计及节能风险评估的月度随机规划调度模型

针对目前确定性的节能评估无法满足随机环境下节能调度节能降耗风险管理的需要,建立了计及节能风险评估的月度随机规划调度模型。考虑实际调度中机组出力与煤耗率具体的函数关系,建立了节能调度机组单位调度电量节能效益评估指标。在此基础上,考虑风电出力、负荷功率等不确定性因素对节能调度节能效益评估的影响,借鉴经济学中半绝对离差风险的概念,建立了节能调度节能风险评估指标。在随机规划理论框架内,建立了计及节能风险评估的月度调度模型。其中,为了兼顾所建模型求解效率和精度的双重需要,机组启停和出力变量优化粒度设定为日峰、腰、谷典型负荷状态。采用目标相对占优与内嵌Monte-carlo随机模拟技术的遗传算法求解所建模型。以某省级电网公司为例验证了上述工作的有效性。     

计及绿色能源出力不确定性的输电网线损率概率评估

针对目前输电网线损率评估方法不能满足节能降耗的需要,提出了计及绿色能源出力不确定性的输电网线损率概率评估方法。该方法包括系统状态模拟与蒙特卡罗抽样两部分。系统状态模拟包括绿色能源出力的模拟、负荷状态的模拟、机组日节能调度以及网络安全校正控制的模拟、厂站电压无功控制的模拟。在蒙特卡罗随机抽样时,基于上述系统状态模拟方法,通过对随机样本的状态调整与潮流计算确定输电网线损率的概率分布。最后,以某省级电网为例,验证了所提线损率概率评估方法的有效性。     

考虑双重市场的含风电电力系统双层随机优化调度

风电与负荷的不确定性影响经济调度中机组出力及其承担的旋转备用。考虑机组同时参与能量市场和旋转备用市场,且双重市场具有一定的主辅特性,建立了电力系统双层随机优化调度模型。以系统发电成本最小为上层目标,增加风电利用率及其实现概率作为约束,优化机组有功功率及风电计划出力;对于受不确定性因素影响呈现为随机量的失负荷和弃风损失函数分别求取其条件风险价值CVa R,并与旋转备用成本最小为下层目标,优化配置旋转备用容量。将上、下层模型中的机会概率约束和条件风险价值线性化,便于CPLEX求解器求解。算例表明,双层随机方法能有效解决不同风电利用率、失负荷损失和弃风损失置信水平下的备用需求变化;双层随机方法相对单层随机方法能获得较优的经济效果。     

基于风蓄协调的节能调度方法

为解决节能调度中风能接入造成运行成本增加和可靠性降低的问题,提出了一种基于风蓄协调系统的节能调度方法.通过引入多个整型优化变量与协调周期不平衡量约束,反映抽水蓄能机组发电、抽水、空闲等不同运行状态以及风电机组的出力波动特性,并采用混合整数规划方法求解.算例分析表明,该模型能克服风能的间歇性和波动性缺点,提高系统运行可靠性与风能利用率,降低整体运行成本,能提供抽水蓄能机组适应节能调度需求的新型调度方案,具有显著的经济效益与实用价值.     

基于风蓄协调的节能调度方法

为解决节能调度中风能接入造成运行成本增加和可靠性降低的问题,提出了一种基于风蓄协调系统的节能调度方法。通过引入多个整型优化变量与协调周期不平衡量约束,反映抽水蓄能机组发电、抽水、空闲等不同运行状态以及风电机组的出力波动特性,并采用混合整数规划方法求解。算例分析表明,该模型能克服风能的间歇性和波动性缺点,提高系统运行可靠性与风能利用率,降低整体运行成本,能提供抽水蓄能机组适应节能调度需求的新型调度方案,具有显著的经济效益与实用价值。     

基于随机模拟粒子群算法的含风电场电力系统经济调度

由于风电具有随机性,目前尚无法较准确预测其出力,因此含有风电的电力系统经济调度不再是-个常规意义下的确定性问题.利用传统的方法也难获得既经济又有较高可靠性的解.本文建立了基于机会约束规划的含风电场的电力系统经济调度数学模型,以概率的形式描述相关约束条件,考虑了机组的爬坡约束、出力限制,线路潮流限制、备用约束及负荷平衡等约束条件,利用基于随机模拟的粒子群算法求解该问题.通过IEEE30节点系统的算例验证,表明该模型与算法的有效性.     

