节能发电调度旋转备用计划优化

节能发电调度不仅改变了现行计划电量调度模式下制定发电计划的目标函数,还可能改变现行的等备用原则。文中首先探讨节能发电调度方式下制定旋转备用计划可能采取的原则———等备用原则和能耗最小原则,建立相应的旋转备用优化决策模型;然后研究旋转备用计划优化的实现方式,分别选用旋转备用计划和发电出力计划的独立建模分步优化、统一建模联合优化2种思路,构建不同的节能发电调度模型,并基于启发式动态规划方法,针对同一算例进行优化计算。算例分析验证了所提出的旋转备用优化决策模型及其实现方式的正确性和有效性。     

多目标微网环保经济调度模型研究

微网运行特别是在孤岛情况下,由于太阳能光伏发电、风力发电的随机性较大,使得其电能的调度成为一个重要且困难的问题。针对不同分布式电源的特性以及成本,对传统意义下的微网经济调度模型进行了修正,将环境成本、发电成本和旋转备用成本作为多目标,建立了环保经济的微网多目标模型。针对3个不同的目标函数,采用NSGA-II多目标优化方法,求解多目标协调的最优解。算例结果表明,该算法和模型的收敛更快、更全面。     

多目标微网环保经济调度模型研究

微网运行特别是在孤岛情况下,由于太阳能光伏发电、风力发电的随机性较大,使得其电能的调度成为一个重要且困难的问题。针对不同分布式电源的特性以及成本,对传统意义下的微网经济调度模型进行了修正,将环境成本、发电成本和旋转备用成本作为多目标,建立了环保经济的微网多目标模型。针对3个不同的目标函数,采用NSGA-II多目标优化方法,求解多目标协调的最优解。算例结果表明,该算法和模型的收敛更快、更全面。     

基于Pareto最优的电力系统有功 — 无功综合优化

针对纯粹依据能耗或成本指标进行发电调度的不合理性,以系统总发电成本最小和电网有功损耗最小为目标函数,建立了电力系统综合节能降耗的有功-无功协调优化模型。借助λ乘子把多目标优化问题转化为单目标优化问题,通过对Pareto最优前沿集上综合效益最优解的定义,求解λ乘子的最优值,同时还提出了λ的近似求解方法以及有网损率约束情况下λ值的求解方法,可以为协调系统总发电成本与电网有功损耗之间的矛盾、省级电力调度部门从传统发电调度模式转变为节能发电调度模式提供参考。通过IEEE 30和IEEE 57节点系统的算例分析表明了所建模型和算法的有效性。     

旋转备用市场中考虑可靠性的多目标分层决策

电力市场环境下旋转备用的出清结果对发电系统可靠性有着重要影响。提出了对运行阶段发电系统可靠性进行评估的新指标———考虑旋转备用的电力不足期望值，它综合了机组可靠性参数、爬坡率、投运时间以及电能和旋转备用市场出清结果对系统可靠性的影响。指出用排队法进行旋转备用出清的结果只是满足购买费用最小的一个非劣解，进而提出考虑可靠性的多目标分层决策模型，并用遗传算法和非线性优化算法求解。仿真结果表明了该方法的有效性。     

日前市场下发电商机组优化组合研究

日前电力市场下,发电集团经常面临在给定总负荷出力曲线和总备用服务要求下,如何在机组间(厂间)进行合理分配出力/备用容量的优化问题,针对于此,提出了考虑旋转备用服务的日前市场机组组合模型和"基于决策树的动态规划法"的求解方法,并利用该方法进行了具体实例计算,深入分析了旋转备用被调用概率、结算价格和容量对机组组合模型优化结果的影响,为发电集团合理安排日前市场下机组间(厂间)负荷分配或联合调度营运提供了一定的思路和实际意义。     

计及风电不确定性的区域互联动态经济优化调度方法

结合含风电场的区域互联电力系统运行特点,考虑风电出力、负荷的不确定性因素以及电力系统安全运行约束,建立计及系统燃料费用、机组运行维护成本、风险成本的区域互联动态经济调度优化模型,并以一种融合拉丁超立方采样、场景缩减法和自学习差分算法的优化方法对所提模型进行求解。该方法根据风电和负荷预测误差采用拉丁超立方采样技术生成大量样本,并对所生成样本结合场景缩减法进行缩减,再由自学习差分算法进行全局寻优,得到各场景所对应的最优调度方案。结果表明:采用该方法既能模拟出风电、负荷的不确定性特点,又能避免建立过于复杂的随机性模型,降低了建模和求解的难度,同时所提自学习差分算法具有良好的收敛特性及鲁棒性。因此,所提优化方法对区域互联电力系统优化调度具有参考价值。     

