考虑源荷不确定性的风光火储系统低碳经济调度

为提高以新能源为主体的新型电力系统运行的低碳经济性和能源利用率,提出一种考虑源荷不确定性的风光火储发电系统低碳经济调度模型。将碳交易成本引入传统经济调度中,细化碳排放源;用随机机会约束处理源荷两侧不确定性;立足供给电源侧资源禀赋来改善清洁能源的波动性和消纳率。以IEEE 30节点系统进行算例分析,通过随机模拟粒子群算法对模型进行求解,结果证明所提调度模型可减少碳排放量、提升系统的经济运行、促进新能源消纳。     

抽蓄联合全可再生能源孤岛微网配置优化模型

针对全可再生能源孤岛微电网中的源荷功率平衡问题,研究基于抽水蓄能快速启停和强调节能力的风-光-抽蓄联合孤岛微电网电源与储能系统容量配置多场景鲁棒优化方法。针对海岛负荷需求特性及可再生能源、抽蓄资源分布特性,研究了适用于海岛的包含风、光、抽蓄和蓄电池组的孤岛微网拓扑结构模型;考虑海岛抽水蓄能及蓄电池电能储放特性、可再生能源出力不确定性以及岛内负荷需求不确定性,研究了微网功率协调优化方法,建立以孤岛微网成本最小为目标的容量配置鲁棒优化模型及其求解算法。以某海岛的实际负荷需求及可再生能源发电资源数据为基础的仿真结果表明,文章所提出的抽蓄联合孤岛微电网的容量优化配置方法,在实现经济性目标的同时,可以有效地提升可再生能源利用率和微网在多种场景下的运行可靠性。     

考虑负荷响应的冷电联供双层调度策略

为了提高清洁能源消纳率,解决负荷侧能源调度不足的问题,提出负荷层和冷电联供双层调度策略.首先负荷层对不同形式的负荷进行分类建模,然后通过源荷协调模型调整负荷转移或削减,匹配风电出力时序增加清洁能源消纳;其次调度层依据市场电价优化系统运行经济性,协调出力设备功率曲线.最后采用禁忌-细胞膜混合算法对双层调度模型求解.通过算...     

考虑功率交换的微电网群协同规划研究

在由若干个子微电网组成的微电网群中,子微电网之间的功率交换在保障供电可靠性、促进可再生能源消纳和降低分布式电源投资方面发挥着重要的作用。文章以多个子微电网组成的微电网群为研究对象,研究了考虑各子微电网微源容量配置的微电网群规划问题。计及构成微电网群的各子微电网间的功率交换与能量流动,以总成本最小化为目标,考虑了不同容量配置方案下的微电网群在规划期内的运行优化问题,构建了混合整数规划模型,并采用Matlab/Gurobi进行求解。通过算例分析,对比了传统单微电网规划模型与所提出的微电网群协同规划模型下的投资及运行优化结果。结果显示,微电网群的协同规划可以避免不必要的投资,从而降低投资成本;微电网群间功率能够提升可再生能源的消纳空间,从而降低燃气机组的发电量,减少碳排放。     

考虑电转气与冷热负荷惯性的综合能源系统优化调度

风电、光伏等清洁能源发电具有反调峰特性和不确定性,容易造成弃风、弃光。为应对清洁能源消纳这一挑战,提出考虑电转气与冷热负荷惯性的综合能源系统优化调度模型。搭建电转气和冷热负荷惯性模型,并分析碳交易机制下电转气设备的工作特性以及冷热负荷惯性对其需求的影响,从而建立冷热负荷供需不等式约束条件;进一步建立考虑电转气与冷热负荷惯性的综合能源系统运行成本最小目标函数,以及相应的各机组与系统功率约束。通过YALMIP和GUROBI工具箱建立并求解最优调度模型,结果表明：所提方法能够提高清洁能源消纳能力,降低综合能源系统运行成本。     