基于机会约束规划的风电穿透功率极限计算

该文提出一种采用机会约束规划计算风电穿透功率极限的新方法。该方法把风电穿透功率极限看作是在满足网络和设备约束前提下系统允许的风电场最大装机容量。约束条伯包括线路的输送能力限制、系统对旋转备用的要求以及常规机组的出力限制等。为了便于考虑风电场出力和负荷的随机性,约束条件以概率的形式表示。针对问题特点。求解时应用了遗传算法和随机模拟技术,在IEEE30节点系统上的教育处结果验证了所提方法的优点。     

基于场景概率的含风电系统多目标低碳经济调度

提出了基于场景概率的含风电系统的低碳经济调度多目标优化模型。考虑负荷需求、风电出力以及碳交易价格等输入变量预测值的不确定性,提出一种应对不确定问题的场景概率模拟方法,建立更符合实际的多目标优化模型。多目标模型中包含了考虑风电成本的经济调度目标和考虑碳交易的低碳调度目标。为方便分析碳交易对调度结果的影响,定义了平均购电费用、风电价格补贴、机组平均出力份额等评价指标。采用改进的多目标粒子群算法进行优化求解,基于该模型,仿真比较了采用确定方法、随机方法和场景概率方法的优化调度结果,分析了不同目标函数的3种调度方案,最后计算了是否考虑碳交易的评价指标。结果表明,上述优化模型有效可行,算法合理。     

考虑风电随机性的电力系统厂/网双层分解协调经济调度方法

针对大规模风电接入给省级电网带来的挑战,提出一种考虑风电随机性和网络安全约束的厂/网双层分解协调经济调度方法。上层以电网的安全经济运行为目标,决策变量是各个电厂的出力和弃风量,交替求解主问题和误差场景子问题,以确保使全网运行费用最小和电网有足够的能力去应对风电的随机性;下层求解电厂子问题,以电厂内机组的经济运行为目标,决策变量为各个机组的出力。采用Benders分解算法求解上述模型,产生2种最优切割以近似误差场景子问题和电厂子问题。通过对含3个风电场的某省级电网的计算,验证了所提方法的有效性。     

含风电的电力系统月度机组组合和检修计划联合优化调度

恰当考虑风电出力的随机性和相关性,进行含风电的电力系统月度机组组合和检修计划联合调度,对于提高风电的接纳能力和系统中期运行的可靠性和经济性都具有重要的意义。根据风速历史数据统计得到风电出力的月度概率分布,构建基于机会约束规划的月度机组组合和检修计划联合调度随机模型,并给出随机模型的确定化转换方法。为实现机组发电调度和检修计划的联合优化,模型中引入了检修费用及检修相关约束,并针对机组组合和检修计划之间的耦合关系,设置相关时段索引变量,建立相互之间的关联矩阵。利用混合整数线性规划法对模型进行求解。通过118节点系统的仿真计算,验证所提模型的合理性和方法的有效性。     

风电—抽水蓄能联合日运行优化调度模型

基于日前负荷预测和风电出力预测,研究了风电—抽水蓄能联合日运行的优化方法,提出了电网消纳风电出力的新模式。以风电—抽水蓄能联合运行的效益最大化为目标,考虑抽水蓄能机组的启停限制和发电—抽水工况转换限制,以二次约束表征机组启停约束和抽水蓄能电站运行工况约束,建立了含全天96个时段的混合整数规划模型,并采用商业优化软件求解。基于实际抽水蓄能电站参数设计了算例系统。测试结果表明,抽水蓄能电站与风电场配合可大大降低风电出力随机性对电网运行的负面影响,经济和社会效益显著。     

含风电和储能电力系统的时序随机生产模拟

传统电力系统随机生产模拟难以准确描述负荷、风电出力和储能荷电状态(state of charge,SOC)的时序变化特性,也难以反映灵活多样的系统运行调度策略,导致生产模拟准确性欠佳。为此,提出了含风电和储能电力系统时序随机生产模拟方法。该方法计及了系统运行调度策略,将运行调度策略与随机生产模拟中的各机组加载顺序和储能充放电条件等对应起来,有效地描述了各种运行调度策略。为保留元件出力和负荷的时序变化特性,采用可用容量状态刻画各时刻的机组出力状态,将储能充放电分别等效为负荷和机组2部分分别计入基于时序负荷曲线的随机生产模拟中,并建立了描述储能容量状态变化的时变SOC概率分布模型。基于修改的RBTS测试系统进行分析,验证了所提方法的有效性。     

基于两阶段鲁棒优化的可再生能源DNE极限评估

为应对高比例可再生能源给电力系统运行与调度带来的挑战,提出考虑弃风和切负荷的灵活性量化评估方法。基于日前和实时调度框架建立具有多时段耦合约束特征的两阶段鲁棒优化模型。在日前调度阶段,根据风电和负荷预测数据求解计及安全约束的机组组合问题以确定机组调度方案。在实时调度阶段,考虑电力系统不确定性计算风电的最大消纳范围以评估系统灵活性,即“不超过”极限。对于极限内任意风电曲线,均可通过调整日前调度计划使实时调度阶段的弃风和切负荷风险是可接受的。基于Benders算法的求解框架,应用强对偶理论和大M法将难以直接求解的min-max-min模型转化为混合整数线性规划问题。最后,采用改进的IEEE-6和IEEE-118节点系统,验证所提方法的有效性。     