电力市场环境下备用容量的集中和分散优化决策

针对电力市场环境下, 应该采用何种方式确定和获取所需要的备用容量这个有普遍争议的问题，提出了集中优化方法和应用保险理论的优化方法。集中优化方法是以从发电公司购买成本和用户停电损失之和最小化为目标，通过集中方式确定所需的总的运行备用容量及其价格并在相关的发电公司间分配这些容量的方法。应用保险理论的分散优化方法是用户通过购买保险，把停电可能引起的损失转移给独立调度机构（ISO）, 从而引导ISO对备用容量进行有效的管理；同时，当发电公司没有投入所成交的备用容量时，ISO会对其进行高昂的惩罚, 从而激励发电公司很好地履行合同职责。文中先导出了与备用容量相关的各个发电公司的成本函数和用户的效用函数，然后给出了相应的分散优化和集中优化的数学模型，以及求解算法，证明了在完全竞争的市场中分散优化方法可以得到和集中优化方法相同的最优解, 即最大化社会福利。最后以有14个发电公司参与的模拟电力市场为例进行了仿真计算，说明所提出方法的基本特征。     

基于最优潮流理论的风电、梯级水电短期联合优化调度

为了协调多电源短期联合调度方案经济性与可靠性之间的关系,需要建立高效、实用的模型,并采用新型优化算法对调度模型进行求解。本文基于最优潮流理论建立多电源短期联合优化调度模型,在目标函数中考虑电力系统的经济性与可靠性指标,在约束条件中考虑电源约束条件和电网约束条件。在计算发电系统可靠性时,采用基于运行状态的瞬时可靠性评估法,有效避免了传统可靠性评估方法在评估风电等波动性较大电源方面的不足。最后以IEEE-30节点系统为例验证本文提出的优化调度模型和算法,结果表明,本文的联合调度策略可提高系统的可靠性指标,降低风电场的弃风量,增加梯级水电与风电的上网电量,保证火电输出功率的平稳性。     

含风电场电力系统动态优化潮流的混合蛙跳算法

根据无功补偿就近的原则,风电场尽量不从系统吸收无功,风电场所需无功主要由风电场无功补偿装置提供。考虑发电机的阀点效应和异步风力发电机组无功补偿装置投切的离散性,含风电场的电力系统动态优化潮流属于复杂的多约束混合整数非凸非线性规划问题。计及各个时间断面的耦合性,将所有时段统一进行优化,以整个时段所有常规机组费用最小为目标函数,建立了含风电场电力系统动态优化潮流的数学模型。提出将混合蛙跳（SFL）算法应用到统一考虑所有时段的动态优化潮流计算中,给出了具体实现方法。在改进的IEEE 30节点系统中分别采用SFL算法和粒子群优化算法进行了仿真计算,结果表明所提出的方法是有效的。     

基于降低风力机叶片损伤的风电场优化调度

叶片是风电机组的核心部件之一,占风机总成本的20%,是影响风电机组运行寿命的重要因素。通过对叶片在几种不同载荷工况下叶根材料破坏时循环次数的计算,再结合线性累积损伤理论,得到了不同工况下的叶片损伤量。在同时考虑了风电机组叶片损伤、启停次数以及功率控制要求的条件下,建立了风电场的多目标调度模型;并采用二进制遗传算法(BGA)对该模型予以优化,获得了风电机组启停组合和目标功率值。在此基础上,再结合实际算例来验证该算法,通过合理的机组调度,实现了在保证输出功率控制要求的同时,来优化风电机组的启停、改善风电机组的运行寿命以及减少风电场电力系统的运行成本。     

基于改进引力搜索算法的风电功率短期预测优化调度研究

考虑到风电功率本身的随机波动特性,在制定日前市场经济预调度方案过程中,需要将风电功率不确定性因素考虑进来。因此,利用机会约束规划方法来建立包含风电场在内的日前经济调度随机优化模型,并选用改进的引力搜索算法来求解所建立的模型。最后,选用具体算例,结合IEEE-30节点网络调试系统进行模型仿真,并利用仿真结果探讨了负荷水平对系统所容纳的风电容量的影响、风电功率预测偏差对预调度惩罚成本的影响、风电预测功率下不同成本系数对日前市场的影响。研究结果表明,利用改进引力搜索算法进行优化仿真的收敛速度比粒子群算法和遗传算法的收敛速度快,可靠性高。研究所得成果为日前市场经济下风电功率短期预测研究提供参考。     

