电力市场下的发电机组状态检修

分析了目前制定检修计划中片面强调电力市场因素或机组状态因素都会严重影响检修效益,以及在电力市场下进行发电机组状态检修的可行性,然后提出了一种基于电力市场的发电机组状态检修数学模型,该模型引入了不检修的费用损失的概念,以检修或不检修的平均费用损失(费用损失/检修周期)最小为目标函数,根据最小值来确定在合约期间是否需要检修以及如果需要时的检修时间.仿真算例表明,该模型有效地协调了电力市场和机组状态的关系,给发电厂带来了最大的检修效益.     

电力市场发电机组检修计划的快速算法

电力市场下发电机组检修计划的安排不当是造成近几年大停电的原因之一。电力市场机组检修计划需要兼顾可靠性与经济性两个方面。采用Benders分解法可以将这个高维度、非线性、混合整数随机规划问题分解为主问题和子问题求解：主问题是一个多目标整数规划问题,而子问题则是一个非线性随机问题。针对Benders分解法求解效率不高的问题,求解主问题时利用了机组检修连续性的特点,对Balas隐枚举法中的前向搜索部分和回溯部分进行了改进;求解子问题时,利用了半不变量法的偏导数解析表达式来求对偶乘子。对IEEE-RBTS和IEEE-RTS系统中所有发电机组安排了全年的检修计划,测试表明所提出的算法快速、有效。     

基于互补机制的水火电力系统机组组合

针对水火电力系统短期发电计划中火电机组的开停机组合与水电调度问题解法复杂性,提出以水电发电量最大、耗水量最小和火电煤耗量最小且具有时序的3个优化子问题的发电调度模型,综合考虑一个调度周期内系统机组的运行状态。基于解耦的水火电力系统优化模型不仅可以确定水电的最佳放水策略,也可以体现水电和火电互补作用,充分提高水火电力系统联合运行的经济性。针对水电系统强非线性特点,采用新型随机全局优化仿电磁学算法进行求解,对火电系统则采用改进微粒群优化算法进行求解。通过一个具有3个体积水电站和5个火电厂的水火电力系统的仿真分析,表明以互补机制为理论基础的优化模型的正确性及算法求解的有效性。     

碳市场背景下发电商竞价策略及电力市场均衡分析

碳市场交易提高了传统化石能源机组的发电成本,进而影响其在电力市场的竞价行为,电力市场均衡也随之发生改变。文章针对碳市场背景下的电力市场均衡问题建立了双层均衡模型,上层模型为考虑碳成本的发电商最优竞价模型,下层模型为考虑碳配额总量约束的电力市场出清模型,通过最优性条件理论以及二进制展开法、大M法等线性化手段将双层模型转化为混合整数线性规划,基于PJM 5节点系统,求解了多市场环境下有无碳市场的电力市场均衡,分析了碳市场对电力市场均衡状态的影响;同时,基于碳配额总量对电力市场均衡的灵敏度分析发现碳配额总量需适度收紧才能最大程度实现电力低碳减排作用。     

考虑日调峰需求的梯级水电站汛前优化调度模型

针对梯级水电站汛前调度中电站机组检修和发电计划安排与电网调峰需求间的矛盾关系,构建了梯级水电站机组检修与发电计划的汛前联合随机优化模型。该模型以梯级水电发电效益期望值最大为目标,通过电网对梯级水电的汛前日调峰需求确保水电机组检修计划的合理安排,避免了水电集中检修导致的调峰能力不足。同时,模型通过改进的K-means聚类方法构建了汛前梯级电站多种典型来水场景以表征汛前来水的随机性,并通过对大型水库的汛前水位消落控制约束及中长期合约电量约束保证了梯级水电汛前发电计划的可行性及实用性。通过有效的线性化方法将所建模型转换为混合整数规划实现高效求解。以我国贵州省北盘江流域梯级4座水电站的实例应用表明,所提模型可在满足电网汛前调峰能力的前提下,保证大型电站水位的平稳消落,实现机组检修计划和发电计划的双重优化制作。     

电力市场下水电厂竞价综述

针对水电机组的特点,对联营市场模式下的水电机组竞价策略和水电市场势力进行了总结和评述。在过渡时期,水电机组继承垂直一体化管理模式,配合火电运行报价,不能突出水电的效益。采用完全竞争方式则需要建立现货交易市场下的水库优化运行模型,但改进后的模型可以考虑传输网络约束、机组组合以及系统中的不确定因素。为了协调利益关系,对同属一个业主的梯级电厂,可以聚合为一个报价单元,而建立水批发市场共同调节不同业主的收入分配。对市场势力的研究发现,水电厂可以通过研究不同时段间的需求弹性差来行使市场势力,在需求的低弹性阶段不发电而在高弹性时发足够的电。纵观国内外由市场实现水电资源优化配置的研究,今后还需要在水电的市场地位、区域水电厂的竞争模式、综合利用、梯级水电竞价、弃水电量、电价预测以及电力市场环境下的流域梯级开发调度模型和算法上进行更加广泛的研究。     

