可再生能源激励制度下的低碳经济电源规划

可再生能源发电技术的应用会对CO2减排产生积极作用,然而由于其不够成熟,因此出现高投资成本和低投资回报率的问题。为鼓励可再生能源发电技术的发展,电力行业提出了多种激励措施。将绿色证书交易机制和碳交易机制引入到电源规划模型中,考虑规划期内系统收益、投资成本以及运行成本,建立了以规划期内系统净收益最大为目标的低碳经济电源规划模型,在传统约束条件的基础上,增加了可再生能源配额、出售或购买绿色证书数量和碳交易量等约束条件。利用离散细菌群体趋药性算法(discrete bacterial colony chemotaxis algorithm,DBCC)进行优化求解,对低碳经济电源规划与传统电源规划优化结果进行了对比分析,并在不同碳税水平、不同碳排放限额、不同可再生能源配额比例3种情况下进行了灵敏度分析。算例结果验证了上述模型和算法的合理性。     

考虑能效电厂的供需资源组合优化模型

能效电厂作为一种新型的需求侧资源具有规模大、易操作等特点,在综合资源规划中更能体现需求侧资源的作用。文中在现有研究成果的基础上进行了拓展,并提出了将能效电厂与供应侧资源同等纳入电源规划的混合整数规划模型。利用该模型可以计算出满足一系列约束条件的规划期装机顺序和各时段的机组出力以及优化方案的装机容量、固定成本、运行成本和污染物排放量等指标。最后通过算例验证了该模型的有效性。与传统优化方案相比,考虑能效电厂的优化方案具有更好的经济性和环境效益。     

计及能效电厂优化配置的输电系统两层规划

提出能效电厂优化配置原则.以两层规划理论为基础建立计及能效电厂优化配置的输电系统两层规划模型,上层模型以输电系统投资和能效电厂投资的总成本最小为目标,下层模型以能效电厂投资成本最小为目标,上下层之间存在交互作用,最终由上层决策获得输电系统规划方案.采用遗传算法和原对偶内点法相结合的混合算法对所建的输电系统规划模型进行求解.18节点和46节点系统算例结果证明了所提模型和算法的可行性与有效性.     

基于加强电源侧管理的能效电厂建设研究

在分析了我国发电企业能源消耗的现状的基础上,用能效电厂的理念,提出通过加强电源侧管理也可以实行能效电厂建设．通过对发电企业实施节能减排监管,从而达到与建设电厂异曲同工的效果。提出加强电源侧管理的具体措施,并以广东省、江苏省为例分析了实行能效电厂建设的效果和发展潜力。     

计及随机模糊双重不确定性的源网荷协同规划模型

为应对电源与电网规划建设脱节导致的"弃风"等问题,文中提出一种将电源电网协同规划的模型。同时,鉴于需求侧在电力供需平衡中的潜力,将电力需求侧的能效电厂也纳入电力规划统筹考虑,提出了源网荷协同规划的概念与模型。另外,针对风电等新能源发电给电力系统带来的不确定性,从随机性和模糊性两个角度予以分析和建模,并在源网荷协同规划模型中计及双重不确定性。最后,通过IEEE 30节点系统的算例应用,表明该模型能够有效协调电源与电网的规划建设方案以及能效电厂项目的开展,实现系统总成本最小化,并可合理确定风电机组建设规模,保障资源优化利用。     

考虑需求响应虚拟机组和碳交易的含风电电力系统优化调度

在智能电网和低碳电力的背景下,提出一种考虑需求响应虚拟机组和碳交易的含风电电力系统优化调度模型。首先,将需求侧资源分为可调度资源和不可调度资源,在可调度资源中分别建立了价格需求响应虚拟机组和激励需求响应虚拟机组模型,并分析了两种虚拟机组的运行特点;其次,在优化调度模型中引入碳交易,并提出系统碳减排目标的概念及阶梯型碳排放权价格,分析其对碳排放量的制约情况。在此基础上,引入功率平衡约束、机组出力及爬坡约束、虚拟机组运行约束等,建立了以碳交易成本、火电机组发电成本和虚拟机组运行成本为目标的新型低碳经济调度模型,采用细菌群体趋药性(BCC)算法对模型进行求解。通过仿真算例对不同场景下系统的风电消纳情况和系统的综合运行成本进行了分析。算例结果验证了模型及求解方法的可行性及优越性。     

计及分布式电源的配电网规划研究

首先介绍了分布式发电(DG)技术的概念,在此基础上系统地分析了DG对配电网规划的影响,接着阐述了含DG配电网规划的分类,提出了以投资和运行总费用最小为目标函数的含DG配电网规划的数学模型,最后介绍了求解该数学模型的各种优化算法。     

