组的运行特点将其旋转备用容量约束等价转化为线性表达式。同时采用一种动态分段线性化方法近似逼近网络损耗,从而将机组组合模型转化为混合整数线性规划模型,并采用成熟的数学优化求解器CPLEX进行求解。对某实际23机306节点电网算例的计算结果表明,所提出的混合整数线性规划调度模型的网损逼近效果合理正确,算法求解速度快,具有较好的工程实用价值。     

全周期变时段“三公”调度发电计划优化模型

以年度合同进度为主要控制目标的"三公"调度是我国目前最为普遍的调度模式,常用的安全约束机组组合(security constrained unit commitment,SCUC)/安全约束经济调度(security constrained economic dispatch,SCED)模型不能满足"三公"调度计算周期要求,为此建立了考虑电网安全约束的全周期发电计划优化模型,并依据不同时段发电计划的需求差异,进一步建立了全周期变时段发电计划优化模型,该模型可根据时段长度自动选择各种约束。算例结果表明全周期变时段发电计划优化模型能够适应"三公"调度需要,计算性能能够满足大规模电网发电计划精细化管理需要。     

考虑需求响应虚拟机组和碳交易的含风电电力系统优化调度

在智能电网和低碳电力的背景下,提出一种考虑需求响应虚拟机组和碳交易的含风电电力系统优化调度模型。首先,将需求侧资源分为可调度资源和不可调度资源,在可调度资源中分别建立了价格需求响应虚拟机组和激励需求响应虚拟机组模型,并分析了两种虚拟机组的运行特点;其次,在优化调度模型中引入碳交易,并提出系统碳减排目标的概念及阶梯型碳排放权价格,分析其对碳排放量的制约情况。在此基础上,引入功率平衡约束、机组出力及爬坡约束、虚拟机组运行约束等,建立了以碳交易成本、火电机组发电成本和虚拟机组运行成本为目标的新型低碳经济调度模型,采用细菌群体趋药性(BCC)算法对模型进行求解。通过仿真算例对不同场景下系统的风电消纳情况和系统的综合运行成本进行了分析。算例结果验证了模型及求解方法的可行性及优越性。     

基于广域信息交互的电网侧储能省地有功协同控制技术

为了充分整合省/地电网侧储能资源，解决电网调峰、调频、内部断面过载等问题，文中对电网侧储能省地有功协同控制技术展开研究。以现有智能电网调控系统为基础，依托省/地调度主站自动发电控制（AGC）实现储能控制建模，通过广域信息交互技术实现省地间储能指令信息的快速传递，在AGC主控制区外建立储能控制区，将地调下辖储能聚合为等效集中储能，与省调储能共同参与省调统一决策，并提出了一种考虑荷电状态（SOC）均衡的储能功率分配策略，通过快速缩小省/地调侧储能间SOC差异，提高储能资源的可调节能力。最后，通过中国某省级电力调度控制中心的实际运行效果验证所提策略的有效性，实现省级调度中心对全省电网侧储能的采集监视和紧急情况下的省地协同控制。     

实时发电计划闭环控制模型与应用

针对实时发电计划应用模块上线后,如何与自动发电控制衔接以进一步提高调度运行精益化水平的问题,提出实时发电计划中的机组控制模式及其转换机制,建立了实时发电计划与自动发电闭环控制优化模型。模型根据控制模式的不同将机组分为自动发电控制机组、缓冲机组和计划机组3类,分别对不同控制模式的机组进行建模,可实现自动发电控制机组与缓冲机组控制模式的动态转换,同时将系统可调容量在不同类型机组间进行动态转移,达到可调容量合理分布的效果。采用IEEE 118节点系统对所提模型进行测试,结果验证了所提模型的可行性与有效性,表明实时发电计划编制时,通过兼顾自动发电控制需求,可以合理地在机组间分配系统可调容量资源,降低自动发电控制的运行压力,实现对控制资源的有效利用。     

考虑经济性与快速性的虚拟电厂多目标优化调度

风电大规模并网对电网产生很大影响,为保证电网安全运行,需要通过火电厂快速调节负荷来平抑风电出力的波动。火电机组在低负荷运行时经济性较差,且频繁调负荷会导致机组的安全性和寿命降低。为了解决上述问题,提出风火互补发电,将风电场与火电厂构成虚拟电厂统一参与电网调度。通过理论分析,建立了考虑经济性和快速性的虚拟电厂多目标优化调度模型,采用改进的遗传算法进行求解。通过对不同场景的算例进行仿真分析,结果表明,多目标优化调度模型在满足电网调度时间要求的前提下,可以实现虚拟电厂经济性最佳。同时,给出了多目标优化模型权重系数的选取策略,并分析了虚拟电厂的风电消纳能力。     

计及省地联合调度的分层功率协调优化决策

研究中低压电网的功率协调有利于电网内日前调度决策的制订。基于低压电网的主动性及调度权限部分转移,建立了省地联合调度模型。在此基础上,针对低压配电网内各元件及传输联络线的功率特性,构建了综合决策目标及约束模型,并通过遗传算法进行目标寻优。通过对标准节点系统的仿真,验证计及省地联合调度下的分层功率协调,能有效利用中低压不同层级电网的功率特性,提高全网调度的可靠性、经济型和灵活性。而模式的提出可以为中低压电网日前的调度决策提供有效参考。     

长春地区电网外网等值在线自动生成系统的应用

为了提高地调EMS应用软件的计算精度和实用化程度,以长春地调为示范开发了地区电网外网等值在线自动生成系统。系统按照IEC61970国际标准导出吉林省调EMS中的实时电网模型,根据预先设定好的地调电网缓冲网边界自动为地调生成外网等值模型,再通过电力调度数据网将外网等值模型下发至长春地调,长春地调EMS系统利用模型合并等技术,将外网等值模型应用于地调EMS应用软件。现场运行表明,该系统能够大大提高长春地区调度员潮流计算的精度,有效降低地调EMS运行维护人员的工作量。     

