电力市场中发电容量充裕性评估方法及保障机制

随着电力市场化改革的推进和可再生能源占比的提高,如何评估并保障系统发电容量充裕性成为确保电力可靠供应的重要问题。文中提出一种可以定量计算每台发电机组充裕容量和系统发电容量充裕度的方法,从而评估机组可靠性价值和系统发电容量充裕性水平。基于发电容量充裕性评估方法和边际成本定价原理,设计一种发电容量充裕性保障机制。容量电价根据年度峰值负荷期间运行的边际机组的投资成本确定,充分考虑机组实际发电能力及系统实际需求来核定补偿容量,从而帮助发电企业在计划投资回收期内回收固定成本,保障系统发电容量充裕性。算例仿真验证了所设计的机制的有效性和适应性。     

满足充裕性指标的电力系统可接纳风电容量评估

立足于风电功率的统计特性,提出一种计及充裕性指标的系统接纳风电能力的评估方法.该方法基于历史的运行数据进行统计,通过模拟计算不同风电容量、储能容量下系统的调峰不足概率、调峰不足期望、发电不足概率以及发电不足期望4种充裕性指标,评估满足给定充裕性水平下的系统可接纳风电的容量.此外,提出一种含风、储系统的综合净负荷以及调峰需求的实用计算方法,基于双线性插值理论,建立了充裕性水平、可接纳风电容量、储能容量的函数关系,为风电容量、储能容量的规划设计提供了参考依据.最后,以实际电网接纳风电能力评估为例,对比了不含储能、含不同储能容量等多种情景下的风电接纳能力,对所提方法进行了分析和说明.     

电力系统有功和无功功率充裕度评估

无功功率与系统电压稳定及电压崩溃现象密切相关,其对系统稳定运行具有重要意义。然而,在传统可靠性评估中,很少计及无功功率的影响。文中分别从有功和无功功率两个角度对电力系统可靠性进行研究。在评估中,考虑了有功和无功功率短缺以及由于系统故障引起的电压扰动问题,在事故后采用三级切负荷技术来确定有功和无功功率对电力系统可靠性的影响,并找出最经济的方法来缓解网络参数越限问题。     

电力系统短期运行充裕性评估及决策

大量随机波动性电源接入给电力系统运行充裕性带来了显著影响,如何准确评估运行充裕性以及基于运行充裕性进行调度决策是新能源电力系统运行面临的新问题。以风电为例,同时考虑来自电源和负荷的双侧随机因素,将传统可靠性指标改进推广到短期运行充裕性评估中,并在此基础上提出了一个新的充裕性指标,对指标的数学含义和计算方法进行了讨论。以含风电电力系统的机组组合为例,研究所提指标在短期运行充裕性决策中的应用。算例首先对RBTS系统进行了运行充裕性评估,其次给出了所提充裕性指标约束下的机组组合方案。结果表明,所提指标能够更准确地刻画随机因素对系统运行充裕性的影响,基于充裕性指标的机组组合决策能够给出不同充裕性水平下的机组启停方案和出力计划以及对应的系统充裕性量化值。研究成果为随机波动性电源大规模接入电力系统的短期运行充裕性问题提供了一套评估指标和评估方法。     

新型电力系统下多元资源发电容量充裕性评估与保障机制

为了适应新型电力系统下容量资源多元化新趋势与投资激励新要求,针对中国发电容量充裕性保障机制建设问题,构建了考虑源储荷多元资源的容量补贴价格机制与容量评估方法。首先,基于边际发电成本理论,揭示了纯电能量市场“缺钱问题”与容量定价原理,提出容量补贴价格制定方法,引入容量调整系数有效激励投资。然后,紧密结合源储荷资源为系统峰荷容量提供支撑的不同特征,建立风光水可再生电源和新型储荷主体有功出力与调度模型,与两态法融合构建各类元件模型,采用序贯蒙特卡洛模拟建立了多元化资源充裕容量的可靠性评估方法。在此基础上,提出分类差别实用化评估方法,克服风光储荷传统评估方法的缺陷,较为科学地反映各类资源对容量支撑的实际贡献,兼顾计算简单透明。最后,算例验证表明,该机制能够实现公平补偿,提供科学的发电投资信号并确保回收,保障发电容量充裕与电价稳定,并且实用化评估方法较好平衡了评估精度与政策实施间的关系。     

组合电力系统概率安全性与概率充裕性综合评估

概率安全性与概率充裕性评估是组合电力系统可靠性研究的两个方面。由于建模的复杂性和巨大的计算量,二者在过去一直是分开研究的,这样造成所得的两类指标缺乏可比性和统一性。本文将二者协调统一在同一框架内,提出了一整套综合评估风险指标,建立了完整的基于序贯蒙特卡罗仿真的发输电合成系统可靠性综合评估新体系。算法结合自组织映射网络和合并相同系统状态加速计算技术,并在安全性评估中考虑了不对称故障等多种故障模式对可靠性指标的影响。对IEEE标准可靠性测试系统进行计算分析,结果表明所提算法可行有效。     

