基于机会约束的主动配电网热泵日前调度模型及可解性转换

采暖热泵的大规模接入导致当地配电网需要大面积扩容改造,而采暖负荷日峰谷差大,因此设备利用率低。为了降低配电网扩容成本,提高设备利用率,需要研究有序用电策略。作为有序用电策略的重要组成环节,热泵日前调度决策面临很强的源荷预测不确定性。文中提出了一种基于机会约束的热泵日前调度模型,可以有效处理源荷不确定性。进一步将该机会约束模型转化为确定性混合整数二阶锥规划模型,可被有效求解。算例系统测试表明,该优化调度策略可在保证室内温度舒适度的前提下降低配电网和相关台区的峰谷差。     

基于模型预测控制和机会约束的主动配电网实时调度优化策略

合理利用分布式电源和可调负荷的灵活调节特性是实现主动配电网主动控制的关键,但其中分布式电源的随机性和波动性影响了实时调度的可靠性。为实现主动配电网的实时优化调度,提出基于模型预测控制和机会约束的主动配电网实时调度优化策略,将模型预测控制与机会约束相结合,降低了分布式能源随机性和波动性对小时间尺度调度的影响。首先,对主动配电网的小时间尺度调度体系进行了分析;在此基础上,以最优经济调度为优化目标,通过模型预测控制将系统未来状态感知与实时状态反馈相结合,对实时调度进行滚动优化,尽可能减小配电网不确定性影响;在滚动优化中采用机会约束进一步降低分布式能源和可调负荷随机波动的影响;实现了主动配电网实时调度的高可靠性和高经济性。最后通过全面的运行实例验证了所提策略的适用性和优越性。     

基于多区域全分布算法的主动配电网动态经济调度方法

由于传统方法在进行主动配电网动态经济调度过程中,没有对目标函数内状态变量存在的越界情况进行处理,主动配电网电压超越上限,从而导致调度效果不佳,因此,提出基于多区域全分布算法的主动配电网动态经济调度方法。利用多区域全分布算法实施机会约束规划,根据规划结果,建立对应的多目标模型,通过罚函数形式对目标函数内状态变量存在的越界情况进行处理,避免主动配电网电压超越上限,使电压在上限之内。根据柴油机发电爬坡方面、线路传输方面、主网与区域配电网最大交互传输功率方面和储能单元方面,通过蒙特卡罗模拟方法对经济调度时的约束条件进行选取,改进传统粒子群算法,并利用改进结果对模型进行求解,从而实现动态性经济调度的目的。仿真实验结果表明,该方法的调度结果是有效、动态的,并且调度精度较高,调度时间较短,适用于主动配电网的光伏与风电等的调度,继续精进后有良好的应用前景。     

基于时序动态约束的主动配电网滚动优化调度

为有效应对主动配电网(ADN)中间歇性能源和负荷等不确定性因素给ADN优化调度带来的挑战,提出了基于时序动态约束的ADN滚动连续实时优化调度方法。以恒定调度周期24 h的经济性最优为优化目标,建立了统筹考虑各类有功和无功功率等控制资源的综合实时优化调度模型。所提的滚动优化调度方法基于优化时刻的实时采集数据和后续23 h的预测数据,采用和声搜索算法求解所建调度模型,连续实时确定每个时刻ADN的最优运行方案。在建模过程中考虑到风光荷预测的不准确性随时间的增长而增大的特性,提出了时序动态约束的概念,即愈往后其安全约束愈加宽松,以此扩大解空间范围,进一步提高了调度方案的经济水平。最后,对改进的IEEE 33节点算例和IEEE 69节点算例的调度仿真分析,验证了所提方法和模型的可行性和有效性。     