计及注入转移分布因子估计误差的鲁棒实时调度

注入转移分布因子是电网运行分析中的一种重要的线性化灵敏度因子,常用以校验一定发电计划下输电支路的潮流安全。注入转移分布因子的估计误差,会造成对支路潮流估计的偏差,从而威胁电网的安全运行。提出一种可以计及电网注入转移分布因子估计误差的电网实时鲁棒调度方法。首先利用实时量测数据,基于贝叶斯线性回归理论建立注入转移分布因子的概率估计模型,并求解获得注入转移分布因子的误差区间。进而,以电网运行经济性为目标,构建同时考虑节点注入功率扰动及注入转移分布因子估计误差的实时调度模型,并基于Soyster鲁棒优化方法,给出了模型的求解算法。通过对6节点系统、IEEE 118节点系统及IEEE 300节点系统的测试计算与分析,验证了方法的有效性。     

计及输电通道容量约束的中长期发电计划

调整机组出力是保证电网安全运行的常用手段之一,但在实际调度中其调节能力常受到多方因素的制约,可能出现调节困难的情况。讨论了输电通道容量约束导致的机组出力限制（即“窝电”）问题,将此类约束引入确定运行方式下的发电优化模型中,以关键输电通道传输效率最大化和机组出力调整量最小为目标获得相应的最优发电计划,并指出实际电网中可能存在的影响问题求解的特殊情况。针对中长期检修计划,扩展对所述发电优化模型的应用,获得相应的中长期发电调度方案。对某省级电网的实际算例验证了所述方法的有效性,有助于提升电网运行的安全性和经济性,并大幅减轻计算过程中的人力投入、消除人工干预环节可能出现的错误。     

基于负荷分段技术的多目标月度发电计划及其遗传算法

兼顾节能减排与经济调度的要求,建立了月度发电计划的多目标优化模型。模型中除考虑基于直流潮流方程的电网安全、机组动态调节特性、月度合同电量等约束条件外,重点考虑了能耗、排污量以及机组的启停费用目标。针对小时级发电计划的模型规模问题,提出了基于融合思想的月负荷曲线分段处理方法,大幅减小了模型规模。提出了基于目标相对占优策略的多目标改进遗传算法求解所提的月度发电计划多目标优化问题。IEEE 57节点系统的仿真分析验证了所提模型和算法的有效性。     

含风电并网的直流互联电网分散协调调度方法

对于含风电并网的直流跨区互联电网的日前安全约束机组组合问题,提出了基于目标级联分析法的分散协调调度模型。为充分利用直流联络线的灵活调整能力以提高风电的跨区消纳能力,对直流联络线的灵活运行特性进行了精细化建模,在此基础上,将直流联络线输送功率和发电机出力协调优化,将日前发电计划问题分解为上级调度中心负责互联区域间直流联络线潮流的协调优化主问题,以及下级调度中心以并行的方式独立优化各区域电网发电计划的子问题。以2区域12节点直流互联系统和由新英格兰39节点系统修改的2区域直流互联系统为例,验证了方法的有效性。结果表明所提方法符合我国电网分层分区的调度模式,并有助于提高风电的消纳能力。     

网省两级AGC机组协调调度的二层规划模型

现有关于网省两级自动发电控制(AGC)优化调度的研究未充分考虑网省调的上下级关系以及网/省调AGC机组的调频责任和调节特性。为此,根据中国电网网省调管理规程和控制性能标准(CPS)考核办法,提出网省两级AGC机组协调调度的二层规划模型。该模型以"网调分配调频任务、省调优化调节功率"为核心机制,上层网调模型主要负责省间AGC资源的协调,以全网AGC总调节费用最小为目标,考虑频率和联络线偏差等约束;下层省调模型负责省内AGC机组的协调,以本省调节费用最小为目标,考虑CPS指标等约束;上、下层模型通过各省调节功率分配和调节费用反馈实现互动。以含有5个省级控制区的网省两级电网为算例,考虑负荷小幅/大幅变动两个场景,通过对比所建模型和省级电网独立调度模型,验证了所建模型的有效性和适应性。     

大规模虚拟储能模式平抑新能源功率预测误差研究

新能源预测误差使系统调节能力不足导致新能源限电.为提高新能源消纳,结合自备电厂虚拟储能特点,提出大规模虚拟储能平抑新能源功率预测误差优化调度方法.首先分析新能源功率预测误差分布特点,然后将新能源预测功率按照一定置信度纳入发电计划,进而建立大规模虚拟储能平抑新能源功率预测误差调度模型.通过某地区实际数据验证所提模型的经济...     

计及可入网电动汽车最优时空分布的双层经济调度模型

为研究大规模电动汽车入网(V2G)对电网的影响,文中以传统计及网络安全约束的机组组合问题为基础,构建了计及V2G的经济调度双层优化数学模型,并充分考虑电动汽车的时空分布特性,将模型解耦为机组最优组合和电动汽车最优充/放电计划两个子模型。分别采用基于牛顿—拉夫逊潮流计算思路的非线性规划方法和粒子群优化算法求解该模型。算例表明,该模型可以同时获取次日机组调度计划和各时段电动汽车最优充放电计划。时间上,实现24时段实时优化控制;空间上,将V2G调度计划细分到各接入节点,对充放电站的规划选址具有指导意义。模型在实现降低发电成本的同时使得配电网网损最小,且削峰填谷作用明显。