可中断负荷参与的备用市场帕累托优化模型

目前,已有可中断负荷参与备用服务市场竞争的实践,但是现有的备用市场优化模型仅考虑购买备用服务成本的差异,不能反映出可中断负荷和发电商提供的2种备用服务的效用差异.为此,文中分析了可中断负荷和发电商同时参与的备用市场采用现有优化模型的局限性,同时基于帕累托优化理论提出了一种可中断负荷与发电商同时参与的备用市场的帕累托优化模型.算例验证了利用该模型可在相同的备用购买成本下获取最大的系统效用,实现可中断负荷与发电商提供的2种备用资源的优化配置.     

计及可中断负荷的旋转备用容量机会约束规划模型

针对电力系统备用容量的获取如何兼顾系统运行的可靠性和经济性的问题,将可中断负荷作为一种备用资源参与发电侧备用市场竞争,引入机会约束规划方法确定系统所需的备用容量。在计及发电机组强迫停运和负荷预测误差等不确定性因素的影响下,以最小化旋转备用容量的购买成本为目标,构造了可中断负荷参与旋转备用容量优化的数学模型,并采用基于蒙特卡罗随机模拟的遗传算法求解模型。对所提出的模型进行仿真,验证了利用该模型的有效性。     

考虑柔性负荷的电能量和备用辅助服务联合市场出清模型

随着现货市场的不断推进,现货规则日益完善,柔性负荷参与现货市场和辅助服务市场的条件逐步具备,市场逐步向"发电侧报量报价、用户侧报量报价"(双边报价)模式及电能量和辅助服务联合出清阶段过渡,因此有必要对双边报价模式下、柔性负荷参与联合出清背景下的国内电力市场展开研究。针对柔性负荷参与联合市场的情况,基于广东省电能量市场和备用辅助服务市场出清规则,搭建了可转移负荷、可中断负荷以及可平移负荷在双边报价模式下联合电力市场环境中的数学模型,建立了考虑柔性负荷的电能量市场和备用辅助服务市场联合出清模型。最后,以某地区电网为例,基于CPLEX平台对柔性负荷参与电能量和备用辅助服务联合市场前后的场景进行了仿真对比分析,验证了所提模型的有效性。2种场景下柔性负荷的收益、系统负荷峰谷差、社会福利等参数变化的对比结果表明:柔性负荷参与电能量和备用辅助服务联合市场有助于降低自身用电成本,降低系统峰谷差,提高柔性负荷自身收益及社会福利,对于系统稳定经济运行具有重要意义。     

计及大容量燃煤机组深度调峰和可中断负荷的风电场优化调度模型

从含大规模风电场的电网经济运行角度出发, 提出了一种计及大容量燃煤机组深度调峰和可中断负荷的优化调度模型。该模型首先从机组煤耗特性、单位发电容量补偿费用以及机组寿命损耗3个方面定义了深度调峰费用,从负荷备用费用和实际发生的负荷损失补偿2个方面定义可中断负荷费用,建立以深度调峰费用、可中断负荷费用及网损费用之和最小的优化目标,利用内点法对含风电场的电网调度模型进行优化。以新英格兰测试系统为例,分析了4种典型场景下的负荷及费用情况,最后给出了日前调度计划优化结果,结果显示节省费用达4.9 %,验证了所提算法的可行性和有效性。     

考虑用户参与下电网公司购买备用的优化模型

随着用户和发电公司同时参与备用市场的方式日趋成熟,电网公司如何调用备用容量才能使自身利益最大化成为研究的新热点问题。先利用会计成本法对发电机组的备用报价进行分析,并构建发电侧备用容量的优化模型;同时,根据用户上报的可中断负荷和可中断电价进行排序,构建以用户可中断负荷为备用容量的离散优化模型;在此基础上,建立双侧开放的备用市场联合优化模型,利用最速下降的启发式算法得出电网公司需调用的最优备用容量。算例表明,在保持相同电网可靠性的情况下,联合优化模型购买备用的费用少于其它两种购买方式。     

