考虑自适应传输备用的含风电电力系统双层随机调度方法

大规模风电接入增加了电网发生输电阻塞的概率.为克服确定性阻塞管理方法在应对系统随机扰动上的不足,基于考虑阻塞风险的机会约束规划条件,提出一种计及风电不确定性的传输备用自适应量化方法,构建了包含自适应传输备用的双层随机调度模型.该模型将线路传输备用纳入上层的机组组合模型中,针对下层的经济再调度问题,采用改进点估计法求得线路实时潮流的统计分布特性,并将结果返回上层模型以动态调整备用需求大小.同时,基于下层模型的Karush-Kuhn-Tucher最优条件,将双层优化结构合并为单层,并最终转化为便于求解的混合整数规划问题.最后,通过IEEE RTS-24节点测试算例验证了所提模型和方法能够有效缓解传输阻塞,提高风电消纳和备用可用性.     

考虑传输安全裕度的电力系统发电经济调度

对于考虑不确定性风电等新能源接入的电力系统调度,合理的潮流分布对降低线路过载风险、提高经济调度的鲁棒性具有重要意义。为此,提出传输安全裕度和备用可用性的概念,并建立考虑传输安全裕度的经济调度模型,通过引入合理的成本约束,保证运行成本与传统调度时相比不会显著增加。从传输安全裕度、备用可用性、安全裕度与运行成本的关系3个方面进行数值测试,验证方法的有效性。结果表明,该方法可提高传统调度中阻塞或重载线路的安全裕度,有效避免因线路传输容量限制而导致的备用不足问题,从而提高调度计划应对不确定性扰动的能力,因此该模型可获得安全性和经济性更好的平衡。     

风电接入下基于半监督谱聚类的备用动态分区方法

随着新能源的不断接入和电网结构的日益复杂,电力系统运行状态复杂多变,基于固定分区的旋转备用计算方法无法有效应对源-网-荷的波动性以及由此引起的线路阻塞问题。为此,首先研究了能量-备用联合优化机组组合问题;其次考虑风电出力的不确定性和线路N-1故障,建立了线路阻塞的风险评估方法;然后以阻塞线路的功率转移分布因子(power transfer distribution factor,PTDF)为相似性测度,提出了基于半监督谱聚类的分区迭代划分方法;最后基于动态分区结果确定备用容量配置。文章分别采用39节点及118节点系统进行算例仿真,结果表明本文所提出的备用动态分区方法可自动确定分区数目,合理进行备用分区,备用动态分区后可有效保证旋转备用可用性。     

机会约束随机动态经济调度的凸松弛迭代求解法

大规模风电并网给电力系统运行带来了重大技术挑战,其出力的随机性和波动性增加了线路传输能力和备用调节能力不足的风险,传统的确定性经济调度方法已不完全适用。首先提出了一种基于混合高斯分布的机会约束随机动态经济调度模型,该模型将最小备用约束和线路传输容量约束建模为机会约束,并引入调频机组的仿射控制策略以实时平衡风功率的波动。然后提出了一种机会约束规划的松弛迭代求解方法,将随机调度模型转化为二次规划模型以实现快速有效求解。利用中国西南某省25个风电场的现场数据以及IEEE 118节点系统进行算例分析,验证了混合高斯分布对风电预测误差的拟合精度,以及所提方法的可行性。     

基于机会约束规划的含大规模风电电力系统阻塞调度优化

电力市场环境下,接入风电的不确定性增大了系统输电阻塞出现的概率。采用现有的确定性方法进行输电阻塞调度,会导致部分重载线路接近热稳定极限;若风电出力预测产生偏差,系统在实时运行中可能再度出现阻塞。为解决阻塞问题并使系统具备一定的抵御再度阻塞的能力,提出一种新的阻塞调度模型,该模型将风电出力预测误差作为随机变量,形成了模拟实时运行不确定性的机会约束条件;同时,模型计及了期望缺电、弃风风险指标,实现了阻塞调度中功率调整与旋转备用的联合优化。基于蒙特卡洛方法提出了不确定性风电并网导致的系统再度阻塞的量度方法和指标,通过IEEE RTS 24节点系统算例证明了所提模型的有效性。     

考虑系统正负备用的电动汽车优化调度策略研究

大规模电动汽车和风电场的接入加大了电网运行的风险,将对电网备用容量产生影响。考虑电网正负备用容量配置成本,提出电动汽车优化调度策略,旨在降低电网正负备用容量配置,并提高风电利用率。首先,运用模糊聚类算法分析风力出力的不确定性,得出系统差额概率密度函数;然后,基于改进电量不足期望指标(IEENS)和风能浪费风险指标(IEWWR)引入电力系统正负备用配置需求;最后,以用户充放电成本和正负备用成本最小为优化目标,建立电动汽车优化调度模型。仿真计算结果表明,该策略能够有效降低用户充电成本和系统正负备用容量投入成本,提高电网经济运行水平。     

