市场条件下电力系统规划工作的探讨

随着我国电力市场改革的逐步深入,电厂与电网将彻底分离,随之成立的独立的发电公司和具有自然垄断地位的电网公司将和用户一起作为同等地位的市场参与者参与电力商品交易,这将会使电源规划和输配电网规划具有更多的不确定性因素,从而使电力系统规划工作变得更为复杂。首先概括介绍了市场经济条件下电力系统规划工作的新定位、新思路及其评价新准则,然后介绍了作为发电公司企业内部的电源规划和分布式电源的规划,最后介绍了市场条件下输配电网规划面临的不确定性因素和规划的新思路与新方法。     

市场条件下电力系统规划工作的探讨

随着我国电力市场改革的逐步深入，电厂与电网将彻底分离，随之成立的独立的发电公司和具有自然垄断地位的电网公司将和用户一起作为同等地位的市场参与者参与电力商品交易，这将会使电源规划和输配电网规划具有更多的不确定性因素，从而使电力系统规划工作变得更为复杂。首先概括介绍了市场经济条件下电力系统规划工作的新定位、新思路及其评价新准则，然后介绍了作为发电公司企业内部的电源规划和分布式电源的规划，最后介绍了市场条件下输配电网规划面临的不确定性因素和规划的新思路与新方法。     

混合输配电系统的分布式随机优化规划

高比例可再生能源渗透是未来电力系统一大重要特征,其使得输配电系统间的电力电量流灵活双向、物理耦合性增强。提出一种输配电系统的分布式随机协调优化规划方法。考虑可再生能源出力和负荷波动不确定性,利用分解优化建模理论,在满足输配电系统间交互信息一致性的前提下,将输配电系统联合优化规划问题分解为一个输电系统规划子问题和一系列配电系统规划子问题。对于配电系统规划子问题,基于配电系统潮流方程和约束松弛技术,构建配电系统规划的二阶锥规划模型。采用双层循环迭代的分布式优化算法对所建模型加以求解。分别从输、配电系统层面,通过算例对比是否考虑输配电联合下的系统规划方案验证了所提方法的有效性。     

电力市场环境下电网规划的若干问题研究

总结了国内外电力市场环境下的电网规划体制、电网投资体制、输电电价体制,分析了电力市场下电网规划中遇到新的问题和挑战,特别是市场条件下的不确定性因素,总结和归纳了市场条件下解决电网规划问题的新模型和新方法,最后提出了市场条件下电网规划问题仍需进一步解决的问题。     

基于交替方向乘子法及最优潮流的输配电网协调规划方法

输配电网间的交互愈加紧密,因此在规划中考虑两者间的协调关系是十分必要的。对此,提出了一种基于交替方向乘子法(Alternating Direction Method of Multipliers, ADMM)及最优潮流(OPF)的输配电网协调规划方法。该方法首先通过计及网络最优潮流,以输配电网连结处的传输功率作为耦合变量建立输配电网协调规划模型,并将耦合变量作为共享变量,利用ADMM算法求解模型得到电网规划初步方案。然后提出划分子算法对配电网侧规划初步方案中的各变电站所带供电网络进行独立划分得到配电网侧规划最终方案,据此优化输电网侧规划初步方案。最后将两侧电网规划最终方案加以整合。通过对IEEE-14节点输电网与54节点配电网的耦合系统进行仿真分析,并对比不考虑输配电网协调关系时的电网规划方案,验证了该方法的合理性和有效性。     

不确定性条件下的城市配电网规划方法探讨

认为市场中的城市配电网规划面临的不确定性因素中负荷的变化尤为重要。引入了区间算法对不确定性负荷、配电网规划的数学模型和自动布线的初始化搜索方法进行了修改,并采用遗传禁忌混合算法对初始化网架进行了优化求解。将该改进规划方法应用于实际算例,与确定性规划得到的结果相比较表明该文所提方法适合于求解不确定性负荷条件下的城市中压配电网络规划问题,从而为不确定性条件下的城市配电网规划提供了参考。     

“高比例可再生能源并网”专栏征稿启事

<正>大力发展可再生能源,实现能源生产的清洁化转型,是能源可持续发展的重要途径。近十年来,我国可再生能源发展迅猛,目前已经成为世界上风电和光伏装机容量最大的国家。2030~2050年,我国可再生能源的发电量占比达30%以上,"高比例可再生能源并网"将成为未来电力系统的重要特征。由此必须研究高比例可再生能源并网对电力系统形态演化的影响机理、源-荷强不确定性约束下输配电网规划、源-网-荷高度电力电子化条件下电力系统多时间尺度耦合的稳定机理、交直流     

