考虑水风光互补与机会约束的电力系统源网荷协调扩展规划研究

随着风光电站渗透率不断提高,其出力不确定性也给电力系统安全运行带来了一定挑战。利用梯级水电来弥补风光发电的间歇性,能有效平抑风光电站出力的波动性。为此,提出了基于机会约束的水风光互补电力系统源网荷协调扩展规划模型,来提高水风光等清洁能源的消纳能力。首先,对梯级水电站和直流外送以及需求响应进行了详细的建模;其次,利用需求响应资源来对电源侧风光电站出力间歇性进行缓解,提出了负荷侧需求响应服务规划模型,并建立了源网荷协调规划模型;最后,建立机会约束模型来保证系统运行安全性与风光出力的有效消纳,并利用样本平均近似法的强拓展公式,将机会约束模型转化为混合整数线性规划问题进行求解。仿真算例分析验证了所提模型的合理性,能有效保证系统运行安全性和风光消纳能力。     

考虑灵活性约束与需求响应的电网大规模集中式储能规划方法

针对集中式储能规划过程干扰因素过多,功率平抑效果较差,可再生能源消纳率不高的问题,设计一种考虑灵活性约束与需求响应的电网大规模集中式储能规划方法。对于由变流器、电池组、风电、光电构成的大规模储能系统,分析居民用户负荷特性、工业用户负荷特性。在分析中使用正态分布模型对用户负荷进行拟合,综合考虑灵活性约束与需求响应这2种因素,构建电网大规模集中式储能规划模型的目标函数,并进行目标函数求解,实现电网大规模集中式储能规划。实验结果表明,规划后的可再生能源消纳率整体高于60%,规划后的夏季供冷平衡指数大于90%,冬季热能供需平衡指数大于70%,有着明显的电网功率平抑效果。大规模集中式储能规划方法有着出色的储能规划性能。     

考虑需求响应的源荷协调多目标优化方法

大规模风电并入电网时,常规电源调峰能力不足,导致风电消纳受阻,而电解铝和电动汽车负荷具有可调节能力,能够消纳一定风电。因此,该文提出一种考虑需求响应的源荷协调多目标优化方法。首先,基于电解铝负荷与电动汽车负荷的响应能力,建立以弃风电量和系统运行成本最小的源荷互动调峰多目标优化模型;其次,采用NSGA-2算法对模型进行求解,获得Pareto最优解集,并利用满意度评价方法选取最优折衷解,从而得到可调节负荷参与受阻风电的决策方法;最后,通过IEEE33节点对系统进行仿真,并与传统调度方案进行对比,验证了所提方法的优越性和可行性,为可调节负荷参与消纳受阻风电提供技术支持。     

考虑源网荷储协调互动的配电网无功优化

无功电压控制是保障电网安全稳定运行的基础,高比例新能源发电是新型电力系统的主要特征,挖掘新能源发电、储能以及柔性负荷等柔性可控资源的无功电压潜力能有效保障新型电力系统安全稳定运行。文中提出了一种考虑源网荷储互动的配电网无功电压控制方法,从负荷需求侧响应出发基于市场实时电价信息以负荷转移成本和用户购电成本为基础实现价格驱动需求响应的负荷平移策略;利用储能系统协调新能源发电出力和负荷平移规则,构建综合考虑源网荷储互动的配电网无功优化模型。通过调节无功补偿设备、储能充放电策略协调新能源出力,在满足负荷需求侧响应需求的基础上达到系统无功电压的最优控制。通过改进的IEEE33节点系统仿真分析,实验结果表明通过源网荷储的充分互动能够有效提高系统无功电压调节能力,实现配电网安全、经济运行。     

考虑需求响应的电力系统灵活性资源优化配置

风电、光伏等间歇性电源的大规模并网使得对电力系统灵活性的需求急剧增加.为构建含高比例可再生能源电力系统,挖掘储能、水电、火电等灵活性机组与负荷响应等灵活性资源的调节能力,提出一种考虑需求响应的电力系统灵活性资源优化配置方法,使规划方案在满足灵活性需求条件下实现经济性最优.所提配置方法综合考虑了规划层、运行层和灵活层,以...     