节能减排下发用电两侧主备用资源联合优化

发电侧和需求侧资源的优化配置不仅可提高系统运行的经济性,还可减少资源的浪费和污染物的排放,实现社会效益的最大化。根据需求侧可中断负荷可以参与系统备用的思想,考虑发电机组污染物排放费用,建立了一种基于最优潮流的主备用资源联合优化模型,研究了按发电机组停运确定系统最优备用容量以及可中断负荷参与系统备用对市场运行费用的影响。IEEE14节点算例表明,按发电机组停运确定系统备用容量减少了备用成本,优化了备用容量分布;可中断负荷参与备用虽然增加了系统备用成本,但减少了污染物排放费用,降低了系统总运行成本。     

备用实时市场下可中断负荷购买决策模型的研究

可中断负荷参与系统备用,相当于增加了发电侧备用容量．能够缓解紧急情况下备用容量的短缺,提高了电力系统运行可靠性,根据备用市场不同的运行备用水平和用户的报价情况,摹于最优潮流建立了可中断负荷参与备用市场的最优购买决策模型,该模型中考虑了市场构架、用户投标模型、可中断负荷的电气位置等各种因素,电网公司可以利用该模型实现对可中断负荷市场投标者的实时选择。利用IEEE一9母线系统仿真分析验证了该模型的有效性和算法的合理性。     

发电容量充裕性的混合优化

在发电容量充裕性的研究中,需求侧管理及需求侧备用市场通常是与发电侧备用市场孤立的.为改进发电容量充裕性控制,在低电价可中断负荷和高赔偿可中断负荷协调控制的基础上,将实施分时电价作为预防控制,将调用发电侧备用容量、中断需求侧低电价与高赔偿可中断负荷容量作为事故后控制.基于其不同的技术特性和经济特性,提出协调模型和优化算法,定量研究预防、事故后控制及其协调控制的效果.仿真验证了风险协调对备用服务的显著改善.     

关于可中断负荷参与系统备用的评述

讨论可中断负荷(IL)市场的经济补偿模型及报价清算规则,指出参与系统备用服务的IL市场与发电侧备用市场之间的协调对于发电充裕性的重要性。将IL的市场引导方式分为2类,即用户接受停电概率换取的折扣电价补偿与在实际停电后按合约赔偿。两者都可按竞价的市场方式运作,并都在容量事故发生后实施负荷的中断。但前者对应于日常的低代价,且像支付发电侧备用的容量费那样,与停电是否实际发生无关;而后者则对应于小概率的高代价,且像支付发电侧备用的电量费那样,只有在实际停电后才支付。两者的经济特性不同,故具有协调空间。强调以量化指标统一反映系统备用的充裕水平与风险代价,兼顾发电备用的经济性和可靠性。     

市场环境下发电侧与需求侧备用资源联合优化

在双侧开放的市场环境下,发电侧备用容量和需求侧可中断负荷都可作为系统的备用容量。建立电网公司或独立系统运营商(independent system operator,ISO)最优潮流和备用市场的联合优化模型,引入了电量不足期望值(expected energy not supplied,EENS)的发电系统可靠性指标,同时考虑了备用响应时间对系统可靠性指标的影响。在满足一定的EENS指标、保证系统可靠性的前提下,实现了系统的总运行费用最小化,有效协调了系统的安全性和经济性。算例表明,多种备用资源参与备用市场有利于能源的合理利用、备用容量的优化配置以及市场运营效率的提高。     