基于机会约束规划的主动配电网最大供电能力双层优化

与传统配电网不同,接入主动配电网的可控分布式电源能够参与配电网的经济运行。可控分布式电源的出力分配由主动配电网的经济调度策略确定。为实现供电能力最大化,可控分布式电源通常运行在额定状态,这与经济运行的目标相背离。这一矛盾会对最大供电能力计算带来影响。提出一种基于机会约束规划的主动配电网最大供电能力双层优化模型。上层模型用于求解主动配电网的最大供电能力;下层模型在负荷增长的过程中结合主动配电网对可控分布式电源有效管理的特点,对可控分布式电源出力按经济调度原则进行分配。以改进IEEE-33配电系统为例对该模型进行验证,结果表明该模型可获得符合主动配电网经济运行要求的最大供电能力。     

考虑价格需求响应的主动配电网动态经济调度

随着分布式发电的渗透率提高,配电网会出现馈线过载、电压越限等问题,从而限制了分布式电源的接入。需求响应利用负荷侧可调控资源参与主动配电网调度可以促进大规模分布式电源消纳。本文将价格型需求响应引入现有主动配电网的多时段优化运行调度模型,构建了三相主动配电网有功-无功协调动态经济调度模型,并提出了基于混合整数二阶锥规划的模型求解方法。该模型可通过需求响应负荷调节,并协调与分布式电源、储能装置、无功补偿装置的动态优化运行,达到节能降损、保证馈线负载、电压不越限的目的,实现主动配电网全局能量管理优化。对扩展的IEEE 33节点测试系统进行仿真分析,验证了所提出模型及算法的有效性和优越性。     

基于机会约束规划的主动配电网能量优化调度研究

主动配电网(Active Distribution Network)的产生对于加大可再生能源的消纳能力、提高用电互动化水平、实现配电网的灵活智能管理发挥着重要的作用,逐渐成为未来智能电网发展的重要方向。其中主动配电网能量管理系统(DMSs)作为主动配电网的最高决策中心,通过对各分布式电源的有效控制和调度,保障配电网的全局优化运行。为提高主动配电网运行的经济性和可靠性,通过对主动配电网能量优化调度技术进行分析,考虑到风力发电和光伏发电的不确定性,结合随机模拟技术和惩罚函数方法,基于机会约束规划建立了含有风力发电机、光伏发电单元以及储能装置的主动配电网能量调度随机数学模型。在满足各种约束条件的基础上,使用改进的粒子群算法求解该模型。并以某地区实际系统为算例,通过与标准粒子群算法进行比较,验证所提模型的正确性与有效性。     

考虑节能减排的多目标模糊机会约束动态经济调度

间歇性电源的并入给电网带来了显著的经济效益和减排效益,同时其出力的不确定性给电网动态经济调度带来新问题。针对上述问题,建立考虑节能减排的含有间歇性电源多目标模糊机会约束动态经济调度模型。首先,分析预测误差在不同功率预测值区间的模糊特性,并拟合出分布参数,进而获得间歇式电源出力和负荷的模糊隶属度函数。其次,基于模糊集理论对不同的系统约束形成不同测度的模糊机会约束,建立考虑运行费用、SO2排放量和CO2排放量的多目标模糊机会约束动态经济调度模型。在模型求解上,通过定义目标隶属度函数和凸模糊决策将多目标问题转换为单目标问题,采用清晰等价类将机会约束清晰化,并提出改进的萤火虫算法对模型进行求解。算例分析验证所提模型和算法的可行性和有效性。     

基于序优化方法的主动配电网调度优化决策

近年来,随着可再生能源发电技术快速发展,电网中可再生能源的渗透率不断提高。主动配电网技术被认为是实现可再生能源高效消纳的一种有效解决方案。主动配电网的调度决策深刻影响着配电网的可靠性与经济性,是主动配电网实现其应用价值的核心技术,因此研究主动配电网的调度优化决策方法具有重要的现实意义。该文针对同时具有分布式光伏、风电以及储能设备的主动配电网,建立了考虑分布式电源特性与电价影响的主动配电网调度优化决策模型,并利用序优化方法进行快速高效求解,得到主动配电网在运行周期内的最优调度策略。最后,利用某实际配电网的算例验证了该文提出的主动配电网调度优化决策方法的有效性。     

