含抽水蓄能机组的风电消纳鲁棒机组组合

针对风电在实际电网渗透率不断提高带来的风电消纳问题,提出了一种含抽水蓄能机组的鲁棒机组组合优化方法。所构建的鲁棒机组组合模型以系统运行成本和风电出力边界偏差惩罚成本最小为优化目标,约束条件计及了输电线路安全约束,并考虑了风电出力时间和空间不确定性预算的调节策略,避免鲁棒最优解过于保守。基于可调机组(包括自动发电控制机组和抽水蓄能机组)应对风电波动的仿射补偿机制,优化了风电出力的波动区间。所构建的模型最终转化为单层混合整数线性规划问题求解。经修改的IEEE 30节点系统的算例测试,定量评估了抽水蓄能机组对系统经济运行和风电消纳的影响,验证了所提方法的可行性和有效性。     

风电—抽水蓄能联合日运行优化调度模型

基于日前负荷预测和风电出力预测,研究了风电—抽水蓄能联合日运行的优化方法,提出了电网消纳风电出力的新模式。以风电—抽水蓄能联合运行的效益最大化为目标,考虑抽水蓄能机组的启停限制和发电—抽水工况转换限制,以二次约束表征机组启停约束和抽水蓄能电站运行工况约束,建立了含全天96个时段的混合整数规划模型,并采用商业优化软件求解。基于实际抽水蓄能电站参数设计了算例系统。测试结果表明,抽水蓄能电站与风电场配合可大大降低风电出力随机性对电网运行的负面影响,经济和社会效益显著。     

考虑多重不确定因素的含风电场低碳经济调度

碳交易引入含风电的调度系统中,由于碳交易价格的不确定性增加了含风电系统的不确定因素的数量。针对低碳经济调度中的多重不确定因素,根据其不同的特性和对调度系统的不同影响区别对待,将风电预测误差和负荷预测误差表示成模糊变量和随机变量,并用混合机会约束考虑其对调度系统旋转备用的影响,应用多场景技术根据碳交易价格的波动模型建立考虑碳交易价格波动下的低碳调度模型。模型的求解通过机组组合方式的确定和机组出力分配两部分进行,通过场景评价指标得到最优机组组合方式下的最优机组出力。最后通过10机组算例证明了模型的有效性和合理性。     

含风电和储能的电力系统安全约束机组组合问题研究

针对含风电的电力系统安全约束机组组合问题,利用储能的快速双向调节能力改善风电出力的波动性和不确定性,提高系统运行的经济性。机组组合模型中考虑风电、负荷预测误差对机组组合的影响,并引入基于可信理论的旋转备用机会约束条件,可避免造成备用的过度配置。另外,通过考虑合理弃风提高消纳风电能力和降低系统运行成本,分析了储能参数以及接入系统方式对机组组合模型中系统运行成本和风电弃风量的影响。最后,采用新英格兰10机系统验证了所提模型的有效性。     

考虑煤耗率的火电机组灵活调峰对风电消纳的影响效果研究

火电机组灵活调峰是提高电网中风电消纳的重要手段之一,然而火电机组在灵活调峰运行时的煤耗率较其正常运行模式有所提高,现有电网调度模型未考虑该特性。本文采用分段线性函数表示考虑煤耗率的火电机组发电费用函数,建立灵活调峰火电机组与风电机组的日前机组组合优化模型,该模型采用现有线性规划方法进行求解。最后采用实际风电机组和火电机组数据基于IEEE-30母线系统进行验证。结果表明,本文提出的分段线性函数可以较好地拟合机组煤耗率与出力的关系;火电机组深度调峰运行时煤耗率较其正常运行有所提高。本文计算方法有助于降低系统运行总费用,提高电网中的风电消纳量。     