考虑需求侧响应的多能互补微电网优化调度研究

随着“双碳”目标的实施，新能源渗透比例不断提高，源荷两侧的不确定性对多能互补微电网能源管理提出了新的要求。提出了一种调度优化方法，其中考虑了价格型需求侧响应，优化交流负荷曲线匹配风光出力曲线，以提高新能源的消纳率，构建了能源管理模型，模型同时考虑了电力子系统、天然气子系统与热力子系统。模型通过构建风光出力与负荷的不确定集，采用本文提出的随机-鲁棒优化方法解决多能互补微电网调度面临的新能源发电时序波动性、负荷的不确定性等问题；之后，应用线性优化强对偶定理和列和约束生成算法，将模型转化为混合整数线性规划问题，并利用商业化求解器YALMIP/GUROBI对优化模型进行求解。最后，算例从多能互补微电网优化调度结果与不确定性参数对调度结果的影响分析验证了本文优化方法的可靠性。     

考虑光热电站的电热氢综合能源系统协调优化策略

为促进清洁能源消纳及多能耦合系统灵活运行,降低源、荷不确定性对系统的影响,构建包含光热电站的风-光-电-热-氢综合能源系统(wind-photovoltaic-electric-heat-hydrogen integrated energy system, WPEHH-IES),提出一种鲁棒性可调的空间多面体不确定集两阶段鲁棒优化方法。基于列与约束生成(column-and-constraint generation, C&CG)算法将两阶段三层min-max-min鲁棒优化模型分解为一层min主问题与两层max-min子问题,通过强对偶原理将双层子问题结构简化处理;由子问题与主问题的交替求解,进而得到原问题的最优解。最后,通过算例分析验证所构建模型和求解算法的有效性及多能耦合系统出力的灵活性。     

计及源荷不确定性和变工况特性的区域综合能源系统优化调度

为保证系统的经济可靠运行,考虑了荷源不确定性及能源耦合设备的变工况特性对系统运行的影响。首先,基于能源梯级利用原理,建立了包含风电、燃气轮机、电转气（P2G）及多种能源耦合设备的区域综合能源系统（RIES）架构;其次,通过构建动态能源集线器（DEH）模型,分别从能源供需双侧反映设备变工况特性对系统能源耦合的影响。同时,以系统调度成本最小和碳排放量最少为目标,将确定性的系统约束转换为基于可信性理论的模糊机会约束,构建了考虑源荷不确定性和设备变工况特性的RIES模型。最后调用CPLEX求解器对模型进行求解。结果表明,所建模型可以有效描述系统的不确定性风险,促进风电消纳,提升系统的经济性与低碳性。     

影响区域电网可再生能源消纳能力的边界条件分析

首先阐述可再生能源消纳能力评估相关指标的定义,然后从源-网-荷3个方面分析影响可再生能源消纳能力的关键因素,并以可再生能源消纳量最大为目标,基于时序生产模拟的方法建立可再生能源消纳能力的多时段耦合评估模型。最后,以IEEE-30节点系统为算例,评估多场景下电网可再生能源消纳能力,并研究约束边界变化对消纳能力的影响。算例验证了模型的有效性与合理性,可为可再生能源消纳能力的评估与优化提供依据。     

计及不确定性的主动配电网分布式能源多时间尺度消纳方法

主动配电网分布式能源消纳模型对于提升系统经济性和可靠性有着重要意义。文章提出了计及不确定性的主动配电网分布式能源多时间尺度消纳方法,通过不同时间尺度的配合提升主动配电网的分布式能源消纳水平。该方法首先在日前消纳尺度中考虑了分布式能源出力的不确定性,采用随机机会约束规划理论进行建模,考虑到最大化分布式能源消纳率和最小化系统综合运行成本建立多目标函数。考虑到置信度水平,将目标函数采用机会约束形式表示,将最优化模型转化为对乐观值的最大化。所建立的最优化消纳模型还计及节点电压约束、储能模块运行约束、消纳约束等必要约束条件;然后针对分布式能源出力在实时运行中的偏差,采用合理的策略进行不平衡功率调整;最后基于混沌粒子群算法设计模型求解流程,通过对以IEEE33节点系统为基准的典型主动配电网制定消纳策略,验证了模型的有效性。     