“高比例可再生能源并网”专栏征稿启事

<正>大力发展可再生能源,实现能源生产的清洁化转型,是能源可持续发展的重要途径。近十年来,我国可再生能源发展迅猛,目前已经成为世界上风电和光伏装机容量最大的国家。2030—2050年,我国可再生能源的发电量占比达30%以上,"高比例可再生能源并网"将成为未来电力系统的重要特征。由此必须研究高比例可再生能源并网对电力系统形态演化的影响机理、源-荷强不确定性约束下输配电网规划、源-网-荷高度电力电子化条件下电力系统多时间尺度耦合的稳定机理、交直流     

基于改进交替方向乘子法的输配电网分散协调鲁棒优化调度模型

随着分布式可再生能源大量接入主动配电网,输配电网间的耦合日益密切,由此面临的可再生能源出力不确定性和集中式调度带来的海量通讯等问题,使得输配电网的协调调度迎来巨大挑战。在考虑电力低碳化发展要求的基础上,计及碳捕集电厂低碳与调峰特性,提出基于改进交替方向乘子法的输配电网分散协调两阶段鲁棒优化调度模型。首先,采用凸多面体不确定集合描述风电出力的不确定性,构造含碳捕集电厂的输配协同两阶段鲁棒优化调度模型。进而,通过基于交替方向乘子法,并嵌套列和约束生成算法的循环迭代方法,对输配电网进行解耦和迭代求解。最后,在2个规模不同的算例系统上进行仿真分析。结果表明,所提方法在降低计算规模的同时提高了求解效率,实现了输配电网的完全分散自治,有效缓解了可再生能源并网带来的调峰压力。     

基于改进遗传退火算法的输配电网协调规划方法

针对目前对输配电网协调性考虑不足的问题,考虑机组间负荷优化分配因素,引入耗量成本,构建了包含输配电网协调性指标的电网评价指标体系。结合电网经济性指标和可靠性指标,通过优化算法选出综合性能最优的输配电网规划方案。在解决遗传算法"早熟"、易陷于局部最优等问题的基础上,提出了一种优化算法并将其应用于考虑输配网协调性的电网规划问题中。仿真计算结果表明,所提出的方法是可行、高效的。     

电力市场环境下基于多智能体的多目标电网规划方法

网络阻塞费用是表征电力市场竞争程度的指标之一。提出了一种以网络阻塞费用、线路投资和由于传输容量不足引起负荷缺失最少为目标的多目标网络规划模型,依据分层求解的思想设计了基于多智能体的网络规划体系结构并用其对模型进行求解。初始规划层的母线智能体以降低阻塞为目标相互协商形成初始规划集并将其传送给决策规划层;决策规划层采用遗传算法在初始规划集中搜索规划方案,并进行N-1安全校验和阻塞校验,得到优化可行解。该网络规划体系是开放式结构,可以在知识库中考虑各种不确定因素。通过IEEE RTS-14节点算例仿真表明,考虑阻塞的网络规划能够以最少的投资费用为市场参与者提供公平的电能输送平台,最大限度地满足电力传送。     

配电网模糊优化规划(Ⅰ)——模型与方法

配电网规划的特点和难点是不确定性的处理，以往对配电网规划不确定性的研究大多是对某一步骤进行，文中应用模糊数学理论，形成了贯通的配电网模糊规划方法，可以考虑负荷，投资，电价等相关因素的不确定性，建立相应的模糊优化规划数学模型，结合配电网的特点，提出了配电网的模糊负荷预测方法，模糊潮流算法和模糊优化方法，采用L－R型模糊数进行负荷预测和潮流计算，提出了简便实用的边界法，即用负荷模糊预报值的左，右边界和中心值分别进行潮流计算，再综合计算结果，这在输电网的模糊潮流计算中是不可行的，但配电网的幅射状结构决定了这种模糊潮流算法的简单性，可以满足模糊规划的需要，算例表明，模糊规划方法可以得到鲁棒性强的规划方案。     

发输电系统鲁棒优化规划研究综述与展望

随着电力系统不确定性增加,应用发输电系统鲁棒优化规划研究抵御不确定性极端场景已成为重要研究方法。首先从是否计及不确定因素概率分布特征角度,将鲁棒优化分为经典鲁棒优化和分布鲁棒优化,梳理了这2类鲁棒优化的数学模型和不确定集合特征。然后将现有的发输电系统经典鲁棒优化和分布鲁棒优化研究分为考虑节点注入功率不确定性、电源容量增长及成本不确定性、输电网络状态不确定性3个方面,提炼了发输电系统鲁棒优化规划的研究框架和局限性。最后展望了发输电系统鲁棒优化规划值得深入研究的问题,为发输电系统鲁棒优化规划后续研究提供思路和方向。     