考虑可中断负荷的风电接入系统旋转备用双层优化方法

风电接入规模的不断扩大加大了电力系统的波动,使得电网需要配置更多的旋转备用(spinning reserve,SR)抑制电力系统波动与电网等效负荷预测偏差,传统以固定比例配置常规机组旋转备用容量的方法经济性差且未考虑系统内其他资源。考虑辅助服务市场进一步开放以及可中断负荷特性,将可中断负荷与常规机组一同参与辅助服务市场,文章提出了一种考虑可中断负荷的旋转备用双层优化方法。该方法以时间为尺度,上层优化日前协议签订的容量成本,下层优化日内实时调用成本,构建优化总期望成本的双层优化目标函数,基于序列化建模思想将系统等效负荷预测偏差离散化得出相应决策期望值,通过商用软件CPLEX求解目标函数获得各时段可中断负荷与常规机组最优备用容量。最后以新疆某地区实际运行数据进行算例分析,验证所提方法的可行性。     

考虑源荷协调的风电并网系统旋转备用容量优化

风电的接入给电力系统带来更大不确定性,要求电网公司购买更多的旋转备用以维持电力系统的功率平衡和稳定,兼顾系统运行可靠性与经济性的旋转备用优化配置具有重要意义。考虑风电、需求侧互动资源,提出一种基于多场景的概率性旋转备用优化方法。该方法综合考虑风电预测误差、负荷波动及发电机非计划停运不确定性因素对旋转备用的需求,将弃风、可中断负荷分别作为部分负、正旋转备用融入发电日前调度计划,以购电总费用最低为目标函数建立日前机组组合优化模型,获得各时段旋转备用优化配置量。通过对IEEE 30节点、IEEE 118节点系统进行算例分析,验证了所提方法的正确性和有效性。     

基于经典场景集的风光水虚拟电厂协同调度模型

风、光等可再生能源发电具有不确定性、间歇性的特点,如何在不同运行模式下提高可再生能源的可调度性及利用率是当前的研究热点。以含风、光、水电的虚拟电厂自身收益最大化为目标,考虑风、光、水电日内的互补性和运行特性,研究在虚拟电厂孤岛运行模式下,在给定负荷类型并考虑可中断负荷时的最大供电水平,以及并网运行模式下,考虑备用时的最优申报电量决策。所提出的2种虚拟电厂多电源协同调度随机模型采用Wasserstein距离指标对风电、光伏发电出力的连续概率分布进行最优离散化,进而通过场景缩减技术形成经典场景,从而将随机优化问题转换为确定性优化问题处理,在减少计算量和保证精度间得到适当折中。算例采用某个含风、光、水电的分布式电源示范工程的数据,分析了负荷曲线形状、风电电价、可中断负荷价格、备用价格等因素对虚拟电厂运行的影响,验证了所提模型的有效性和实用性。     

可中断负荷参与系统备用研究综述

可中断负荷参与备用能量市场的运营,在增强系统安全可靠性的同时还可以降低备用成本,提高市场的经济稳定性。在目前能源紧缺,满足节能减排和保护环境为前提的工业发展中具有一定的意义。简要介绍了市场环境下备用容量体系及可中断负荷参与备用的成本效益;详细总结了可中断负荷参与系统备用的模型研究,并比较了各种模型的优缺点。最后对可中断负荷参与系统备用的研究趋势进行了展望。     

考虑响应不确定性的可中断负荷参与系统备用配置的协调优化

在实施可中断负荷项目时,因用户消费行为、客观条件等因素,造成了用户响应程度存在着不确定性,且其不确定性的大小与激励程度有直接联系,这种不确定性的大小最终影响整个系统的可靠性供电指标。构建考虑不确定性的可中断负荷响应模型,利用可中断负荷与备用的协调优化模型确定不同可靠性供电指标要求下的系统最优备用容量与不确定性可中断负荷配置关系。IEEE-RBT 6节点算例结果表明,大量用户响应具有明显的集群效应,有助于弥补单个用户响应的不确定性,并且在不同的可靠性要求下,优化模型中发电机备用与可中断负荷备用的配置具有不同的特点,体现了经济性和可靠性的协调,从而能够更合理地优化资源配置。     