适应大规模风电接入的多时序协调有功经济调度研究与应用

大规模风电消纳已成为当前电网调度运行的重要挑战。首先分析了日前、日内和实时等不同时序风电及对电网运行影响差异;在此基础上提出了多时序协调的有功经济调度体系,通过日前、日内到实时的滚动修正,统筹解决运行备用、爬坡能力和AGC备用等计划编制问题;最后基于该方法在陕西电网实际运行情况,阐述了该方法在消纳风电所产生的实施效益。     

计及风电概率分布特征的鲁棒实时调度方法

风力发电与常规电源相比具有不可控性,大规模的风电并网将使电力系统运行中的不确定性进一步增强,加重电力系统备用负担。同时,含风电的有功调度问题在运用不确定性优化方式进行处理时,算法实用性与结果最优性之间存在矛盾。针对上述问题,该文提出了一种计及风电功率概率分布特征的鲁棒实时调度方法,依据系统运行成本与风电接纳条件风险价值(conditional value-at-risk,CVa R)双重指标,按照鲁棒优化的建模思路构建优化模型,对各自动发电控制机组的运行基点及备用容量进行决策,获得具有统计意义的节点可接纳风电功率的范围。方法体现了鲁棒优化和随机规划方法的融合,调度结果具有概率优性,能有效提高电网运行效益且计算效率较高。通过对简单6节点系统及IEEE 118节点系统的计算与分析验证了文中方法的有效性。     

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。     

基于拓扑分区的变电站调度风险评估方法

为辅助调度运行人员从海量原始电网数据形成调度决策,以实际电网中的自然分区特性为基础,提出了一种电力系统拓扑分区方法,该方法能够对相邻电压等级的变电站进行区域划分。在此基础上,提出了一种面向调度运行的变电站综合风险评估方法,该方法同时考虑到了变电站站内主接线风险、站内设备运行状态风险以及变电站在电网中的整体拓扑风险,其获得的风险评估指标可用于对比不同变电站的综合风险水平,进而为调度运行人员实时操控变电站提供参考数据。最后应用实际电网算例验证了所提方法的正确性和有效性。     

计及高比例新能源电网分区的输电线路功率双层优化模型

随着波动性极强的风光电大规模并网,高比例新能源电网中输电线路常常呈高传输功率峰谷差、低输电效率的状态,影响电力系统的安全稳定运行和新能源的大规模消纳。为此,提出分区分层优化输电线路功率的思想。首先,利用所提指标对电网进行分区,使区间联络线成为电网中待优化输电线路。在分区基础上建立区间-区内双层优化模型,上层模型用以确定传输功率峰谷差最小且输电效率最高的区间联络线期望功率,下层模型引入区内源荷运行约束,寻找最大程度实现联络线期望功率下系统运行成本最小的源荷协调调度计划。分别选用NSGA-Ⅲ-DE算法和NSGA-Ⅱ算法迭代求解上下层模型。最后,通过甘肃电网实例仿真,证明了所提模型的可行性和有效性。     

含风电系统的线路阻塞预防

风电场出力的不确定性增加了风电并网后线路阻塞可能性。为防止因风电功率波动导致的线路阻塞,在.NET平台上开发了基于风电功率预测结果的调度辅助决策系统。根据超短期风电功率预测的结果和实时电网数据,并考虑预测时刻电网的调度计划,校验15min后电网是否存在线路阻塞。分析阻塞线路上功率对可控节点单位功率增减的响应情况,提出通过调用PSASP软件计算阻塞线路灵敏度的方法,为调度人员消除线路阻塞提供参考策略。将研发系统应用于实际电网中,验证了所提出的消除线路阻塞的辅助决策的有效性。     

虚拟电厂下计及分布式风电与储能系统的电力系统优化调度

清洁的可再生能源在电力系统中的渗透率不断提升。随着智能电网技术的发展,越来越多的分布式可再生能源接入电力系统运行。风电是最具商业潜力及发展前景的可再生能源之一。该文提出将分布式风电机组与储能设备构成虚拟电厂(virtual power plant,VPP)参与电力系统运行,并建立了计及虚拟电厂的电力系统优化调度模型。模型中同时考虑了功率及备用容量的优化调度,并利用条件风险价值(conditional value at risk,CVaR)对系统运行成本进行风险管理。无须对电网的结构进行改变,虚拟电厂更适用于地理聚集程度较低的可再生分布式能源的调度和管理。同时,相较于常规的风电-储能联合运行模式,基于虚拟电厂的分布式可再生能源调度在降低系统风险的同时也提高了系统运行的经济性。     