基于条件风险价值的含风电多区域机组组合模型

随着风电装机及并网规模不断扩大，通过联络线将电网互联可以在更广范围内对其消纳，但风电出力的不确定性造成系统运行风险增加。为了平衡电网互联的多区域机组组合运行经济性和风险损失，在多区域机组组合中引入条件风险价值对风险进行量化，提出了考虑条件风险价值的多区域机组组合模型。此外，为了协调联络线运行的经济性和灵活性，对联络线运行方式也进行了详细建模，并通过引入辅助变量，将联络线运行方式模型转化为混合整数线性约束，最终将所提多区域机组组合模型转化成混合整数线性规划形式进行求解。用改进的两区域系统作为仿真算例，结果表明该方法可以对系统的尾部风险进行有效控制，在保证多区域互联网电网运行经济性的同时提高了抵御风电出力不确定性的能力。     

基于时序运行模拟的风火打捆最优容量配比整定

风火打捆送出是提高风电消纳能力的重要方式,其难点之一在于整定打捆的最优风火容量配比。提出了基于时序运行模拟的风火打捆容量最优配比整定方法。首先,通过气象数据获取规划中风电的全年出力特性。然后,以机组总运行成本最低及清洁能源消纳率最高为目标,建立小时级时序运行模拟模型,采用时序分解及自动回滚技术实现模型的快速求解。此外,针对为期一年的模拟结果,进一步利用暂态稳定约束进行校核与调整,消除潜在的暂稳风险。最后,以广东电网珠西北地区为例,通过对比不同风火配比下的风电消纳能力及运行经济性数据,给出了兼顾环保性、安全性与经济性的风火配比。运行结果可为地区的海上风电规划与建设、电力系统调度提供指导。 关键词：风火打捆;时序运行模拟;配比整定;海上风电;暂态稳定     

基于机会约束目标规划的多电-气互联综合能源系统分布式优化模型

多个综合能源系统间通过电能交互能有效提高系统风电消纳水平,寻求考虑风电不确定性下的多区域能量管理最优策略成为必要的研究工作。针对风电的随机出力特性和区域间电能传输的安全可靠性问题,将随机优化与分层协调技术相结合,建立了基于机会约束目标规划的多电-气互联综合能源系统分布式优化模型。首先,对单个电-气互联综合能源系统精细化建模,从系统经济性出发,引入区域间联络线灵活性机会约束。进一步,采用二阶锥松弛和确定性等价方法将该模型转化为混合整数二阶锥规划模型,利用广义Benders分解（general Benders decomposition,GBD）法,将模型分解为主、子问题反复迭代求解。最后,算例表明求解方法具备较好的收敛特性和计算效率,有效保障不同区域内用户信息隐私并有较强自适应性,而且机会约束目标规划模型比传统机会约束具有更好的经济性和灵活性。     

考虑储热装置的风电-热电机组联合优化运行策略

基于日前供热负荷预测和风电出力预测,考虑储热装置运行机理,研究风电场与热电机组联合运行的优化方法。将含储热装置的热电厂和风电场组成一个发电利益集合体,在满足地区供热负荷和提升风电消纳的同时,通过调节热电机组和储热装置的出力最大化发电利益集合体的收益。考虑热电机组的热-电耦合特性和储热装置的运行约束,建立了日前调度模型并进行求解。在此基础上,考虑风电出力的随机性,建立了相应的随机优化模型。算例分析表明,考虑储热的风电-热电机组联合优化所获得的收益高于风电场和热电机组单独运行获得的总收益,并且可在现行"以热定电"运行机制下提高风电的消纳能力。同时采用随机优化模型能有效降低系统联合出力的不确定性,可较好地解决风功率预测中的不确定性问题。     

考虑风电随机性的电力系统厂/网双层分解协调经济调度方法

针对大规模风电接入给省级电网带来的挑战,提出一种考虑风电随机性和网络安全约束的厂/网双层分解协调经济调度方法。上层以电网的安全经济运行为目标,决策变量是各个电厂的出力和弃风量,交替求解主问题和误差场景子问题,以确保使全网运行费用最小和电网有足够的能力去应对风电的随机性;下层求解电厂子问题,以电厂内机组的经济运行为目标,决策变量为各个机组的出力。采用Benders分解算法求解上述模型,产生2种最优切割以近似误差场景子问题和电厂子问题。通过对含3个风电场的某省级电网的计算,验证了所提方法的有效性。     

考虑注入功率分布的随机最优潮流方法

大规模风电接入电网给电力系统的经济调度带来了更多的不确定性因素.考虑了负荷与风电出力的随机性,以期望发电成本和机组的出力调整费用最小为目标,建立了含机会约束的随机最优潮流模型.通过分布式平衡节点考虑AGC机组的调节作用,基于确定性最优潮流问题的内点法和随机潮流的解析法,采用迭代的方法求解所提出的随机最优潮流模型.对5节点和118节点系统的测试结果表明了所提模型和算法的有效性.     

