CVaR和EVaR安全运行风险管理下的电力系统经济调度

针对风能入网给电网安全稳定运行带来的影响,基于风险管理方法和随机优化建模理论构建了考虑线路安全风险约束的经济调度模型。为了量化和限制风电随机性对系统安全性的影响,分别采用条件风险价值(conditional value-at-risk,CVaR)和熵风险价值(entropic value-at-risk,EVaR)来刻画电网的安全裕度,通过对安全裕度指标进行风险裕度门槛值限制作为系统的安全风险约束,并运用随机模拟方法将系统安全风险约束转换为确定性的凸约束形式。最后通过对IEEE 30节点的数值仿真验证了模型的合理性和方法的有效性,综合比较了不同安全裕度和置信水平下的调度结果以及两种安全裕度风险价值刻画方法的差别。     

风电出力偏差成本及其条件风险方法的电力经济调度

含风电电力系统调度中风电实际出力与其计划出力间存在一定的偏差。计划出力过高则需调用系统备用,从而产生高估后的偏差成本;计划出力过低则会出现弃风,从而产生低估后的偏差成本;将风电计划出力费用和高估低估的偏差成本计入目标函数,以火电机组出力、风电计划出力为控制变量,风电实际出力为随机变量,采用条件风险方法(Conditional Value-at-Risk,CVaR)处理带有随机变量的函数,构建了目标函数含风电出力偏差条件风险值的电力系统经济调度模型。对于条件风险方法中概率密度函数难以解析表达的问题,采用蒙特卡罗模拟和解析法相结合,使计算求解简便快捷。通过IEEE 30节点系统仿真表明:该方法可有效解决含风电系统经济调度问题;与传统调度模型相比,总成本费用更低。     

考虑可中断负荷与阀点效应的电力系统安全经济调度

由于风电并网给电力系统可靠运行带来新的挑战,针对风电波动性与随机性的特点,在考虑系统安全性和可靠性的基础上,研究含风电场的电力系统安全经济调度。基于条件风险约束安全经济调度模型,分别建立考虑可中断负荷和阀点效应的条件风险约束安全经济调度模型,以IEEE-14节点为计算实例,测试模型的有效性。算例结果表明,将可中断负荷补偿成本和发电机组阀点效应成本计入传统的经济调度模型中符合系统的实际运行,在新建立的模型中考虑可中断负荷和阀点效应因素使原模型更具实际意义和应用价值。     

基于α-超分位数约束的含光伏电站电网安全经济调度

针对光伏发电的间歇性和随机性的特点,构建了含光伏电站的电力系统安全经济调度模型。该模型利用α-超分位数理论度量在光伏发电并网后系统的不确定性风险,构造了风险函数约束,并采用蒙特卡罗模拟解析法进行计算,得到了不同α值及其风险下的电网安全经济最优调度结果。该模型可将线路安全性与光伏发电随机性联系起来,提高了系统运行的安全性和经济性的效果。计算结果验证了该方法的合理性和优越性。     

计及条件风险价值的含储热光热电站与风电电力系统经济调度

含储热的光热电站是一种可调度的可再生能源发电技术,其接入系统为实现高比例可再生能源消纳提供了新的技术手段。利用含储热光热电站可控的出力特性,以削减接入大规模风电后调峰问题带来的影响。考虑到风电和光照功率的不确定性会带来调度运行风险的增加,借鉴金融领域风险管理的概念,引入条件风险价值(CVaR)来度量不确定性因素给调度运行带来的风险损失,并以系统总调度成本和风险成本最低为目标,建立计及CVaR的含储热光热电站和风电的电力系统经济调度模型。采用IEEE 39系统对模型进行仿真分析,并探讨了不同风险系数、储热容量对优化调度结果的影响。     

计及源荷储综合灵活性的电力系统日前优化调度

充分利用灵活性资源的调节作用能够有效平抑风电的随机波动,提高风电接纳能力。提出一种计及源荷储综合灵活性的电力系统日前优化调度方法。分析了电力系统灵活性需求及源荷储灵活性供给特性,综合考虑系统运行灵活性概率平衡特性;基于条件风险价值(CVaR)度量灵活性不足给电力系统带来的风险损失,将CVaR融入目标函数以优化分配有限的灵活性资源;构建了计及灵活性的随机优化调度模型。以IEEE 39节点系统和实际区域电网为算例验证了所提方法和模型的可行性、有效性。     