基于机会约束规划的含电动汽车主动配电网能量管理方法

针对含电动汽车(EV)和分布式光伏的主动配电网(ADN),提出了一种基于机会约束规划的能量管理方法。首先,基于EV用户的出行特性和需求,构建了基于分段线性化的EV智能充放电决策模型;其次,通过支路潮流模型与二阶锥松弛,构建了含EV与分布式光伏的ADN一体化数学模型,EV集群作为灵活可控单元主动参与ADN的能量管理;然后,为了充分考虑分布式光伏的不确定性,采用机会约束规划方法描述了含不确定性参数的数学模型,并对模型中的机会约束条件进行确定性转换;最后,考虑不同城市功能区内含EV与分布式光伏的ADN场景,进一步对比分析了不同的机会约束条件置信水平下EV对ADN经济安全运行的影响。仿真结果表明,适度降低机会约束条件的置信水平能在保证EV用户出行需求的同时充分地挖掘EV充放电行为的灵活性,进一步实现ADN的灵活运行。     

考虑光-荷不确定性和旋转备用约束的主动配电网经济优化调度策略

分布式光伏、储能装置等大量分布式电源接入主动配电网(active distribution networks,ADN)后,光伏出力、负荷和旋转备用容量的多重不确定性对主动配电网经济调度的可靠性提出新的挑战。考虑了光伏出力及负荷不确定性,对旋转备用容量进行概率约束,以调度过程中运行成本最小为目标函数提出了一种主动配电网经济优化调度模型。通过所提出的潮流约束线性化方法和离散步长变换方法,将机会约束规划(chance constrained programming,CCP)模型转化为易于求解的确定性混合整数线性规划(mixed-integer linear programming,MILP)模型,并通过CPLEX求解器进行求解。基于IEEE-33节点配电网系统对所提方法进行验证。算例结果表明,所提策略的系统计算时间显著减少,优化效果更好,且可以通过适当设置旋转备用容量概率约束的置信水平实现主动配电网可靠性与经济性间平衡。     

Economic Dispatch of Smart Distribution Networks for Electricity Cost Reduction

Consumers＇ electricity cost keeps increasing over the time in most countries across the world. The main reason is that importing electricity from generation plants far from a load center is relatively expensive, as costs are paid not only for generation but also for energy loss and network use. To this end, it is more economi- cal to use electricity generated by local distributed generations. In order to reduce customers＇ electricity cost, a new economic dispatch of smart distribution networks is proposed. Economic dispatch of smart distribution network is to meet load demand with the least consumers＇ electricity cost considering distributed generators, while recognizing all operational limits of generation and transmission facilities in a distribution network. Case study shows that consumers＇ electricity cost can be reduced by about 200/o through economic dispatch of distri- bution network. Further, generation cost and emission of distribution network are reduced as well.     

微网系统的动态经济调度

针对微网运行中各种不确定性因素的影响,提出了基于机会约束规划的微网系统动态经济调度模型。模型中设置了反映微网系统可靠性的概率约束条件,表现为旋转备用容量以给定的置信水平满足系统要求;目标函数也在不低于某一置信水平的前提下使得微网系统的实际运行成本最小。为了求解模型,对可再生能源输出功率波动、负荷预测误差以及机组故障停运等不确定性因素进行模拟,并给出结合蒙特卡罗模拟的遗传算法。算例分析了微网运行的经济性与可靠性之间的平衡关系,并讨论了微网系统中各种不确性因素对于调度结果的影响,从而验证了所提模型和算法的有效性。     

含多种分布式电源的微网动态经济调度

微网中可再生能源和负荷功率等具有不确定性,传统的经济调度模型已不再适用.针对微网运行中各种随机性因素的影响,建立了基于机会约束规划并计及制热收益的热电联产型微网动态经济调度模型,以一个包含风、光、储、微型燃气轮机、燃料电池以及热电负荷的微网为例,运用结合蒙特卡罗模拟的改进遗传算法优化了并网下各微源和外网的功率,并对比分析了微源和外网分别承担微网内部波动时一天内的综合成本和蓄电池充放电次数.通过算例验证了所提模型和算法的有效性.     

