基于改进模型预测控制的“大机小网”下火电-光伏-抽水蓄能优化调度

光伏大规模接入加剧了"大机小网"电网的结构性问题,导致传统单断面优化调度难以实现最优运行。提出了一种基于改进模型预测控制(MPC)的多时间尺度火电-光伏-抽水蓄能联合优化调度模型。即对于日前优化调度,在系统运行成本中引入了光伏未消纳量和火电污染物排放量形成多目标函数;对于日内滚动优化,以跟踪日前计划值为目标,考虑了光伏出力极限场景调节能力约束与抽水蓄能机组启停速率约束,并采用自适应调节预测时域与控制时域的MPC方法改进了传统MPC。海南省某区域电网的实际运行验证了该综合模型的有效性。     

面向分布式光伏消纳的空调负荷需求响应策略

随着农村大功率电器的普及,空调负荷这一类灵活性需求侧响应资源具有被纳入系统调度的潜力,通过调节空调负荷的用电功率可以减轻联络线功率波动,促进可再生能源消纳.基于日前调度,在满足人体舒适度的前提下,提出了同时考虑空调负荷聚合商购电成本最小和分布式光伏消纳最大的多目标优化调度模型以及需求响应的价格补偿策略,采用带加权系数的...     

考虑需求响应与光伏不确定性的电力系统经济调度

针对光伏不确定性对电网的影响日益增加,该文提出一种考虑需求响应的源网荷经济调度方法。首先以光伏历史数据,利用非参数估计来拟合光伏出力,同时利用蒙特卡洛进行场景表征,并利用基于马氏距离场景缩减技术进行场景缩减;其次,结合随机规划方法,建立考虑需求响应下系统运行成本最小的电力系统源网荷经济调度模型;最后以IEEE39节点模型进行分析,结果表明采用所提出的优化模型可实现对光伏的不确定性调度,并能降低用户用电成本,对未来电力系统需求响应下的多能互补提供理论支撑。     

考虑复合储能电站接入的电网日前-日内两阶段滚动优化调度

为提高电力系统对光伏的接纳能力,降低光伏波动对电力系统运行的影响,提出一种考虑电池储能-抽水蓄能复合储能的电力系统日前-日内两阶段“源-储-荷”协调优化调度策略。首先,在日前调度模型中,以最小化系统总运行经济成本为目标,综合复合储能资源和负荷侧各类需求响应资源对电网进行双端协调优化。然后,在日内短时间尺度上,供需双端协调优化机组出力与需求侧响应,充分发挥抽水蓄能的调峰能力以及电池储能对光伏波动的抑制作用。所提模型通过CPLEX软件求解,算例结果验证了该模型能协调优化系统内各类可调节资源,有效降低系统弃光率。     

空调—电动汽车群需求响应与分布式电源协调优化策略研究

空调和电动汽车等柔性负荷资源具有被纳入系统调度的潜力,通过调节柔性负荷群用电功率可以减轻联络线功率波动,促进可再生能源消纳.基于日前调度,在满足人体舒适度和出行满意度的前提下,提出了同时考虑不同类型负荷聚合商购电成本最小和分布式光伏消纳最大的多目标优化调度模型,以及需求响应的价格补偿策略.采用带加权系数的最短距离理想点法将多目标转化为单目标进行求解.IEEE 33节点系统的算例仿真结果验证了所提模型方法的有效性.     

西藏电网新型多源日前发电计划编制 流程设计及实现

基于藏中电网开展水光火日前优化调度模式的研究,建立了水光火协调优化的安全约束经济调度（SCED）模型,全面考虑光伏发电特性、水电机组运行约束、优化协调水电及光伏发电方式,在电网安全允许范围实现最大限度的消纳光伏;着重介绍日前发电计划编制流程设计,水电模型建模和光伏计划编制的实用化处理,实践证明对消纳光伏、保证西藏电网安全稳定和经济运行、实现资源优化配置有重要意义。     

含附加热源和需求响应的电热联合系统运行优化

为缓解供暖期弃风高发问题,从解耦供热机组“以热定电”约束、提高电网调峰能力角度出发,文中提出考虑附加热源与需求响应的电热联合系统优化调度模型。系统中储热和电锅炉作为附加热源共同作用以降低机组热电耦合关系,并且在系统负荷侧通过需求响应增强电网调峰能力。以最低运行成本为目标综合考虑弃风惩罚成本、需求响应成本及系统内各单元约束建立电热联合系统调度模型。通过遗传算法进行求解算例,对比分析了系统在传统的热电联产、仅考虑需求响应、系统中引入附加热源、含附加热源-需求响应联合运行4种不同调度方式下的风电消纳效果。分析结果表明,所提方法的风电消纳能力最优且具有最佳经济性。     