计及负荷不确定性的电网参数分析和优化

考虑负荷需求具有不确定性,采用最近邻聚类和区间分析法处理导线和变压器优化选型中的不确定性问题。针对牛顿–拉夫逊潮流计算中节点导纳矩阵的特点,简化了损耗对网络参数的灵敏度公式,进一步推导了损耗对导纳参数以及适用于三相变压器的灵敏度公式,提高了计算的速度和精度。根据线路和变压器的灵敏度区间值,给出了区间形式的目标函数,采用离散细菌群体趋药性优化算法进行优化选型。算例结果验证了该算法的有效性。     

能效电厂项目的节电潜力优化模型

用户侧开展能效电厂项目是电力行业实现可持续发展的一项重要内容。针对能效电厂改造措施量大面广的问题,使用节电潜力分析流程来帮助用户系统地规划改造的相关工作。在节电潜力分析的基础上建立了节电潜力优化模型,模型从节电量和移峰填谷两个方面对能效电厂项目的节电潜力进行计算,通过措施的优化组合实现节电潜力的最大化。采用改进的粒子群算法实现对节能潜力模型的优化求解,并通过算例分析验证了模型的有效性。     

基于改进BCC算法的含微电网的配电网网架规划

在分析MG发用电特性对配电网网损和用户供电可靠性的影响效应的基础上,建立了计及上述影响效应的含MG的配电网网架柔性规划模型。尝试将细菌群体趋药性（BCC）算法应用于模型求解;为解决布尔困境问题,提出基于sigmoid函数的策略;针对迭代过程中产生的不满足辐射条件的不可行解,提出基于操纵子理论的判断修复策略,实现对孤岛、孤链和环网的一次性修复。最后,IEEE54节点算例验证了模型的适用性以及改进BCC算法应用于含MG配电网网架规划的有效性和可行性。     

Least cost generation expansion planning with wind power plant incorporating emission using Differential Evolution algorithm

Generation Expansion Planning (GEP) is a challenging problem as both the supply and the demand for energy have temporal and spatial variations. It also involves the integration of system elements with a complex mix of alternative candidate plants having different physical and production capabilities and characteristics. The integration of all such elements in a system framework makes the GEP a large-scale, long-term, non-linear, mixed-variable mathematical modeling problem. The accurate solution of such realistic models is essential to create an efficient and economic power system.The aim of this study is to determine the GEP for the candidate system, integrating all critical system elements leading to the formulation of a realistic mathematical system and the employment of GEP in the model solutions. It also demonstrates the effectiveness of DE algorithm in finding efficient solutions to the identified problem. The planning is carried out for two different planning horizons of 6 and 14 years. An approach, which is balanced, is adopted to understand the long term impact of wind additions by imposing Total Emission Reductions Constraints (TERC) and Emission Treatment Penalty Costs (ETPC) on the remaining portion of pollution. As the system is expected to get an increasing proportion of wind power plants in future, a special focus is given to study the impact of such increase. The resulting variations in different cost components including the emissions and the variations in reliability indices are also reported.     

电源规划模型及求解方法研究综述

对传统的电源规划模型结合需求侧管理、考虑环境保护和电力市场环境下的电源规划模型进行了详细的研究,总结了实施需求侧管理、环境保护对电源规划的影响和电力市场改革对电源规划的新要求,分析了各种模型中电源规划目标函数和考虑约束条件的不同。然后将电源规划问题所采用的求解方法主要分为数学优化方法和人工智能方法进行归纳,包括动态优化法、混合整数规划法、专家系统、模糊理论、遗传算法和人工神经网络等,对比了各种方法的优缺点。最后阐述了当前电源规划过程中尚待深入研究的问题。     

一种电力市场环境下的电源规划多智能体模型

电源规划一直是电力系统中重要问题之一。在电力市场环境下,这一问题更加复杂、迫切。针对这一问题,基于多智能体技术,提出了电力市场环境下发电集团电源投资规划模型。首先,构建了一个电力市场发电侧的双层优化架构,以实现市场竞价问题与电源规划问题相结合。其次,设计了发电集团、发电市场以及发电厂等智能体,并引入遗传算法、Q-learning算法完善各智能体寻优能力。通过算例验证了所建立的模型是可行的、有效的,可为电站建设决策部门提供有价值的参考。     