基于布谷鸟搜索算法的水电站消纳风电调峰运行策略研究

为了研究水电站在消纳风电中的应用,利用水电转换公式将水流量及水头高度转化为水电站出力,并把风电出力的不确定性表示为一个具有零均值、呈正态分布的预测误差。构建风-水-火电力系统联合调度模型,该模型以系统成本最小为目标函数,包含了火电机组煤耗成本、水电站管理成本以及风电场管理成本和预测误差成本;模型以水力和火力发电约束、水流量约束、火电机组爬坡速率约束等为约束条件,采用布谷鸟搜索算法对其进行求解,得到了系统运行的经济最优策略。仿真结果表明,水电站能够在电力系统中发挥较好的调峰作用,弥补风电出力的随机波动,降低系统峰谷差率,减少火电机组出力的频繁变化,降低系统备用容量,增加电力系统的安全性、稳定性和供电可靠性。     

基于基尼系数的“三公”调度模型研究

我国普遍实行的“三公”调度模式,主要强调各发电企业电量完成进度的公平性,严重制约系统整体运行经济性的优化空间,影响经济效益。针对上述问题,提出一种基于基尼系数可兼顾系统运行公平与经济性的“三公”调度模型。其基本原理是将各电厂电量执行进度间的基尼系数作为调度模型的约束条件,据此构建了以发电成本最低为目标的优化数学模型。在模型中可以通过调整基尼系数的高低,来实现对系统运行经济性与公平性的偏重程度。由于电量进度可反映发电单元的经济收入,而基尼系数可用于评价社会统计中收入分配总体公平与否的经济统计指标,故将其用于衡量调度的公平性较为恰当。仿真分析表明,与常规经济调度和“三公”调度模型相比,所提出模型能更好地协调公平与经济间的关系,其不仅是常规调度模型的扩展,为调度部门制定发电计划提供更为丰富的选择,亦可通过基尼系数的调整为监管部门制定相关政策提供参考。     

采用标准耗水率指标 推进水电厂经济运行

在市场经济条件下，水电厂的主要任务是安全生产的基础上，争取最大的经济效益，水电厂的最大经济效益就是满足电网和社会效益的前提下以最大的发电效益，为此以平均水头和标准耗水率分别对电网水库调度与水电厂进行了考核，可以分清各自的作用，有利于促进水电厂的经济运行，但电网调度必须实行调厂不调机的方式，以标准耗水率指标考核的优点是，责权利相结合，能调动全厂积极性，有利开展值际，班际等的竞赛；各水电厂间有可比性，     

基于风-蓄协调的蓄能机组发电控制策略分析

基于风电与抽水蓄能电站联合调度模式,分析了风能-抽水蓄能联合发电系统的运行方式,探讨了蓄能机组发电控制策略,并以某实际抽水蓄能电站的库水位为约束条件进行了仿真分析。仿真结果表明,联合发电系统与电网的负荷交换功率能够很好地跟踪负荷给定曲线,在最大程度利用风能的条件下,在一定程度解决了风电的波动与不可调节问题。     

提升风电场响应效能的混合储能最优经济配置

在风力发电补贴越来越低,未来更可能取消补贴且电力市场辅助服务越来越完善的情况下,提出了一种以风电场AGC辅助服务性能与整体收益为目标的混合储能系统配置方法。首先,基于华北地区的两个细则,分析了AGC辅助服务的考核指标。然后,采用充放电次数限制少、充放电功率高的全钒液电池与成本低廉、容量较大的铅酸电池组成的混合储能系统,提出基于AGC服务性能指标和发电量有效上网率的响应效能指标,更好的反映加入储能系统的效果,并制定了储能系统充放电响应及SOC状态强制回归策略。基于计算效率高、全局收敛性能好的混沌蚁群算法,通过建立储能系统的成本子模型、风电场AGC服务收益及增加有效上网电量收益子模型,构建了以日收益最大为目标的优化配置模型。最后,通过计算某风电场储能系统的最优经济配置,分析了加入储能前后的响应效能与收益。结果表明:最优经济配置方法合理有效,加入储能系统后提升风电场约30%的综合性能收益。研究成果对未来风电场合理配置混合储能系统具有较大参考价值。