多随机因素下含可中断负荷的电力系统优化调度模型与求解方法研究

电力系统中存在大量的随机因素,为保障系统安全稳定运行,需留有一定备用容量。可中断负荷是一种基于激励的需求响应资源,在系统负荷高峰或发生故障时可中断部分负荷,保障系统安全稳定运行。基于机会约束规划,综合考虑了机组故障、线路故障、负荷预测误差及可中断负荷违约等随机因素,以系统运行成本最小为目标函数,构建了含可中断负荷的优化模型。通过蒙特卡罗模拟,把机会约束模型转化为期望值模型,实现模型从不确定性向确定性的转化,并采用拉格朗日松弛法对确定性模型求解。在算例分析中验证了模型的有效性,并重点分析了线路故障、可中断负荷违约及场景数量对优化结果的影响。     

偏差电量考核机制下售电公司的最优经营策略

电力市场的偏差电量考核机制是现货市场建立前的过渡性方案,有利于市场主体参与到公平竞争的市场交易中。为了更直观地体现电力市场偏差电量考核对售电公司经营策略的影响,基于参与广东月度竞价交易的电力用户的实际电量偏差率数据对2017年2月、3月偏差电量考核情况进行分析。在此基础上,建立偏差考核机制下售电公司的盈利模型,并以售电公司考核和补偿成本最小为目标提出考虑免考核电量的可中断负荷最优购买模型。文中设计如下3种模拟场景:(1)不捆绑负荷分别参与市场竞价;(2)捆绑得到总负荷参与市场竞价;(3)捆绑负荷参与市场竞价,并采用可中断负荷合同减少正偏差电量考核。3种模拟场景对售电公司运营策略的影响分析结果表明,第3种模拟场景下售电公司的盈利最大,为所推荐的最优经营策略。同时提出了用户侧月度偏差电量交易模式,以维持系统月度电量平衡。     

考虑风电功率与需求响应不确定性的备用容量配置

将风电建模为多状态发电机组,以风电停运率考虑风电功率预测误差的不确定性,在基于消费者心理学的可中断负荷响应模型的基础上,综合评估含有风电、可中断负荷不确定性的系统可靠性指标。建立了日前备用协调优化模型,优化模型以满足一定供电可靠性为前提,同时优化可中断负荷备用和发电机备用容量,在24个时段的范围内研究计及风电不确定性下可中断负荷作为备用资源的积极效果。算例结果表明,引入风电后,系统对可中断负荷的需求有所增加,可中断负荷作为一种灵活的调控手段,在应对风电不确定性、降低系统运行成本上有积极意义。     

大规模风电参与一次调频下基于机组快速启动能力的日内滚动调度

考虑风电机组通过减载运行方式与常规机组共同参与系统一次调频,进一步挖掘了电源资源的快速启动能力,将热、温态火电机组作为日内应急备用的一部分。提出了一种稳态-暂态协调优化的日内滚动调度模型,在多种高风险随机场景下考虑系统的暂态频率安全,同时需求侧可中断负荷也被作为系统一次调频的备用来源。提出内-外层迭代的方法对上述模型进行求解,外层筛选出用于暂态优化的高风险场景集,内层进行稳态-暂态协调优化,确定机组组合方案、可中断负荷切除量和被迫弃风量。最后,在改进的新英格兰10机39节点系统上验证了所提方法的有效性,结果表明所提方法可实现系统日内一次调频备用需求的全覆盖,并同时兼顾了系统的安全性和经济性。     

考虑可中断负荷参与的主备用容量共同市场

备用辅助服务是电力系统的重要特征之一,关系到电力系统的安全运行与可靠性.在电力市场环境下,备用辅助服务的市场组织、指标量化和费用结算等研究课题一直令人关注.介绍了一种考虑可中断负荷参与市场竞争的主备用共同市场模型,该方法一方面可以消弱市场中不必要的可靠性支出,从而提高了系统运行的经济性;另一方面可以通过优化市场容量需求,实现社会效益最大化.