高比例新能源电力系统灵活性资源充裕性评估分析

随着我国实现双碳目标的提出,未来会有更高比例的新能源接入电网。提出了一种用于对含高比例新能源的电力系统灵活性资源的充裕性进行评估的分析方法。所提出的灵活性资源的充裕性指标可以根据净负荷变化的周期曲线特征来评估灵活性容量需求与运行备用需求的关系。所提周期曲线模型可以表示净负荷变化量和变化率的发生概率。因此除了可以评估含高比例新能源的电力系统的充裕性外,还可以评估灵活性资源的充裕性。最后,通过模拟典型的电力供需平衡场景对所提方法的指标进行了仿真验证。     

基于时序和随机风速模型的含风电场发电系统充裕性评估

建立基于蒙特卡洛模拟(MCS)的含风电场发电系统可靠性评估模型,包含时序和随机风速模型的建立及序贯和非序贯蒙特卡洛模型的建立,并把该模型应用到RBTS测试系统中。由不同风速模型和不同MCS方法构成4种组合可靠性评估模型,本文分析4种组合模型的系统缺电概率LOLP、缺供电时间期望LOLE、期望缺供电量EENS、可靠性指标,并确定时序和随机风速模型及序贯和非序贯MCS方法对系统充裕性的影响,同时分析了风电场装机容量、系统峰值负荷等因素对系统充裕性指标的影响。     

基于改进标准钟方法和全时域仿真的电力系统安全性评估

在电力市场环境下，系统的安全性越来越受到人们的关注，但传统的可靠性评估方法可能难以发现系统运行中真正的危险所在。该文提出了一种基于改进标准钟方法(ISC)和全时域动态仿真的安全性评估方法，并采用双概率指标作为电力系统的安全性测度。仿真实践和结果说明了仿真方法的可行性及有效性，该仿真不仅能体现系统连续动态过程(如故障链锁演变)，而且可以相对独立地评估出2个安全性指标。最后还基于仿真结果对复杂大系统中存在的所谓幂律(Power Law)在电力系统中的存在性进行了适当的分析。     

基于条件风险价值的电力系统短期充裕性决策

风电出力的随机性及电动汽车充、放电的不确定性给电力系统运行带来了很大风险。如何从运行的角度度量该风险以及从风险角度对系统运行进行优化决策是当前面临的新问题。该文考虑电源与负荷的双随机性,定义了电力系统短期充裕性指标:动态风险备用(dynamic reserve at risk,DRaR)和动态条件风险备用(dynamic conditional reserve at risk,DCRaR),并给出了其计算方法;以最大化DCRaR为目标,建立了电力系统短期充裕性多阶段决策模型,实现了在购电成本约束下,电力公司购买不同类型电源的配比决策和电动汽车调度方案优化;仿真分析了风电接入、购电成本以及电动汽车充电模式对系统短期充裕性的影响,结果证明了所提指标和模型的合理性。     

基于改进CatBoost的电力系统暂态稳定评估方法

在实际电网的运行过程中,通过同步相量测量单元实时采集到的电网动态参数通常含有部分噪声,且有时会因通信故障造成数值的随机缺失,对基于人工智能的电力系统暂态稳定评估模型造成很大影响.为此,提出一种基于改进CatBoost的暂态稳定评估方法.通过分箱算法对输入特征数据进行离散化处理,提高模型对噪声的鲁棒性;采用加权的焦点损失函数代替交叉熵损失函数,提升模型的可信度并减少模型对失稳样本的漏判;将量测数据部分缺失的样本划分到单独的节点中继续建模,从而充分挖掘不完整样本中的暂态信息.在新英格兰10机39节点上的实验结果表明,所提方法的准确率和查全率均优于其他几类机器学习算法,而且所提方法对噪声和数值缺失表现出良好的鲁棒性且具有较快的训练速度和预测速度.     

基于交叉熵的蒙特卡洛法在发电系统充裕度评估中的应用

针对传统蒙特卡洛法对稀有事件的敏感性等问题,提出了一种基于交叉熵的蒙特卡洛法,将其应用于发电系统充裕度评估中。基本思想是使用重要抽样密度函数,通过求解最优问题获得该函数的最优参数,从而提高传统蒙特卡洛法的抽样效率。最后使用可靠性测试系统IEEE-RTS以及修改后的测试系统对提出的方法进行验证,将仿真结果与使用传统蒙特卡洛法得到的结果进行比较,表明该方法在保证评估精度的基础上大大提高了计算速度。     