计及风电消纳的源-荷-储环保经济型调度策略

为减少电力行业造成的环境污染、提升风电消纳比例,文章建立了考虑电力行业污染的电力系统日前调度模型。首先,依据热电联产机组及火电机组的燃料成本计算SO2,NOx,CO2排放量,并对其直接释放征收排污费用。然后,建立以总成本最低为目标的调度模型,综合考虑储能、储热装置的运行成本和投资成本、需求响应的激励成本以及弃风惩罚。最后,在保证系统安全、可靠基础上,通过遗传算法优化各个单元的有功功率。仿真结果表明,与不考虑环境成本的源荷储调度模型相比,CO2,SO2和NOx排放量分别减少14 944.07,48.85和42.54 kg,风电消纳比例提升10.60%。     

计及风光不确定性的新能源虚拟电厂多时间尺度优化调度

针对中国西北地区新能源消纳问题,该文聚合风力发电、光伏发电、光热电站、电储能装置组成虚拟电厂（VPP）,提出一种基于鲁棒随机优化理论的新能源虚拟电厂多时间尺度优化调度策略。首先对风力发电、光伏发电、光热电站与电储能装置进行数学描述,在此基础上建立VPP多时间尺度优化调度模型。在日前调度层中,以VPP运行效益最大为目标,依据风光日前预测出力建立日前优化调度模型;在时前调度层中,以VPP运行成本最小为目标,根据风光时前预测出力建立时前调度修正模型。同时,为了衡量风电、光伏发电出力不确定性对系统的运行影响,建立VPP随机优化调度模型。仿真结果验证该模型可提高运行效益与新能源消纳能力。     

计及火电深度调峰的高比例可再生能源电力系统日前优化调度研究

针对高比例可再生能源并网,提出含风、光、火、蓄的高比例新能源电力系统多目标日前优化调度模型。该模型考虑在火电机组深度调峰及频繁爬坡等新工况下的火电机组运行成本、污染物惩罚成本以及可再生能源弃电成本,以系统运行成本最低、风光出力最大以及净负荷波动最小为优化目标,采用NSGA-Ⅱ算法进行优化求解。通过对某典型日不同调度场景进行仿真计算,结果表明所建立的系统运行总成本计算模型能够兼顾该系统的经济、环保与消纳,所提出的多目标优化调度策略能够促进高比例可再生能源的消纳,缓解火电机组的调峰压力,降低系统运行总成本,指导电力系统火电灵活性改造,保证电力系统安全、稳定、经济运行。     

多时间尺度下计及光热—储热的主动配电网主辅联合优化调度

为解决可再生能源弃风、弃光现象与不平衡功率惩罚较重等问题,提出了一种多时间尺度下考虑光热—储热的主动配电网主辅联合调度策略.该策略在满足内部负荷前提下参与电能与备用日前市场,考虑含光热—储热的主动配电网协调调度风电、光伏、需求响应,在促进风光消纳、减少不平衡功率的同时提高主动配电网运行经济性.首先根据含储热的光热电站与...     

Steady-state modelling of hybrid energy system for off grid electrification of cluster of villages

Electrification of villages from the main grid leads to large investments and losses, and this forms the basis of decentralized Hybrid Energy System. In order to evaluate the techno-economic performance of hybrid energy system for remote rural area electrification, a mixed integer linear mathematical programming model (time-series) has been developed to determine the optimal operation, optimal configuration including the assessment of the economic penetration levels of photovoltaic array area, and cost optimization for a hybrid energy generation system consisting of small/micro hydro based power generation, biogas based power generation, biomass (fuelwood) based power generation, photovoltaic array, a battery bank and a fossil fuel generator. An optimum control algorithm written in C++, based on combined dispatch strategy, allowing easy handling of the models and data of hybrid energy system components is presented. A special feature of the proposed model is that a cost constant (cost/unit) for each of the proposed resource is introduced in the cost objective function in such a way that resources with lesser unit cost share the greater of the total energy demand in an attempt to optimize the objective function.To demonstrate the use of model and algorithm, a case study for a rural remote area is also presented.     