电力市场下水电优化运营模式探讨

结合水电特性,对水电企业参与市场竞价有待解决的问题进行阐述。通过求解水电站长期发电效益最大模型,引出微增水的价值(简称水的价值)的概念,从而着重探讨了电力市场下以该水的价值为指导的水电运营模式,为市场机制下水电运行及参与市场竞争提供了新的思路和方法。     

市场环境下中长期发输电协调检修计划优化

根据电力市场环境中检修计划的特点,建立了协调市场各方利益的发输电一体化检修计划优化的数学模型,该模型综合考虑电力系统安全经济性和电力市场公平性,并考虑机组检修和输电设备检修之间的相互关联关系.针对该优化模型的求解,利用遗传算法(GA)和粒子群优化(PSO)算法相似的优化框架和优化流程,提出一种充分结合GA和PSO算法各自优点的混合智能算法,该算法将群体分成2个子群,分别采用GA和PSO算法进行演化,并充分交换2种算法所获取的优化信息,形成一个紧密耦合的、新型的遗传粒子群优化算法.算例证明,该算法在求解发电、输电设备检修协调优化这样的大规模复杂优化问题时,在全局搜索和局部搜索方面都表现出了良好的均衡性.     

基于可信性理论的水火电机组检修计划

水电机组同时存在着水电电量模糊性和机组强迫停运的随机性这两类不同的不确定性,因此水火电机组检修计划本质上是一个具有随机模糊双重不确定性的混合整数优化问题。但是,因概率论与模糊论在基础数学领域内是相互独立的理论体系,传统的机组检修计划只能对随机性或模糊性这两类不确定性中的一类进行建模,然后采用随机规划或模规划来求解。可信性理论是2004年基础数学领域完成的数学分支,它给出了基于测度论的模糊论公理化体系,并提糊供了随机性与模糊性综合评估的严格数学基础。文中基于可信性理论,建立了水、火电机组检修计划的混合整数随机模糊双重不确定性优化模型(原始模型),并在这一个模型中同时考虑随机性与模糊性2种不确定性。利用Benders分解法,将原始模型分解为多目标整数规划(主问题)和随机模糊规划(运行子问题)2大问题进行分散协调,利用改进Balas算法求解主问题,综合利用可信性理论与半不变量法求解运行子问题。对吉林电力系统中的95台机组安排了全年的检修计划,结果表明:该算法和软件在实际系统中应用是可行、有效的。     

时间窗模式下机组检修计划模型研究与应用

针对电力市场环境下不同发电机组检修计划协调优化问题,介绍了基于时间窗的发电机组检修计划申报模式。提出了电力市场中协调不同发电机组检修计划的编制模型和求解方法。最后以上述模型和算法为核心,设计了电力市场发电机组检修计划编制系统功能架构,并介绍了系统在西北电网开发应用情况。     

基于等劣化理论和设备风险的检修策略优化

电力公司的重要任务是实现它的经济目标和社会责任。作为实现这些目标的最有前途的方法之一,资产管理受到了越来越多的重视。全寿命周期成本管理(LCCM)是资产评估中的一个非常有效的工具。为了使电力设备全寿命周期成本最优,针对目前关于设备检修策略的研究中存在着诸如忽略了设备检修对于设备故障率的影响以及设备在全寿命周期中可靠性在不断劣化的趋势等这类问题,本文将机械工程领域的设备等劣化理论引入到电力设备运行分析中,在此基础上,推导出了各检修周期内设备可靠度之间的关系,结合设备的风险定义以及役龄回退因子,建立了设备基于风险的检修策略优化模型。这种方法实质上是为了在设备自身价值和设备给系统带来的经济效益之间,在LCCM和设备检修之间,以及在电力系统的技术与管理之间寻求平衡点。最后文中结合一个具体算例,求得了最优检修间隔,并与传统的定期检修进行了简要的对比分析。     

考虑机组故障的发电厂商检修规划策略

提出了一种考虑机组故障影响的检修规划模型.给出了符合浴盆曲线失效模式的机组故障率和可靠度,用以评估其期望更新费用.基于日前市场、双边合同及备用市场的复杂市场模式,讨论了检修和故障停运对发电厂商经济效益的影响,包括售电利润、期望更新费用及检修费用.基于此,以规划期内发电厂商的经济效益最优为目标构建了检修规划模型,考虑相关约束后利用遗传算法和线性规划方法求解.算例仿真结果验证了其有效性和可行性.     

