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。     

考虑机组故障的系统机组检修计划模型

发电机组一旦故障,不仅需要较大费用更新破损元件,而且恶化了系统可靠性,增大了运行成本。当前的检修模型未考虑该因素的影响,或将其故障率简化为一常数,对系统运行带来风险。文中基于机组浴盆曲线的失效模式及其期望更新费用,分析了机组检修及故障停运对系统运行成本的影响,包括系统可靠性成本、发电成本、机组更新成本及检修成本,其中前两者通过等效电量函数进行系统随机生产模拟确定。基于此,以最小化规划期内系统总运行成本确定检修计划,由于其非线性、不可微,因而采用遗传算法进行求解。与常规模型相比,强调了机组变化故障率对系统及其自身运行的影响,21机系统的仿真结果验证了其有效性和实用性。     

大规模风电接入后的系统调峰充裕性评估

风电大规模开发后能否并网发电,主要取决于电力系统是否有充裕的调峰容量。如果调峰容量不足,风电则不能并网发电,因此考察电力系统调峰充裕性意义重大。定义了调峰需求持续曲线,基于非序贯蒙特卡罗模拟方法提出了调峰不足概率和调峰不足期望指标。所提指标考虑了机组强迫停运率和风电随机波动对系统调峰充裕性的影响,有效地反映了系统的调峰容量需求,有助于确定合适的风电接入规模。利用所提方法对IEEE—RTS系统进行了调峰充裕性评估,验证了所提方法的可行性与有效性。     

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。     

考虑大规模风电接入的发电机组检修计划

大规模风电接入电网对电力调度运行提出了新的挑战。在中国部分地区,由于系统调峰能力不足,风电本地消纳能力不够,出现了低谷时段大量弃风的现象。为了优化利用风能资源,建立了大规模风电接入下的发电机组检修计划优化决策模型,考虑风电在不同季节的不同出力特征以及不同类型机组调峰能力的差别,通过在检修计划决策层面合理优化预留各时段系统的调峰能力,减少低谷时段弃风,提高检修计划决策的节能效益。采用δ方法,通过近似变换,将概率积分问题转化为混合整数规划问题求解。通过多个算例验证了该模型与方法的可行性与有效性。     

考虑火电机组深度调峰的实时发电计划模型及应用

伴随我国大规模新能源接入和用电峰谷差日趋增大,调峰需求逐步提升,而由于我国电源结构不尽合理,调峰电源紧缺,造成电网调峰困难。深度挖掘火电机组深度调峰能力,分析其运行特性,在常规优化模型的基础上,引入深度调峰出力平稳段运行时间、最小深度调峰时间等约束,并对机组最大最小出力、爬坡等常规约束进行改进,建立考虑火电机组深度调峰的实时发电计划优化模型。采用广东电网实际运行数据进行算例分析,结果满足电网实际运行需求。     

考虑灵活运行机组的随机机组组合模型

提出一种随机机组组合模型.为兼顾节能环保,该模型除考虑常规火电机组之外,还考虑了灵活运行机组和风电机组.灵活运行机组具有多种运行模式,将每种模式虚拟为一台单独的发电机,通过设置相应的参数和约束条件实现模式之间的转换,易于与传统机组组合模型相结合.在常规机组组合模型中加入投运风险约束,通过该约束不同的变形形式可以分别考虑负荷波动、发电机组故障和风电场输出功率波动等多种随机因素.2个简单系统的算例分析显示了所述模型在处理灵活运行机组以及考虑随机因素方面的有效性.4个不同规模的算例分析显示,模型的计算时间能够满足工程计算的需要,具有一定的实际应用前景.     