含积分风险的电网经济调度研究*

随着大规模风电机组的并网运行,风电的随机性和不确定性给含风电的电网调度带来新的挑战和要求。为了在电网调度中降低风电的随机性影响,本文首先通过对风电功率进行统计分析采用逐时分析的方法来绘制风电机组的功率频率曲线,得到动态的风电功率密度分布函数。然后将该分布函数引入到电网调度中,建立含积分风险的电网调度模型。为了解决求解该调度模型的优化问题了,本文引入遗传算法对骨干粒子群算法进行改进,提出了改进的骨干粒子群算法。最后通过IEEE30系统对本文模型进行了验证,并对含风电电网调度的风险和成本进行了分析。     

基于CVaR的风电并网发电风险效益分析

为解决大规模风电并网对电力系统稳定运行的影响和分析风电并网的经济效益,把条件风险价值（CVaR）作为风险计量指标,建立了风电场并网容量的模型。该模型考虑风速的随机变化及风险,并可通过线性优化简单求解。综合考虑风电的收益及成本,建立风电效益模型,得到不同风速和风险下的并网容量及经济效益。CVaR方法避免了机会约束规划等传统方法的繁琐计算,能方便求解出并网容量从而获得可靠的经济效益。利用IEEE-14节点系统进行仿真计算并对结果进行比较,验证了该方法的可行性。     

计及网络安全约束的含风电场电网经济调度

风电作为一种无污染,零排放的新能源发电,引起了世界各国的关注,然而风能固有的随机波动性,使得风电的预测面临极大的挑战,充分考虑了风电及负荷不确定性下,对预测的误差做出合理的惩罚,以输电线路有功负载的风险度作为衡量网络的安全指标,利用CVaR(Conditional Value-at-Risk)理论描绘网络所面临的风险,采用蒙特卡洛模拟方法,将风险函数离散化,构建了计及网络安全约束的含风电场电力系统风险限制调度模型。通过对IEEE14节点系统的算例进行了计算和分析,表明所提出方法的优点,得出的结论验证了所构建的调度模型具有合理性和实用性。     

计及风电不确定性的电网日前调度CVaR模型

为了研究风电出力不确定性对电网日前调度的影响,首先利用机会约束描述风电场的出力,然后将提出的电网日前调度函数和相关约束,融入到条件风险价值模型中,建立电网日前调度的条件风险价值模型,并通过基于单纯性和差分进化算法的混合对模型进行求解,分析不同置信度下风电场出力、电网日前调度的机组出力,以及在不同风险接受度下电网日前调度的条件风险值,比较所提出的混合算法的优越性。仿真案例证明所提出模型的正确性,表明风电场出力的置信度越低,系统所接受的风险度越高,所对应的条件风险值越大,这为电网的系统操作人员提供了决策支持。     

计及条件风险成本的含EH-CSP电站多源发电系统优化运行

随着风电场接入电网的规模不断扩大,风电出力的不确定性给电力系统调度带来巨大的挑战.利用太阳能光热发电(concentrating solar power,CSP)良好的调节能力以及电加热装置(electric heater,EH)的风电消纳能力,平抑风电出力的波动性,并采用条件风险价值(conditional valu...     

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。     

考虑广义储能和条件风险价值的综合能源系统经济调度

储能设备能够提高清洁能源利用率、减少系统运行成本,但传统储能由于价格昂贵限制了其本身的发展。为了充分发挥储能在综合能源系统中的优势,将需求响应、热惯性、电储和热储整合为广义储能(Generalized Energy Storage, GES)资源进行统一协调调度。另外,由于风电具有很强的不确定性,通过k-means方法聚类得到风电的典型出力场景。在充分考虑各种设备运行约束的基础上,采用条件风险价值(Conditional Value at Risk, CVaR)量化风电不确定性带来的收益风险,构建了计及CVaR的综合能源系统经济调度模型。最后,在Matlab环境下调用Cplex求解器验证了所提模型的有效性。     