含风电场的混合机会约束经济调度模型

风电出力具有不确定性和波动性,大规模风电功率注入电网给电力系统调度运行带来了严峻的考验。针对系统中普遍存在的多重不确定因素,引入不确定规划理论,将风电和负荷出力的不确定性表示为预测误差的不确定性,并根据其不同特性,进行区别建模,考虑火电机组的阀点效应,建立同时含有模糊变量和随机变量的混合机会约束经济调度模型。采用模糊模拟和随机模拟技术相结合的混合模拟求解策略进行求解。通过引入机会约束使得调度决策具有控制风险和成本的能力,建模计及火电机组的阀点效应,使得计算结果更加符合实际情况。算例分析验证了所建模型的可行性和有效性。     

计及风电预测可信度的经济调度及辅助决策方法

含风电系统经济调度的研究为大规模风电并网运行提供了相关对策。文中针对风电出力预测水平的局限性,建立了风功率预测可信度模型,并利用分区建模的手段建立了风功率预测误差模型。基于此,分析了考虑预测可信度的储能成本模型,结合火电机组出力成本模型完成了含风电系统的经济调度模型。模型考虑了系统失负荷、弃风概率约束及输电线路安全约束;为减小储能成本,将储能容量表示为平抑风功率预测误差的概率模型;同时在目标函数中引入储能成本调节系数,用于风功率调度水平的辅助决策。以10机系统为例,采用Monte Carlo模拟技术及模糊聚类辅助决策手段验证了所述方法的可行性。     

协同短期调度的新能源电力系统月度机组组合模型与快速求解方法

为实现多时间尺度下新能源电力系统经济、灵活运行与发电资源最优性配置,该文考虑月度机组组合与短期调度之间的层次衔接关系,提出协同短期调度的月度机组组合模型与高效求解算法。首先,结合风电短期随机不确定性与长期相关不确定性之间的概率统计规律,提出基于非参数核密度估计与自回归滑动平均分析的新能源出力模拟方法;在此基础上,通过协调月度机组群开停机计划与短期调度的互动关系,构建协同短期调度的多场景月度机组组合模型。其次,针对该混合整数线性规划模型的计算复杂性问题,利用约束转换技术与松弛诱导技术,提出一种基于分支—定界原理的改进求解策略。最后,结合某省区电网进行实际算例对比分析,论证协同短期调度的月度机组组合模型与求解算法的有效性。     

基于Gram-Charlier级数的含风电电力系统静态电压稳定概率评估

可再生能源的波动性和随机性加剧了传统电力系统静态电压稳定评估的难度.为了有效计及风电出力不确定性对静态电压稳定评估的影响,提出了一种计及风电出力不确定性的静态电压稳定概率评估方法.首先,借助电力系统负荷裕度,推导各节点负荷裕度对风电注入功率的灵敏度,进而求解负荷裕度的各阶半不变量和负荷裕度的各阶矩.然后,结合风电所连节...     

含高比例风电系统随机备用调度研究

高比例风电并网对电力系统备用容量调节能力提出极大的挑战。为弥补风电场计划出力与实际出力之间的偏差，电力调度须额外预留上、下旋转备用容量。利用随机机会约束优化理论，计及违反安全约束风险，提出了一种考虑风电出力不确定性与自动发电控制(automatic generation control,AGC)机组出力特性的日前随机备用调度模型。首先，基于马尔可夫链蒙特卡洛(Markov chains Monte Carlo,MCMC)法生成风电出力场景，并利用违反机会约束的概率及置信参数自动确定所需生成场景数量。其次，全面考虑了AGC机组备用出力特性及运行约束，并将备用成本纳入目标函数，可同时得到常规机组最优出力计划与AGC机组备用容量的最优分配系数。最后，将所构造的随机备用调度模型等效为半定规划(semidefiniteprogramming,SDP)问题进行直接求解。通过IEEE 30节点系统进行算例分析，验证了所构造的随机备用调度模型的有效性。     

微网功率不确定性模型及其在旋转备用优化中的应用

微网运行中存在发电单元故障停运以及可再生能源发电单元出力和负荷的波动性,从而合理安排旋转备用容量是维持微网安全、经济运行的重要环节。基于风电出力、光伏出力和负荷日前预测误差模型,利用全概率公式分别构建了综合预测误差及故障停运的风电和光伏出力不确定性分布模型,通过离散化风光出力和负荷不确定性分布与可调度机组停运概率分布联合生成微网功率不确定性离散分布模型,进而提出了计及微网功率不确定性以微网运行成本最小化为目标函数的微网最优旋转备用计算模型并考虑了微网向主网提供旋转备用。最后通过一个微网系统算例,采用混合整数遗传算法优化求解微网最优旋转备用值,验证了所建模型的合理性。     

基于风电消纳能力评估的安全约束经济调度方法

由于风电出力的高不确定性,大规模风电并网改变了现有的电源结构,使电力系统的安全稳定运行面临巨大挑战。准确评估次日各时段风电消纳能力对于合理制定日前调度计划具有重要意义。基于场景分析方法建立了单个风电接入点的含风电日前经济调度模型,提出了综合考虑负荷需求、备用需求、机组参数以及线路传输容量的电网风电消纳能力评估方法。通过求解混合整数线性规划模型得到综合考虑鲁棒性和经济性的评估结果,可为制定调度计划提供依据。基于IEEE 24节点系统的算例测试验证了所提方法的有效性。