面向主动需求响应的需求侧荷源二重性建模方法

以面向主动需求响应的荷源二重性建模方法为主题,从需求侧灵活性资源参与电网调度的视角分析了国内外在荷源二重性建模方面的研究成果,按照研究对象划分,负荷跟随电源(load-follows-generation,LFG)模型分为一般负荷、储能设备、分布式能源及其组合,对负荷响应建模、优化目标、约束条件、调度方法、控制方式等进...     

计及随机模糊双重不确定性的源网荷协同规划模型

为应对电源与电网规划建设脱节导致的"弃风"等问题,文中提出一种将电源电网协同规划的模型。同时,鉴于需求侧在电力供需平衡中的潜力,将电力需求侧的能效电厂也纳入电力规划统筹考虑,提出了源网荷协同规划的概念与模型。另外,针对风电等新能源发电给电力系统带来的不确定性,从随机性和模糊性两个角度予以分析和建模,并在源网荷协同规划模型中计及双重不确定性。最后,通过IEEE 30节点系统的算例应用,表明该模型能够有效协调电源与电网的规划建设方案以及能效电厂项目的开展,实现系统总成本最小化,并可合理确定风电机组建设规模,保障资源优化利用。     

考虑源荷协调的输电网络鲁棒优化调度模型

由于需求侧响应的负荷无法做到与传统同步发电机在时间尺度上具有一样的输出特性,本文针对此问题提出一种考虑源荷协调的输电网络鲁棒优化调度模型.首先,根据输网运行中源荷波动所导致的运行风险,建立可再生能源出力不确定模型;并考虑可控负荷无法进行实时响应,建立需求侧响应不确定性模型.其次,将建立的运行风险模型与鲁棒模型结合,通过求解鲁棒模型动态地调整风电不确定集合的边界,实现运行成本和运行风险的协同优化.最后以东北某地输电网络系统为算例进行分析,验证所提模型的有效性,使源荷更好地匹配从而降低系统运行风险.     

计及需求响应的源—网—荷—储协调优化调度研究

"双碳"背景下规模化新能源接入系统,为提高电网安全稳定运行能力,提出了一种计及需求响应的源—网—荷—储协调优化调度模型.首先,对需求响应机理进行分析,并在此基础上建立了基于机会约束的源—网—荷—储协调优化调度模型,该模型充分考虑了新能源随机性给系统带来的影响.其次,采用基于半不变量法和原对偶内点法的启发式迭代算法求解所...     

考虑激励型需求响应的多区域综合能源系统协同规划

随着区域多能源系统的逐步建设和紧密互联,现有的综合能源系统规划方法亟需解决纵向的协同规划问题,目前很多规划方法只考虑经单区域、集中式的供能方式,会导致设备冗余、可靠性低,因此,引入激励型需求响应措施,研究计及区域间能量交互的多区域综合能源系统协同规划。文中利用能量枢纽描述了综合能源系统内部的能量关系,对考虑用户满意度的激励型需求响应进行数学建模,以规划运行成本、碳排放成本、补偿成本最小为目标,建立了考虑激励型需求响应的多区域综合能源系统协同规划模型,用Benders分解算法对模型进行求解。将模型测试于由多个区域系统构成的综合能源系统,两种不同算例的仿真结果均表明激励型需求响应措施能减少线路、设备规划容量需求,延缓线路投建,辅助提高各区域的风电消纳能力,协同规划模型和方案具有一定的经济性和环保性。     

计及需求侧响应的电力系统鲁棒优化规划模型

随着需求侧响应措施的深入开展,在电力系统规划中计及需求侧响应的影响具有重要现实意义。根据一般经济学原理,研究需求侧响应措施引起负荷需求弹性变化的不确定性,并且将该不确定性引入到电力系统规划模型中,以系统规划成本、运行成本和污染排放最小化为目标函数,建立了多目标鲁棒优化规划模型;采用引入精英策略的非支配排序遗传算法(NSGA-Ⅱ)求解该鲁棒优化模型。最后,通过算例分析说明了鲁棒优化模型的合理性,并论证了该模型能够以最小成本得到计及多种需求侧响应弹性不确定性范围下的规划方案。     

计及多种灵活性约束和基于时序模拟的广域电力系统源-网-储协同规划方法

随着全球大规模风电、光伏的持续开发,系统的净负荷波动不断增加,迫切需要建立可量化而又高效的广域电力系统优化规划模型,促进广域范围多种灵活性资源规划研究.首先,以简化的机组组合模型为基础,建立计及多种灵活性资源出力约束和基于时序的生产运行模拟模型,以系统总成本最低为优化目标,考虑多种投资决策和生产运行约束,最终优化出系统...     