光储微电网功率优化方法及协调控制策略研究

光储微电网作为一种友好发电模式具有平抑网侧功率波动、光伏发电产能趋稳以及可调度性等优点,是实现“源-网-荷-储”系统稳定运行和可再生能源充分消纳的优选方案。围绕光储微电网功率优化与灵活运行提出了组件级配置方案和协调控制策略,进一步释放光伏发电潜力以及促进储能单元高效运行。首先,针对光伏组件失配导致的“木桶效应”及储能变换器效率低的问题,分别配置组件级光伏功率优化器和储能部分功率变换器,实现太阳能和电能最大化利用。其次,讨论光伏阵列和储能单元在并/离网工况下多种模式切换,考虑微电网各单元间功率动态平衡,提出一种光储微电网协调控制策略,实现各单元在不同控制模式之间平滑切换及功率自主分配。最后,利用Matlab/Simulink搭建30kW光储微电网仿真平台,验证所提协调控制策略的可行性与有效性。     

与需求响应联合优化的联网型微电网储能容量随机规划

针对含分布式电源、需求响应资源的联网型微电网,提出一种与微电网内多类型需求响应资源联合优化运行的储能系统容量配置优化规划模型。模型以微电网用能成本与储能设备年投资成本之和最小为目标函数,考虑需求响应资源可柔性调节区间、储能设备的荷电状态、微电网与主网间变电容量等约束条件,并计及分布式电源出力的不确定性影响,建立储能容量随机优化规划模型,利用混合整数线性规划算法求解。对某实例微电网仿真分析优化配置储能容量对提高微电网运行和规划的经济性的影响,结果表明模型可实现微电网储能系统最佳容量配置决策,同时优化需求响应资源和储能系统的运行策略。     

计及综合需求响应和不确定性风险的电气热耦合型微电网协同优化

多能耦合型微电网是提高系统运行效率和促进风电消纳的重要手段,文章提出了计及综合需求响应和不确定性风险的电气热耦合型微电网协同优化模型。该模型在分析多种能源交互响应特性的基础上,基于价格的综合需求响应引导用户用能行为,平滑系统负荷曲线。另外,通过分析不确定性的随机特性和模糊特性,提出一种基于可信性理论的风险评估方法,定量分析了风力发电的不确定风险,用来权衡多能耦合型微电网运行的效益和风险。最后,利用进化捕食算法求解所提模型,仿真结果表明,所提模型提高了可再生能源利用率,增强了微电网对不确定风险的抵御能力,并降低系统运行费用。     

多形态可控负荷参与风电消纳的荷源优化模型

针对我国大规模风电消纳受阻问题,提出了多形态可控负荷参与风电消纳的荷源优化模型。文章分析了多形态可控负荷参与调节对消纳受阻风电的影响,研究了多形态可控负荷的调节特性,并建立了可调节模型。在此基础上,分别建立了多形态可控负荷参与风电消纳的日前荷源电量优化模型以及日内功率优化模型,并综合日前、日内荷源优化模型,建立了多形态可控负荷参与风电消纳的荷源优化模型。采用该模型可深入挖掘多形态可控负荷的互补调节能力,提高风电消纳水平。通过算例验证了该荷源优化模型的可行性和有效性。     

储能装置在多能流系统中的作用分析

为了探究储能装置在多能流系统中的作用,构建了耦合风能、太阳能的有储能装置与无储能装置的两种多能流系统。建立了在晴朗的夏季典型日,系统24 h运行费用最小为目标函数的优化调度模型,以某工业园区为研究对象,进行了优化分析,并以此为基础,对比分析了两种系统在典型日运行费用、可再生能源消纳率、各时刻允许源荷波动的范围大小等几个方面的差异。最后,采用蒙特卡洛模拟法,对比研究了负荷不确定性对两系统典型日最小运行费用的影响大小。结果表明,有储能系统可以节约运行费用、消纳更多的可再生能源、在大部分时刻允许源荷两侧的波动范围更大,典型日最小运行费用受负荷不确定性影响较小。     