基于SQP法的电厂日前合约市场报价策略研究

在电力市场环境下,发电企业为了追求经济效益的最大化,必须在优化机组负荷分配的基础上掌握企业运行成本,并在电力市场上报出具有竞争力的上网电价。针对日前市场的特殊性,并建立了机组经济性曲线拟合的数学模型和基于序列二次规划法(SQP法)的机组负荷优化分配模型,指出了完全成本加成法的报价方法。用算例验证了一个发电企业在4个时段日前市场负荷的耗量成本。     

兼顾公平性的多能源合作博弈优化调度

针对含高比例可再生能源的电力系统运行经济性和调度公平性问题,提出一种多种能源参与的双层优化调度模型。该模型考虑经济性的同时从两方面体现公平性：上层模型中首先将风电场、光伏电站、抽水蓄能电站和需求响应负荷聚合成虚拟电厂（VPP）,其次,将虚拟电厂作为大电网的一部分参与优化调度,采用基尼系数表征公平性并作为约束条件,以总成本最低为目标函数建立兼顾公平性的多能源经济优化调度模型,最后,将上层VPP的求解结果作为下层优化调度的输入变量;下层模型中基于合作博弈理论建立以VPP内部成员为博弈参与者,以各参与者收益最大为目标函数的合作博弈模型,采用均衡度对比不同联盟组合下各主体的收益分配公平性,对比均分法、按出力分配法及Shapely值法的收益分配均衡度。采用智能优化算法结合CPLEX求解器求解模型,应用实例验证模型的有效性和正确性。     

基于风-光-蓄-火联合发电系统的多目标优化调度

针对风电、光伏出力的随机性、间歇性和波动性而导致其在大规模接入电网时对电网发电计划制定和调度产生的影响,提出了含风-光-蓄-火联合发电系统的多目标优化调度模型。利用抽水蓄能的抽蓄特性,将风电和光伏出力进行时空平移,使风-光-蓄联合出力转变为稳定可调度电源,具备削峰填谷的功能,与火电机组共同参与系统优化调度。以风-光-蓄联合出力最大、广义负荷波动最小和火电机组运行成本最小作为目标函数,建立多目标优化调度模型,通过多目标处理策略,使目标函数简化为2个,以降低问题维数;在求解阶段,利用分层求解思想,将模型划分为两层,分别采用混合整数规划方法和机组组合优化方法进行求解。10机测试系统仿真结果表明：所建模型可以提高风能和太阳能的利用率,缓解火电机组的调峰压力,大幅降低风电反调峰特性对电网的影响,从而保证电力系统安全、稳定、经济运行。     

The political economy of electricity dispatch reform in China

The transition to a cleaner and more cost-efficient electricity system in China is political-economic as well as technological. An example is the reform of China's method of dispatching power plants, which potentially affects the economic relationships between consumers and producers, between grid and generating companies, and between central and provincial governments. Historically, coal-fired power plants in China all received roughly the same number of operating hours, regardless of efficiency or cost. In 2007, Chinese government agencies began to pilot “energy efficient dispatch,” which requires that generators be dispatched on the basis of thermal efficiency. Using a case study of Guangxi Zhuang Autonomous Region in southern China, we evaluated potential energy and cost savings from a change to energy efficient dispatch. We found that the savings are at best relatively small, because large, efficient generators already account for a significant share of total generation. Moreover, as an administrative policy that does not change economic incentives, energy efficient dispatch exacerbates imbalances and center-provincial tensions in the current system. We argue that incentive-based dispatch reform is likely to produce better outcomes, and that the keys to this reform are empowering an independent regulator with pricing authority and establishing a formal, transparent ratemaking process.     

考虑源荷互动的电力系统多目标优化调度

提出了一种考虑需求侧响应不确定性的电力系统日前优化调度方法。首先基于价格弹性系数矩阵,考虑其不确定性,构建计及需求侧间接控制的电力系统优化调度模型,该模型以社会福利最大为优化目标,同时考虑系统的实际运行约束;然后,针对模型求解复杂度高的问题,提出了一种不确定性的序优化算法对模型进行求解。基于IEEE30节点算例的仿真结果表明,对提出的调度方法,由于充分考虑了源荷侧调度资源的不确定性,可以有效提升系统的运行效益,提升其精细化水平。