主动配电网日前有功-无功联合调度

随着主动配电网技术的不断发展,其可调设备种类和数量都迅速增加,包含有载调压变压器、并联电容器组、分布式发电以及储能等多种资源.以配电网运行经济性为目标,建立了配电网日前有功-无功联合调度模型,通过调用其大量有功-无功资源实现配电网的运行优化.结合优化理论最新进展,利用分段线性逼近方法对原始模型进行松弛,以提高求解效率....     

机会约束随机动态经济调度的凸松弛迭代求解法

大规模风电并网给电力系统运行带来了重大技术挑战,其出力的随机性和波动性增加了线路传输能力和备用调节能力不足的风险,传统的确定性经济调度方法已不完全适用。首先提出了一种基于混合高斯分布的机会约束随机动态经济调度模型,该模型将最小备用约束和线路传输容量约束建模为机会约束,并引入调频机组的仿射控制策略以实时平衡风功率的波动。然后提出了一种机会约束规划的松弛迭代求解方法,将随机调度模型转化为二次规划模型以实现快速有效求解。利用中国西南某省25个风电场的现场数据以及IEEE 118节点系统进行算例分析,验证了混合高斯分布对风电预测误差的拟合精度,以及所提方法的可行性。     

基于改进帝国竞争算法的微网动态经济调度

微网并网模式下,针对微网中光伏、风电及负荷等不确定因素的影响,在满足系统各个约束条件下,建立了基于机会约束规划的微网动态经济调度模型。模型以微网总的运行成本最小为目标,综合考虑了可控机组燃料成本、 CO2排放治理成本、机组维护成本,低压配电网有功购买成本和旋转备用购买成本等。采用概率约束形式刻画了微网系统运行的可靠性,并考虑了可控机组的出力约束及爬坡约束。针对帝国竞争算法存在收敛速度慢和易陷入局部最优的问题,通过引入混沌原理和随机模拟技术,提出改进帝国竞争算法求解所建数学模型。最后,以一个微网系统为例,分析不同可靠性水平对系统经济性和调度结果的影响,同时比较了所提算法和常规算法收敛特性,验证了所提算法的有效性。     

基于自适应步长ADMM的配电网分布式鲁棒优化调度策略

以光伏、风电为代表的分布式电源具备较强的不确定性,其规模化、分散式地接入配电网,为系统资源的统一调控带来了严峻挑战.为实现配电网多类型分布式资源的协调调控,提出一种基于自适应步长交替方向乘子法的配电网分布式鲁棒优化调度策略.首先,构建配电网多层级代理系统,为配电网优化调度提供分布式运营架构.其次,建立基于可调鲁棒算法的...     

考虑需求响应和电动汽车参与的主动配电网经济调度

传统配电网主动管理设备容量有限,需充分挖掘用户侧调节作用,需求响应和电动汽车有序充电作为用户侧重要可调度资源,是主动配电网经济调度切实可行的调节手段。与此同时,风光出力的不确定性给主动配电网调度带来的风险不容忽视。基于此,考虑需求响应及电动汽车有序充电,提出基于信息间隙决策理论的主动配电网经济调度模型。该模型综合考虑网损、分布式发电弃电惩罚、上级电网购电和负荷峰谷差惩罚的调度成本,构建基于价格弹性系数矩阵的实时电价需求响应模型,利用蒙特卡洛模拟分析了电动汽车在有序充电和无序充电时的负荷需求,并考虑主动配电网的多种管理手段,针对不同风险偏好的决策者,制定机会模型与鲁棒模型,为主动配电网经济调度提供决策基础。最后通过改进的IEEE 33节点系统验证了所提经济调度模型的有效性。