考虑广义储能及光热电站的电热气互联综合能源系统经济调度

为解决以可再生能源为主体的多元化低碳供能问题,引入光热电站充当热电联产机组,综合考虑将电储能、储热系统、储气罐与负荷侧灵活资源视为广义储能,充分发挥电热气灵活耦合与多能互补特性,提出了一种电热气互联综合能源系统(EHGIES)经济调度方法.首先,构建EHGIES结构,并建立主要设备模型.然后,以系统运行成本最小为目标,建立了EHGIES常规调度模型.在此基础上,考虑不确定性因素,采用条件风险价值理论描述系统的运行风险,建立了EHGIES经济调度模型.最后,通过仿真验证了所提方案的可行性与有效性.     

考虑条件风险价值和阶梯碳交易的综合能源系统优化调度

为进一步提升综合能源系统环境效益,减少新能源出力不确定性所带来的潜在风险,提出了计及条件风险价值(conditional value at risk, CVaR)以及阶梯碳交易的综合能源系统优化调度模型。考虑到系统风电和光伏出力不确定性可能带来的影响,采用条件风险价值量度不确定性带来的潜在风险,并将碳捕获技术、电转气设备以及阶梯式碳交易机制引入系统调度模型,构建了综合考虑系统运行成本和碳交易成本的优化调度目标函数,由于所建立模型为混合整数规划问题,采用CPLEX求解器进行求解,设置4种场景进行验证分析,算例表明所提模型可有效减少二氧化碳排放,在兼顾经济性和环境性的同时引入CVaR,可避免由于忽略风光不确定性所带来的较为乐观的调度结果,使系统最终调度结果更为合理。     

考虑需求响应与光热电站参与的多源系统优化经济调度

针对新能源消纳及电力系统经济调度问题,提出了一种考虑需求响应与光热电站参与的多源系统优化经济调度方法。首先,建立了需求响应及光热电站模型。然后,引入价格型需求响应(Price-based Demand Response, PBR)、激励型需求响应(Incentive-based Demand Response,IBR)及光热电站参与多源系统调度,并将条件风险价值理论(Condition Value at Risk, CVaR)引入目标函数中刻画不确定性因素引起的系统运行风险,建立了多源系统优化经济调度模型。算例结果表明:协同实施多种需求响应具有更好的削峰填谷效果,引入光热电站配合火电机组可以提高系统消纳深度。条件风险价值理论可以有效反映不确定性引起的系统风险水平,为管理者提供调度决策依据。     

电力市场下风电电力系统旋转备用风险-成本模型

为了量化风电出力的随机性和波动性对电力系统备用容量的影响,利用条件风险价值方法,在电力市场环境下构建了包含了常规机组的运行成本、排污成本、期望停电成本、旋转备用成本在内的风电电力系统旋转备用的风险-成本模型,在Matlab环境下利用量子差分进化算法对模型进行求解,通过仿真分析了量子差分进化算法的优势、不同风险水平对系统上下旋转备用容量的影响,以及不同置信度下系统总的运行成本和条件风险值,得出了风险水平越高(对风电的态度愈保守),系统的上下旋转备用越小,而系统的上下旋转备用容量的置信度增加,系统总的运行成本和CVa R值则降低的结论。     

考虑碳捕集与CVaR的电力系统低碳经济调度

碳捕集电厂能够实现高碳火电的低碳化，是降低碳排放的有效举措之一。伴随着风电渗透率的不断增加，且风电出力具有间歇性等特点，给电力系统带来巨大的调峰压力。通过综合灵活运行碳捕集电厂中的溶液存储设备进行“能量时移”，以解决系统接入大规模风电所造成的调峰问题。同时考虑到风电的随机性会增加调度运行中的风险，引入金融风险管理方法中的条件风险价值(conditional value-at-risk, CVaR)对调度运行中的风险成本进行度量，以系统运行经济性最高为目标，建立计及CVaR含碳捕集电厂与风电电力系统的综合低碳优化调度模型。通过仿真算例证明了所提模型的可行性，在有效降低系统的碳排放与运行风险的同时保证系统经济性最优。