含风电场的电力系统中考虑调峰压力平衡的机组检修规划模型

大规模风电并网给电力系统的调峰带来新的挑战,发电机组检修停运将对系统的调峰能力产生一定的影响,随着并网风电规模地加大,机组检修规划需要考虑系统的调峰能力协调问题。在含风电场的电力系统中,提出了综合考虑检修经济性、可靠性和调峰压力平衡的中长期机组检修规划模型。结合风电接入后对系统调峰的影响及不同发电机组的调峰能力,提出了含风电系统的调峰压力衡量指标,并据此研究了检修规划中的调峰压力平衡方法。根据机组的不同调峰能力和系统不同时段的调峰压力大小合理安排机组检修,均衡系统的调峰压力;在约束条件方面增加了系统的最大调峰压力约束,以保证检修安排后系统的调峰压力保持在合理水平。采用遗传算法对建立的模型进行求解。算例结果验证了该模型的有效性。     

考虑跨区直流调峰的日前发电计划优化方法及分析

阐述了中国跨区直流输电对促进西北地区新能源消纳的重要性,分析了目前跨区直流外送模式对新能源消纳的不利影响。综合考虑分析直流输电系统的运行特性和跨区电能交易需求,建立了跨区直流计划调整的混合整数线性约束模型,提出了考虑跨区直流互动调峰的新能源与常规能源协调优化的两阶段日前发电计划编制方法。首先,基于安全约束经济调度(SCED)模型分析了受端电网直流接纳能力。然后,基于安全约束机组组合(SCUC)模型,综合考虑直流计划调整约束、系统平衡、机组运行、新能源出力预测和电网安全等约束条件,以节能环保和新能源消纳最大为优化目标,编制送端电网的机组组合、出力计划和直流送出计划。最后,通过某省级电网及其跨区直流计划优化调整的算例验证了所提方法的有效性。     

考虑大规模风电接入的电力系统备用容量评估方法

风电作为清洁能源是减排的重要资源,其装机容量正在飞速发展.然而,由于风电固有的间歇性和波动性,大规模风电并网对电力系统的安全稳定运行带来了不确定因素.为了保证系统安全稳定运行,需要重新评估系统备用容量能否抵御风电功率随机性给系统带来的运行风险.因此,本文针对大规模风电接入后的电力系统备用容量评估方法进行研究,考虑了发电...     

大规模风电接入下的火电机组灵活性改造规划

风力发电具有极强的随机波动性,大规模风电的消纳需要火电提供辅助服务。然而,中国的火电机组普遍存在总量富余但灵活性不足的问题,严重限制了风电的消纳。文中构建了考虑火电机组灵活性改造的电力系统长期调度模型。考虑到该模型是具有多时间维度耦合特征的大规模优化模型,利用Benders分解算法,将原问题分解成关于灵活性改造的投资主问题与不同改造方案下的各调度时段的运行子问题,从而实现了对具有多时间维度的大规模优化问题的高效求解。算例分析显示,所构建的模型能够在提升电力系统运行经济性的同时促进高比例风电消纳。     

大规模风电接入电网及市场消纳问题分析

目前风电外送与接入是电网企业与风电开发企业矛盾比较集中的焦点问题.我国风电场主要分布在距负荷中心较远的地区,电网结构相对薄弱,电网建设对风电开发存在一定的制约.在我国西北、华北以及东北(尤其是内蒙古东部地区)风电基地集中地区,风电发出的电力无法正常并网,已经成为未来风电发展所面临的最大问题.针对这一难题,以电网运行管理者的视角,从风电侧和电网侧两个方面,对风电并网问题进行了深入研究,找出其中的难点,并作进一步分析.在国外相关实际做法的基础上,对发电侧、负荷侧以及并网风电管理等方面,提出了提高发电机组调峰能力、适当建设快速调节机组、实施峰谷电价等旨在促进我国风电健康有序发展的实用化建议.     