基于备用安全的含风电场的电力系统经济调度

随着风电在电网中渗透功率的持续增加,风电的不确定性给系统的备用决策和发电调度带来新的难题。为保障含风电场电力系统的安全运行,本文结合风电预测误差的概率密度函数,提出了一种系统运行安全性指标——备用安全可信度,并以备用安全可信度最大化和火电机组运行费用最小化作为优化目标函数,建立了含风电场的电力系统经济调度模型。针对寻优效率,本文采用了一种将优先顺序法和内点法相结合的优化方法对机组组合问题求解。算例分析证明了所提模型和解法的可行性和合理性。     

含风电场的电力系统经济调度研究综述

由于风电具有随机波动特性,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。分别从建模和求解两个方面阐述并分析了计及风电场的经济调度问题。根据对风速/风电功率不确定特性的不同处理方法,将含风电场的经济调度模型分为确定性建模、模糊建模以及概率建模方法进行论述,并进一步阐明了建模过程中风电引起的备用及风险调度管理问题。对应于优化模型的分类特点,相应地将优化模型的求解方法归结为确定性和不确定性求解方法两大类。最后指出了含有大规模并网风电场的电力系统经济调度问题需要进一步深入开展的工作。     

计及运行风险和备用可用性的含风电系统两阶段优化调度

针对风电和负荷的不确定性对系统日前调度的影响,提出一种计及运行风险和备用可用性的日前两阶段优化调度方法。首先,考虑风电和负荷的不确定性及容许误差区间,利用条件风险价值(Conditional Value-at Risk, CVaR)度量系统调度运行风险。然后,建立日前两阶段优化调度模型。其中第一阶段优化模型以包含风险成本的系统运行成本最小为目标函数,优化制定有功调度及备用计划,保证系统运行经济性。基于第一阶段优化结果生成极限潮流场景集,第二阶段优化模型校验极限场景下的备用可用性并将结果反馈至第一阶段模型,确保系统运行鲁棒性,并提出迭代求解算法。最后,以IEEE39 节点系统和实际区域电网为算例验证了该方法的可行性和有效性。     

基于调度原理的最优风电装机容量计算

由于风电的装机容量远远超过电网网架的传输能力,使许多地区风电外送受阻,调度人员为保证电网的安全运行,通常将调度周期内电网所剩传输空间的最小值等效为风电场并网的装机容量。这种传统调度方式不仅浪费了调度周期内非最小传输空间的电网传输容量,而且导致大量风电装机容量未被利用,影响了风电的运行效益,为此,在电网现有传输能力基础上,将传统调度方法所确定的风电并网装机容量作为风电装机容量初始值,使风电场装机容量按给定步长递增,然后利用滚动分时段调度方法确定不同装机容量下的风电年发电量,最后以风电最大运行价值为目标,求解风电最优装机容量。以某省实际电网作为算例,算例结果验证了所提方法的可行性与有效性,可大大提高再生能源的利用率。     

含风电场的电力系统经济调度研究综述

由于风电具有随机波动特性,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.分别从建模和求解两个方面阐述并分析了计及风电场的经济调度问题.根据对风速/风电功率不确定特性的不同处理方法,将含风电场的经济调度模型分为确定性建模、模糊建模以及概率建模方法进行论述,并进一步阐明了建模过程中风电引起的备用及风险调度管理问题.对应于优化模型的分类特点,相应地将优化模型的求解方法归结为确定性和不确定性求解方法两大类.最后指出了含有大规模并网风电场的电力系统经济调度问题需要进一步深入开展的工作.     

风火储电动汽车换电站联合优化调度

将电动汽车换电站作为一种灵活的储能设备纳入电力系统优化调度,建立风火储电动汽车换电站的联合优化调度模型。模型考虑火电煤耗成本、风电节能减排效益、换电站运营成本和备用容量成本,以系统运行成本最小为目标函数,采用CPLEX求解器对模型进行求解,以含1个风电场和5座换电站的10机系统为仿真算例。仿真结果表明：联合优化调度利用换电站有序充放电能有效平抑风电波动,降低电网调峰压力,提高电网风电消纳量,实现电能的有序高效利用。     

考虑弃风限制的电网鲁棒安全经济调度

含大规模风电接入的电网,其所能消纳的风电出力区间受到电网备用容量和线路传输功率两方面约束。该文提出设置最优弃风限制来确定安全风电出力区间,保证电网备用容量充裕且各条线路的传输功率不越限。在算法上,将初始风电出力区间转化为含{0,1}整数变量的双线性规划(BLP)问题,并且运用BIG-M理论将BLP问题转化为混合整数线性规划(MILP)问题,从而达到整体求解效果。采用改进的IEEE 14节点系统进行算例测试,分别分析了电网备用容量和线路传输功率对初始风电出力区间的影响,最后优化得到可行的安全风电出力区间,优化结果表明了该方法的有效性和可行性。