基于改进蒙特卡洛混合抽样的含风光电力系统风险评估

强随机性和不确定性风电、光伏的接入使得电力系统运行变得更加复杂,全面高效评估含风光电力系统运行风险尤为必要。首先,针对传统蒙特卡洛方法在电力系统风险评估中计算效率较低的问题,结合全概率抽样、等分散抽样和自适应重要抽样的思想,提出一种基于改进蒙特卡洛混合抽样的风险评估方法。然后,计算系统的失负荷风险、电压越限风险、支路越限风险和稳态频率越限风险,并采用三层评估指标体系评估系统的运行风险。最后,以改进IEEE-RTS79系统和西北某省实际系统为例,验证了所提方法的有效性和准确性。并分析风光不同的接入位置、接入容量、接入比例下的系统风险情况,其结果可为电力系统运行及规划提供参考信息。     

基于系统辨识的电力系统惯量在线评估改进方法

虽然基于系统辨识的惯量在线评估方法可以在线评估电力系统惯量,但是目前无法确定最佳的模型阶次,导致误差较大.为提升惯量在线评估的准确性,首先对电力系统正常运行条件下的实测数据进行信号预处理,防止噪声信息造成的过拟合现象,以提高抗噪声扰动能力.其次将发电机的有功功率变化量作为输入,频率波动作为输出,利用AIC准则确定系统辨...     

基于改进Chord法的电力系统连续潮流计算新方法

连续潮流计算是电力系统研究静态电压稳定和传输能力应用的重要工具,但临界点处的奇异性制约了连续潮流计算的应用和发展。因此,解决好临界点病态问题是更好应用连续潮流的关键。应用改进Chord法处理连续潮流问题中临界点处的计算,能够快速计算该点处的解,收敛速度快,达到二阶收敛。不用扩展原雅可比矩阵,因此不需要担心原系统中的非奇异点变为系统扩展雅可比矩阵的奇异点问题,使计算过程更为简单。应用线性化方法预测连续潮流计算方向,整个计算过程简洁方便。在计算及分析中与扩展潮流计算方法进行比较,体现了所提Chord法简洁、高效的优点。不同工况下,IEEE39和IEEE57节点系统仿真算例结果表明,所提模型和方法能够快速有效地计算连续潮流和临界点处的奇异解,有着很好的精确性和鲁棒性。     

基于支持向量机综合分类模型和关键样本集的电力系统暂态稳定评估

为了提高支持向量机(Support Vector Machine, SVM)的分类性能,提出了根据关键样本集构造的SVM综合分类模型进行电力系统暂态稳定评估的方法。给出了基于不同特征量的SVM综合分类模型的构建方法、关键样本集的产生方法以及基于综合分类模型和关键样本集的SVM分类步骤。采用3机9节点典型算例和某省级电网算例进行分类效果分析。分析结果表明,所提出的基于SVM综合分类模型和关键样本集的方法,相较于传统SVM方法,大幅度减少了将不稳定样本判定为稳定的漏分类数,提高了SVM方法的实用性。所提出的基于关键样本集构造分类模型的思路对于其他数据挖掘方法也有一定的借鉴意义。     

基于RAMSES的特高压电网可靠性充裕度评估

以浙江电网2015年规划方案为例,分别进行了特高压接入前后的充裕度评估。介绍了可靠性评估软件RAMSES。运用该软件分析了3种典型1 000 kV变电站电气主接线的可靠性指标(年停电频率、停电时间、可用率等),发现双断路器接线方案可靠性最高。通过计算各主要负荷点的电力不足时间期望和频率发现电网的可靠性薄弱环节,增加该地区的机组事故备用容量。通过建设特高压电网,浙江省网电力不足概率由原来的0.000 2降低到了0.000 04,提高了可靠性水平。     

基于模糊综合评判理论的电力信息系统安全风险评估模型及应用

提出一种基于模糊综合评判理论的信息系统安全风险综合评估模型与方法,实现量化信息系统安全风险的目标。通过确定信息系统的安全风险因素集、指标集以及因素的权重系数集,建立安全风险模糊综合评估矩阵,并应用于电力信息系统Web组件的安全风险评估。电力信息系统受到来自系统本身、外部环境以及人为和自然界的安全威胁, 应用建立的信息系统安全风险评估模型定量计算电力信息系统Web组件的安全风险值,为系统管理与使用部门采取相应的防护技术和管理措施提供理论依据。     

不确定条件下日前购电计划的风险评估方法

随着电力市场体制改革的不断深入和全面实施,电网企业在市场环境下面临的不确定性风险日益突出。为了在保障电网安全运行的同时提高企业效益,日前购电计划的风险评估就显得尤为重要。在概率性负荷预测的基础上,提出了对既定的日前购电计划在不确定条件下进行风险评估的方法。该方法通过预估或模拟实时市场的电价波动情况,分别从全局及局部两个角度对购电计划面临的风险进行分析和评估,进而对多个可行的购电计划进行风险意义上的排序和筛选。结合IEEE24节点系统对该方法的有效性和实用性进行了验证。提出的方法更加深刻地揭示了既定购电计划的经济性、风险性及对不确定条件的适应性,为日前购电计划的风险评估提供了一种可行的新思路。