电力市场环境下的输电系统规划方法初探

输电系统在电力市场运营中扮演着十分重要的角色,因为它提供了实现公平竞争的场所.输电系统的运行状况如容量充裕性对电力市场的竞争性有重要的影响.适当地扩展或加强输电系统对满足发电公司和用户的需要,消除或缓解输电系统阻塞以促进电力市场竞争进而提高整个电力系统的运行效率具有重要作用.与传统的垂直一体化的垄断电力工业中的输电系统规划相比,电力市场环境下的输电系统规划更加复杂,需要处理的不确定性因素更多.特别地,输电系统规划期内新建的发电厂的位置及装机容量在市场环境下成了不确定性因素.在此背景下,针对水平年输电系统规划问题,作者构造了解决电力市场环境下输电系统规划问题的通用方法框架,提出了一种基于蒙特卡罗仿真和遗传算法的输电系统灵活规划方法.最后,用算例系统对所提出的方法作了说明.     

计及新电改政策的配电网变化影响因素及其规划方法综述

新电改之后,用户侧市场放开使得以配电网为中心的源、荷呈现多元变化,增量配电试点范围也逐步扩大,这些变化给配电网的规划带来很多挑战。从分布式电源的发展和接入、增量配电改革的现状和发展以及响应价格的弹性负荷需求各方面分析了现今配电网规划在新电改背景下需要考虑的新因素,在此基础上对适应电改政策的电源定址定容、负荷预测和增量配电项目园区规划方法的研究现状分别进行了综述;最后总结并展望了电改形势下未来配电网规划工作中需要关注的问题。     

市场环境下计及阻塞集中度指标的输电网扩展规划

与传统的输电网规划相比,电力市场环境下的输电网扩展规划不仅要满足市场用户的需求,还对减缓输电系统阻塞、抑制市场力的滥用和提高社会效益起着重要作用。对于因网络充裕度不足造成的长期输电阻塞,首先参考市场集中度监管指标Lerner指数的定义,提出了新的阻塞集中度指标作为评估输电网络充裕度的指标;然后从市场运营的实际情况出发,以阻塞集中度指标作为约束条件来抑制网络的垂直市场力,构造了将阻塞收益用于回收投资成本的输电网扩展规划模型。IEEE-24节点算例系统分析表明该模型综合考虑了输电投资成本回收以及输电阻塞管理等实际问题,能有效减缓系统阻塞发生,降低投资风险,并为输电网监管提供可靠依据。     

中压配电网网格化规划方法研究

介绍了中压配电网网格化规划的思路、主要原则及具体步骤。通过网格化规划将配电网供电区域按区块合理划分为供电网格,将复杂无序的中压配电网化繁为简,以供电网格为基本单元开展规划并构建目标网架,提出了各类网格的过渡改造原则和网格管理思路。结果表明:利用网格化规划方法开展中压配电网规划切实可行,具有较强的推广性。     

直流配电网规划技术的新需求及其在一次规划的体现

将交流配电网规划技术用于直流配电网的过程中,既要考虑配电网的传统供电规划目标和拓扑的变化,也要考虑多目标、多约束条件的变化,以及大量主动型负荷的接入引起的变化,更要考虑直流配电网的技术与应用的发展趋势。与此相对应,文章围绕一次规划的内容,首先分析、总结了直流配电网的规划目标、电源规划、负荷预测及网架规划4个方面的新需求,并提出规划与运行强耦合、规划目标多样性与动态性、一二次系统融合规划的其他新需求。然后围绕直流配电网拓扑展开讨论,提出基于母线、结构以及连接方式的拓扑分类,并对直流配电网的典型应用场景进行分析。之后对考虑多约束条件与不确定性的直流配电网规划方法进行讨论,包括不确定模型、规划与运行强耦合、多种不确定性因素等多方面的分析与总结;并围绕主动管理/需求侧管理和保护控制2个方面,对考虑(准)实时监控需求的直流配电网规划问题进行讨论。最后从技术层、信息层和设备层对直流配电网规划中尚需解决的问题进行梳理和展望,为未来直流配电网的规划研究提供借鉴和参考。     

配电网规划决策支持系统的设计开发

配电系统处于电力系统的末端,是整个电力系统与用户联系、向用户供应电能和分配电能的重要环节.结合配电网络规模大、不确定与不精细因素多和涉及领域广的特点,利用决策支持系统(DSS)和现有的各项技术对配电网规划进行决策上的支持,设计开发了由负荷预测、网架规划及决策知识库组成的半结构化的配电网规划决策支持系统(DDSS),实际应用证明了该系统的有效性.