考虑大规模风电和电动汽车入网的协同优化调度

为了实现发电机组的经济调度,同时减少污染气体的排放和等效负荷的波动,结合电动汽车与电力系统之间能量双向流动的特点,考虑风力发电的间歇性和电动汽车充放电的随机性对电网的影响,以发电成本、排污成本和等效负荷波动方差最小为多目标函数,构建了计及风电和插入式混合电动汽车(Plug-in Hybrid Electric Vehicles,PHEVs)的协同优化调度模型。并应用基于ε占优的多目标粒子群算法进行求解,该方法能保证外部存档非劣解的收敛性和分布性,克服了粒子群算法(Particle Swarm Optimization,PSO)求解多目标优化问题极易收敛到伪pareto前沿和收敛速度慢的缺陷。最后,通过仿真实验,验证了所构建多目标协同优化调度模型与单目标优化调度模型相比,能有效平抑可再生能源发电出力波动,降低发电总成本和排污成本。     

电力市场下发电机组计划检修模型

发电机组的计划检修作为防止机组老化失效的主要方法,在确保电力系统可靠运行方面起着重要作用。文中对市场环境下机组检修策略模型及算法进行了综述,并提出了进一步研究的问题。在市场环境下,制定机组检修计划时应当考虑系统运行的可靠性和发电公司的经济利益2个方面。通常,首先由发电公司确定本公司机组的计划检修时段,然后由独立系统运营商（ISO）考虑系统可靠性充裕度后按一定的原则调整机组检修计划;前者确保了发电公司的经济利益,体现了其独立的经济实体地位,后者保证了系统的安全可靠运行。对于该优化问题,一般采用遗传算法、模拟退火算法等启发式方法或者整数规划法、Benders解耦法等数学规划方法加以求解。     

江苏电网消纳大规模风电的电源规划设计

风电出力的间歇性向传统的以确定性为主线的电源规划问题提出了挑战。文中应用概率方法和工具研究了江苏省应对千万千瓦级风电基地消纳的电源规划问题,分析了合理电力备用率和最优电源结构,讨论了电源结构优化中风电调峰容量需求的合理参数设定。针对江苏电网的调峰容量供需矛盾,通过多方案对比得到风电、核电和抽水蓄能容量配比灵敏度。最后,...     

考虑风电接入的协调滚动发电计划

随着大量风电接入电网,风电接入对电力系统发电计划的影响成为一个需要研究的关键问题。文中针对风电接入电网后带来的不确定性,基于最优潮流理论和积留量法的思想,提出了在线有功调度的动态前瞻时间窗口模型,实现了在线有功调度问题在时间维度上的有效解耦。在此基础上,提出了一种能够考虑多时段间各种动态耦合约束条件的动态协调滚动发电计...     

大规模风电接入下风电机组切机措施研究

风电接入比例增加,使得电力系统在某些严重故障下必须考虑风电(wind turbine generator,WTG)的切机措施。分析了风电机组和常规火电机组与系统电磁耦合关系的差异性;基于此,分析了风机和常规火电机组切机措施在保持系统稳定效果上的差异性。结果表明常规火电机组获得的加速能量大于风电机组(主要是双馈式风机),所以从保证切机后的功角稳定出发,应适当增加火电机组的切机量。对风电机组的频率和电压控制能力的分析表明：为保持故障后系统的正常运行,常规火电机组的切机比例也不宜过高;此外,风电机组出力的波动特性也将不可避免地影响切机措施的效果,为解决该问题,提出了考虑风电切机的切机措施的实时调整策略。     

考虑大规模风电接入的备用容量计算

备用需求是日前发电计划优化中的重要约束,也是保障电网可靠运行的重要基础之一。随着大规模风电的集中接入,传统以高可靠性常规电源为依据的备用设置方法难以保障间歇性电源接入下的电网可靠运行。考虑大规模风电间歇特性,兼顾电网运行的安全性和经济性,采用聚类分析技术对风电功率预测数据进行筛选,建立风电功率预测误差与备用需求变化间的关联模型,得到风电接入后的新能源备用容量。实际系统算例测试验证了其有效性。