基于故障预警系统的燃煤发电设备状态检修

基于故障预警系统的状态检修是随状态监测技术发展起来的至今最先进的检修方式。20世纪90年代中国开始推行发电设备状态检修,成效明显者寥寥。为切实推行发电设备状态检修方式,某发电集团从2008年开始引进、开发并推广应用了利用相似性原理建模技术的发电设备故障预警系统。介绍了该系统的机理,并用汽轮机、锅炉、电气和化学专业各1个预警案例阐述故障预警系统在燃煤发电设备状态检修中的有效应用情况,最后就如何将两者更好地结合提出了建议。     

A novel method for maintenance scheduling of generating units considering the demand side

This paper proposes a novel competitive mechanism for maintenance scheduling of generating units in the deregulated environment. In restructured power systems, the objective function of power producers is to maximize their benefits, and the aim of the Independent System Operator (ISO) is to increase the reliability throughout the year as much as possible. Therefore, there are two objective functions for finding an optimal maintenance schedule in the deregulated environment. The main contribution of this paper is considering the condition of demand side in the maintenance scheduling of generating units. In this scheme, authority of the maintenance scheduling has been granted to the ISO. The proposed method schedules the outage windows of generating units to attain maximum producers’ benefits and maximum annual social welfare. This method is tested in a bilateral energy market, and the IEEE-RTS system is used to demonstrate the effectiveness of the proposed method.     

计及电价随机波动的机组检修计划

建立了机组检修的模型以便实现现货市场、合约市场收益的均值的最大化。该模型以收益方差为约束条件,用均值回复过程描述电价的随机波动。采用随机序优化遗传算法求解模型,算例仿真显示所提出的模型和算法是可行的。     

基于代理模型的分布式能源现货市场运营模式

如何在信息不对称的环境下实现分布式能源现货市场中多主体利益最大化是亟需解决的问题。提出一种新型的基于代理模型的分布式能源现货市场运营模式,并提出数据驱动的日前市场代理模型的建模方法,得到不显式包含物理模型信息的分布式能源市场出清电价曲线与各市场主体最优联络线功率曲线及其日用电成本之间的映射模型,进而建立基于代理模型的分布式能源现货市场出清多目标优化模型,分布式能源现货市场运营商可基于该模型科学、公正地最大化各市场主体的经济利益。与基于物理模型的集中调度运营模式和基于分段报价的集中竞价出清模式的算例进行比较,验证了所提现货市场运营模式和代理模型建立方法的可行性和有效性。     

基于卖方灵活电力合约的风电中长期交易策略

风力发电商在一些发达国家已作为独立的主体参与电力市场交易。文章构建了风电交易的灵活电力合约模型,并提出了风电商在中长期市场基于卖方灵活电力合约的交易策略。风电商可以在各阶段开始时刻根据市场状况和自身出力预测情况灵活安排阶段内各时段的合约电量,以使自身收益最大化。文章着重研究了合约电量的优化决策问题,提出了基于随机动态规划的模型和求解方法。算例中使用时间序列法进行风速和电价的模拟和预测,通过几种交易方案的比较,说明卖方灵活电力合约能够显著提升风电商的收益水平,同时有效控制收益风险。     

基于博弈方法的含源配电网状态检修优化

配电网检修是保证供电可靠性和经济性的重要手段。本文以状态检修为背景,首先,通过对设备运行态与检修态的矛盾分析,构建了以检修支出和故障支出为支付函数,以设备层和网层主体为博弈参与者,以检修设备数目、检修方案和检修设备集为博弈手段的配电网检修决策博弈模型,用以解决检修决策中设备状态与配电网整体利益的矛盾,同时以博弈理论给出考虑分布式电源出力波动下的负荷转移方案,将二者统一于两阶段的配电网检修过程中;然后,通过对设备故障率的变化分析,给出了一种动态检修设备集的确定方法,并以此为基础,给出了求解检修博弈模型的启发式算法;最后通过对IEEE 33节点配电系统的仿真分析,验证了本文提出方法的有效性,并对本文方案进行了对比分析和鲁棒性分析。     

基于检修灵敏度和网络重构的电网安全稳定系统的设计与研究

针对电网规模逐年扩大使得主网设备停电需求增多,现有的检修停电分析对故障区域外系统影响分析不全面,分析风险时计算量大,对相关人员技术水平要求高等问题,文中设计了基于检修灵敏度和网络重构的电网安全稳定系统。首先,介绍了系统获取电网数据模型的方法及模型数据包含的意义;分析了多设备同时检修方式的电网运行风险分析方法,并将设备检修灵敏度排序,找出同时检修风险最大的设备;对检修时可能引起的潮流越限和损耗增加的问题,采用网络重构的方法消除越限并降低损耗。最后,通过在某地市公司的实际应用并利用某省级电网部分区域在某时刻的模型验证了设计系统的可行性,对电网检修有一定的指导作用。     

基于蒙特卡洛模拟的发电厂设备重要度分析

针对发电厂设备高度复杂性和关联性强的特点，用传统方法难以进行重要度分析的问题，在确定其重要度主要影响因素的基础上，建立了发电厂设备重要度评价指数。采用基于蒙特卡洛模拟的方法，对某发电厂的30台设备进行了重要度分析，并开发了通用计算程序。计算实例表明，该方法简便、有效，可用于发电厂设备的维修决策。