大规模风电接入下的机组组合最优校正策略

不断增大的风电并网容量对电网消纳风电提出了重大挑战,尤其在以火电机组为主的发电运行环境下,不考虑起停优化的日发电计划编制流程加剧了风电接纳的难度。提出了一种日前发电计划阶段的机组组合最优校正策略,可以在调整机组出力无法满足风电消纳的情况下,进一步有序调整机组的组合状态来接纳风电,从而提升了机组组合对大规模风电接入的适应性。实际系统算例分析证明了算法的有效性,在此基础上开发的调度计划系统已成功应用于某省级电网。     

旋转备用下双馈风电机组初值算法

风电机组运行参数计算是风电系统稳态调度和暂态分析的基础.恒kopt模型常用于最大功率点跟踪方式下双馈感应发电机(DFIG)初值计算,但是其所得发电机转速与风力机最优转速相矛盾,且不适用于旋转备用方式.文中针对DFIG旋转备用下的初值问题,提出了转速约束和出力约束2种算法.前者取转速固定,但不要求是最优转速,风力机捕捉机械功率已知,待求转子和变流器电压、风电机组有功出力,需要与电网潮流联立求解;后者取风电机组功率已知,待求转子和变流器电压、转速(或桨距角)及风力机出力,与电网潮流独立求解.2种算法的有效约束和待求变量数不同,但得到的风力机和发电机转速相符,均适用于风速低于或高于额定风速情况下的旋转备用运行.算例结果验证了所提模型的可行性和正确性.     

旋转备用下双馈风电机组初值算法

风电机组运行参数计算是风电系统稳态调度和暂态分析的基础。恒kopt模型常用于最大功率点跟踪方式下双馈感应发电机(DFIG)初值计算,但是其所得发电机转速与风力机最优转速相矛盾,且不适用于旋转备用方式。文中针对DFIG旋转备用下的初值问题,提出了转速约束和出力约束2种算法。前者取转速固定,但不要求是最优转速,风力机捕捉机械功率已知,待求转子和变流器电压、风电机组有功出力,需要与电网潮流联立求解;后者取风电机组功率已知,待求转子和变流器电压、转速(或桨距角)及风力机出力,与电网潮流独立求解。2种算法的有效约束和待求变量数不同,但得到的风力机和发电机转速相符,均适用于风速低于或高于额定风速情况下的旋转备用运行。算例结果验证了所提模型的可行性和正确性。     

求解含风电场随机机组组合问题的动态削减多切割方法

风电大规模集中并网使得实际大电网机组组合问题变得更加难以求解。以场景法为基础,文中提出了动态削减多切割方法。该方法首先将模型分解为用于求解机组的开停机方案和预测场景下机组出力方案的主问题和用于求解误差场景下机组出力方案的子问题;然后通过最优切割将主问题和子问题联系起来,实现交替求解。在迭代过程中,通过动态削减对主问题约束较弱的最优切割,使得迭代进入某一个阶段后最优切割数目保持不变,从而降低了主问题求解规模,并解决了多切割方法随着迭代次数增多主问题规模急剧增大的问题。最后采用含大型风电场和180台火电机组的某省级电力系统进行计算,结果表明所提出的方法在收敛性、计算速度方面均具有优越性。     