电力市场环境下大规模风电并网系统电源规划研究

考虑了清洁能源发电的低环境成本和较好的社会效益,提出了环境友好系数的概念,建立了机组的环境效益模型。构建了一种满足电力市场环境约束的,包含火电、水电、大规模风电等多种类型机组并网的电源规划模型。应用改进遗传算法对模型进行求解,并针对某区域电源规划进行了仿真计算。通过与传统电源规划方法的仿真计算结果进行比较,按模型规划,大大增加了风电等清洁能源发电机组的投入,充分体现了清洁能源发电的环境优势,同时使得国民经济总投入明显减少,取得了较好的经济效益。     

考虑碳交易收益和网损成本的发电权交易优化模型EI北大核心CSCD

随着“双碳”目标的提出,亟需完成电源结构调整和降耗减排的任务。提出一种考虑碳交易收益和网损成本的含新能源系统发电权交易优化模型,以推动各类发电厂商积极参与发电权交易。采用发电权日内多边协商交易模式,在降低交易偏差的同时提升交易效率并扩大规模;融合碳交易机制,构建风火、光火和火火多种发电权交易结构,充分挖掘各机组的减排潜力;基于功率分量理论计算交易前、后网损成本的变化,为网损费用的控制和结算问题的解决提供参考;以多边协商交易后综合收益最优为目标函数,考虑出力特性、系统安全等约束条件,建立日内发电权交易电量优化模型。改进的IEEE39节点系统仿真结果验证了所提模型的有效性。     

碳交易机制下计及用电行为的虚拟电厂经济调度模型

虚拟电厂(Virtual Power Plant, VPP)能够聚合发电侧的分布式能源以提高可再生能源消纳程度。由于可再生能源出力的不确定且成本缺乏竞争力,虚拟电厂在运营过程中往往存在弃风弃光现象。建立了一种碳交易机制下计及用电行为的虚拟电厂经济调度模型,使可再生能源能参与到碳交易中,并促进用户侧与发电侧的协同。针对该模型的双层性、非线性和半连续性,提出了一种综合线性逼近、KKT条件和透视变换理论的重构方法,将其转化为单层整数二阶锥模型实现求解。算例表明,促进可再生能源消纳有助于提高虚拟电厂的减排效益。同时,碳交易机制具有提高可再生能源消纳总量的能力,用户的响应则具有改善风能利用分布的能力,而采用合适的电价机制能够进一步发挥二者之间的协同效益。     

Generation expansion planning in electricity markets: A novel framework based on dynamic stochastic MPEC

This paper presents a novel framework for generation expansion planning (GEP) of restructured power systems under uncertainty in a multi-period horizon, which includes generation investment from a price maker perspective. The investment problem is modeled as a bi-level optimization problem. The first level problem includes decisions related to investment in order to maximize total profit in the planning horizon. The second level problem consists of maximizing social welfare where the power market is cleared. Rival uncertainties on offering and investment are modeled using sets of scenarios. The bi-level optimization problem is then converted to a dynamic stochastic MPEC and represented as a mixed integer linear program (MILP) after linearization. The proposed framework is examined on a typical six-bus power network, MAZANDARAN regional electric company (MREC) transmission network as an area of IRAN interconnected power system and IEEE RTS 24-bus network. Simulation results confirm that the proposed framework can be a useful tool for analyzing the behavior of investments in electricity markets.     

风-光-沼可再生能源分布式发电系统电源规划

为了有效提高风–光–沼混合可再生能源分布式发电系统的可靠性和经济性,首先研究分析了风、光、沼各发电电源特点以及该分布式发电系统结构特征,并以此为基础建立了其系统电源规划的优化目标函数和约束条件函数等数学模型。由于改进的自适应遗传算法使用最优保存策略进化模型的选择算子、改进的自适应交叉算子和变异算子,来获得较优的全局搜索能力和较强的鲁棒性,所以采用该遗传算法对此分布式发电系统电源规划进行优化运算处理。最后选取某负荷中心的300 kW负荷总量为对象进行风–光–沼混合可再生能源分布式发电系统的电源规划模拟优化求解,算例结果验证了该方法的可行性和有效性,而且对其它类型可再生能源分布式发电系统电源规划有一定的指导意义。     

能效电厂规划评估软件设计与实现简

基于节约电力电量分析、可避免成本分析原理,探讨并提出了能效电厂技术经济规划评估方法,实现了对能效电厂的综合评估。在此基础上,设计开发了能效电厂规划评估软件,并对江苏高等院校能效电厂案例进行了计算分析,验证了能效电厂技术经济规划评估理论的可行性,说明了能效电厂的技术经济特征。