考虑风电消纳的电热联合系统多源协调优化运行

为解决中国"三北"地区风电消纳问题,从提升电力系统调节能力的角度出发,通过在供热侧配置储热、供电侧配置抽水蓄能,与常规机组共同参与电网优化调度,形成电热联合系统多源协调运行的调度模式。在研究电热负荷与风电出力分布特性的基础上,深入分析电热联合系统多源协调对风电消纳的影响机理,以风电消纳电量最大和系统运行成本最小为目标建立电热联合系统多源协调优化模型,并采用多目标和声搜索算法对模型进行求解。以6节点系统为例验证了模型的有效性,结果表明电热联合系统多源协调运行可有效降低系统运行成本,提高风电消纳水平。     

基于高比例新能源消纳的抽水蓄能容量多时间尺度迭代优化配置模型

针对高比例新能源接入的消纳问题,提出一种抽蓄容量多时间尺度迭代优化配置模型。其中外层模型从年时间尺度出发,生成基于全寿命周期的抽蓄投资配置容量方案集;进而内层模型从小时级时间尺度出发,基于典型源荷场景,考虑抽蓄运行效率,以系统运行成本最优为目标优化各机组的出力水平,求取配置方案的最优运行成本;通过内外层交替迭代,以抽蓄投资和系统运行成本综合最优为目标对抽蓄的配置容量进行优化。最后以IEEE 10机系统为例验证了模型的有效性。     

考虑光热电站调节特性的可再生能源系统优化调度北大核心CSCD

风电的随机性与波动性导致电力系统供应侧可调度性降低,因而弃风限电现象严重。文章基于光热电站的调节特性,提出含光热电站和抽水蓄能的全可再生能源系统优化调度模型,实现负荷全部由可再生能源供电的调度模式。模型以系统运行总成本最低为目标,综合考虑风电预测的不确定性和各发电单元出力约束,应用CPLEX进行求解。最后,仿真算例验证了模型能够促进电力系统清洁低碳发展,同时提高了风电消纳。     

需求侧管理参与的孤岛型微电网多目标优化调度

分析了MG中分布式电源的功率特性和需求侧响应的基本理论与相关政策,并建立了DG的数学模型和基于负荷分类的DR模型;综合考虑微源的出力成本、需求侧管理成本和环境治理费用,建立了考虑需求侧管理的多目标微电网优化调度模型,引入不同的孤岛微电网运行评价指标评价DR对微电网经济性、环保性以及可靠性的影响,并选择不同的场景分析验证。采用改进粒子群算法优化外点法对规划问题进行求解,在将约束条件纳入目标函数的同时,尽可能避免求解规划时陷入局部极值的问题。算例分析表明,通过考虑需求侧管理,可以增加可再生能源的消纳,减轻负荷高峰时段的供电压力,缓解孤岛系统供电不足的问题,并有效提高微电网的整体效益。     

电力市场环境下考虑投标决策的微电网运行鲁棒优化

文章研究了微电网在电力批发市场的投标决策问题,旨在满足自身供电可靠性的前提下,达到运营经济性的最大化。微电网既可作为售电主体,也可作为购电主体参与电力批发市场的交易,并通过考虑其中的可再生能源和负荷的不确定性,构建了微电网日前市场投标和运行决策的两阶段鲁棒优化模型。在模型的第一阶段,微电网运营商评估其发电能力和负荷的情况下,确定了日前市场的投标量;在模型的第二阶段,微电网运营商根据其日前市场的投标量进行优化运行。为了简化模型求解,将两阶段鲁棒优化模型转化成等价的二次规划模型,采用Matlab/CPLEX软件对模型求解。算例结果显示,文章所提出的模型实现了微电网运营商投标与运行的协同优化,提升了微电网运营商的经济性,验证了该模型的有效性。