提升风电消纳区间的鲁棒机组组合

基于日前风电功率点预测的传统调度方法没有充分地考虑风电不确定性,难以有效挖掘电热联合系统的风电消纳能力。该文提出提升风电消纳区间的鲁棒机组组合优化方法。基于可用风电功率区间,构建有效的风电功率允许出力区间。基于仿射策略,考虑供热机组电热耦合等约束,建立鲁棒机组组合模型,优化风电消纳区间,对于风电消纳区间内任意可能的风电波动,该模型均能保障调度策略的可行性。所建模型可转换为混合整数线性规划进行求解。最后,在修改的IEEE 39节点系统上进行测试,并与传统调度方法对比,验证了所提方法的有效性。     

计及风电不确定性的随机安全约束机组组合

随着风电接入电网的比例不断提高,风电的不确定性对电力系统的运行调度提出了严峻挑战。将满足一定置信水平的风电区间预测信息纳入到日前调度计划中有助于提高系统的安全性和经济性。为此提出了基于风电区间预测信息的随机安全约束机组组合模型(stochastic security-constrained unit commitment,SSCUC)。该模型将风电的不确定性用1个确定的预测风电场景和2个极限风电场景来表示,简化了问题的复杂度。同时,该模型引入了潮流约束和网络安全约束,保证了调度结果的可行性。为求解该模型,提出了基于广义Benders分解的计算方法。该方法将SSCUC问题分解为一个主问题和2T(T为调度周期)个约束潮流子问题,并通过交替迭代的方式获得原问题的最优解。4机9节点系统和改进118节点系统的计算结果验证了所提模型和算法的有效性。     

考虑风电消纳的热电联供型微网日前鲁棒经济调度

针对热电联供型微网中的风电不确定性,文中构建双层鲁棒模型从而得到最恶劣风电出力场景下的微网最优日前调度方案。模型考虑了可控机组运行成本、功率交互成本,并将弃置的风电功率以惩罚的形式引入目标以提高微网对风电的消纳能力。鉴于模型内外层之间是相互影响的,文中将原问题分解为日前计划调度主问题以及计及风电出力不确定性的执行调控子问题从而进行求解。在求解过程中,利用线性优化强对偶理论对max-min结构的子问题进行转化,并引入BigM法将所得对偶模型线性化,然后采用列约束生成算法对主问题和子问题进行交互迭代从而获得最优解。最后,通过算例验证了所提模型的有效性。     

风电–火电–抽水蓄能联合优化机组组合模型

大规模间歇式能源出力的不确定性给电网的安全经济运行提出新的挑战,研究间歇式能源接入下的多源联合优化机组组合模型对提高电网运行的安全性和促进间歇式能源的消纳具有重要意义。基于对风电不确定性及抽水蓄能运行机理分析,采用置信区间法进行风电不确定性建模,并提出新的系统调节能力约束,从而建立了考虑风电不确定性影响及抽蓄水头变化影响的联合优化机组组合模型。采用6节点系统验证模型的有效性,研究了抽蓄容量及置信区间选择对发电成本、机组组合及其可靠性的影响。结果显示,风电、火电装机不变的情况下,要保证机组组合的可靠性达99%以上,抽蓄发电装机占比分别为5.6%和10.5%时,与无抽蓄时相比可以分别减少16和17个开机时段,发电成本可以分别降低4.6%和6.8%。通过算例的论证,表明该机组组合模型能够实现多元能源的协调优化和给定置信区间内的风电的有效消纳。     

基于高耗能企业参与电网内风电消纳的主动调峰技术

随着甘肃风电规模的不断扩大,风电具有的反调峰特性使得电网整体调峰压力日趋严重,为了使电网安全稳定运行,不得不切除部分并网风电机组,造成很大的设备浪费。为此,提出了高耗能企业主动参与风电消纳及电网调峰模式,研究了综合考虑风电价格约束和电网调峰约束下高耗能企业内部转移负荷和增加负荷,利用优化预测函数控制寻优算法求解风电出力波动数值。在Matlab平台下以实际风电数据和高耗能企业可转移负荷为依据进行仿真,结果表明,该调峰技术能够明显平滑风电出力,与传统的调峰模式相比较,高耗能企业主动参与调峰不仅提高风电省内消纳能力,而且能够缓解电网调峰压力,同时在相关电价政策的支持下,高耗能企业可节约用电成本。