考虑风电接入的电源电网协调规划

风电出力存在随机性、波动性、间歇性、可控性差等问题,使得风电并网不仅仅是单纯的电网规划问题,还体现在对系统调峰、调频能力的需求方面。文中针对风电随机性的特点进行了电源规划,确定调节机组配置。在此基础上,将调节机组选址问题与电网规划问题相结合,建立了针对风电并网问题的电源电网协调规划模型。采用IEEE-RTS算例测试系统,验证了所提出电源电网协调规划模型的有效性。     

计及激励型需求侧响应的发输电鲁棒规划策略

大规模风电等可再生能源广泛接入电网将成为新型电力系统发展的重要方向之一, 通过需求侧响应机制调整用户负荷需求, 可有效提高电力系统运行的灵活性并促进风电的消纳。在此背景下, 提出了一种计及激励型需求侧响应的发输电鲁棒规划策略。首先, 引入基于价格激励的需求侧响应机制, 构建基于分段激励价格的需求侧响应模型。其次, 为了有效应对风电的不确定性对规划方案的影响, 提出了基于信息间隙决策理论的计及激励型需求侧响应的发输电鲁棒规划模型, 并将所提出的模型构造为混合整数线性规划模型。最后, 以Garver 6节点系统和改进的IEEE 118系统为例证明所提方法的可行性与有效性。     

内嵌需求响应与优化运行策略的主动配电系统源网协同规划

针对主动配电系统的分布式电源与网络结构协同规划过程中难以同时考虑它们在运行环节交互作用的问题,提出了一种考虑多主体利益均衡及规划运行交替优化的数学模型和求解算法。首先,建立了分别以分布式电源和配电网各自成本效益最优为目标并内嵌需求响应与运行策略的3层优化框架及数学模型;其次,提出了基于拓扑等效原则的网络结构简化方法,并结合网架生成过程中拓扑结构变化特征的深入分析,提出了基于破圈法的单联络网络快速生成方法,制定了与之相结合的粒子群优化算法的编/解码方案;再次,基于网供负荷特性和用户需求响应意愿,提出了有源配电网动态分时电价优化方法及运行策略,并建立了内嵌精细化运行的源网协同规划求解流程;最后,通过算例验证了所述方法的合理性和有效性。     

计及输电灵活性期望代价的多目标电网协调最优规划

为综合解决输电网规划中的多目标协调问题,提出了以投资费用、运行维护成本、输电扩展灵活性期望代价和社会福利损失4个指标达到最小的多目标优化模型.该模型引入了适应未来不确定场景的输电灵活规划期望代价,并从适应负荷增长不确定性和电网故障发生的不确定性2个方面建立了相应的灵活性期望代价模型.应用层次分析法分析每个目标函数评价因素之间的重要性约束度,进而构建判断矩阵,以确定每个目标函数在最优模型中的权重.最后,18节点系统的电网扩展规划算例验证了所述方法的有效性.     

考虑网络动态特性与综合需求响应的综合能源系统协同优化

在综合能源系统中,利用电、热、气的互补耦合特性可以提高系统运行的灵活性.针对综合能源系统的日前优化问题,文中建立了考虑网络动态特性与综合需求响应的综合能源系统协同优化模型.首先,对热网与气网的管网动态特性进行分析,构建了多能流动态传输方程.其次,基于用户热感知的模糊性,考虑了热负荷的柔性调节能力.然后,同时考虑价格型负...     

考虑电力系统灵活性的网-储联合规划

高比例可再生能源接入电网使得规划问题更加复杂。提出考虑电力系统灵活性的网-储联合规划方法。分析风电和光伏出力的相关性,采用蒙特卡罗方法生成大量可再生能源发电和负荷场景。基于k-means聚类算法对生成的场景进行缩减,并利用改进的遗传算法确定最优聚类数。通过斯皮尔曼系数筛选典型场景,构建考虑生成概率的典型场景集合。建立以提升灵活性、降低投资成本为目标的双层网-储联合规划模型,并采用灰狼算法迭代求解。算例分析结果表明所提网-储联合规划方案能够有效地提升电力系统灵活性,促进可再生能源消纳。