抽水蓄能电站运行模拟与优化方法研究

按电站抽水-发电循环效益最大化，满足电力电量平衡条件，满足库容、发电出力及抽水功率等限制条件，建立了基于混合整数线性规划的抽水蓄能电站日运行优化模型，并将抽水蓄能电站的多日运行优化表达为基于日运行优化模型的多阶段优化决策过程，即抽水蓄能电站运行优化的动态规划模型。通过算例对算法及应用作了进一步说明。     

抽水蓄能电站及其系统运行优化的概率模拟算法

在随机生产模拟中运用负荷曲线分解技术和动态规划方法,提出了抽水蓄能电站及其系统运行优化的概率模拟算法。该算法以系统发电运行成本与缺电损失之和最小为目标,满足了电站水库蓄水及库容限制条件和日或周的抽水-发电循环电力电量平衡条件,计及了抽水蓄能电站在抽水和发电方式下随机停运的影响。算例证明了该算法的可行性,并且可在电源规划、发电计划和系统运行优化中更准确地模拟、分析和优化抽水蓄能电站及其所在系统运行状况。     

电力市场中抽水蓄能电站的生产成本评估与水库的优化利用策略

章应用蒙特卡罗随机模拟理论提出了抽水蓄能电站的生产成本随机模型,该成本模型依据两个概率：机组的强迫停机率和机组市场竞标的落标率。并在生产成本随机模型的基础上提出了抽水蓄能电站生产成本评估的数学模型,探讨了在竞争的条件下抽水蓄能电站水库动态利用策略,包括发电机组的最优发电策略和抽水机组的最优抽水策略。章还给出了基于随机理论和最优化方法的解决这个多级优化问题的可行算法,并结合一个仿真实例,阐明了抽水蓄能水库的市场竞标和利用策略。     

风电-光电-抽水蓄能电站联合优化运行综述

风电、光电和抽水蓄能电站在时间和空间上具有很强的互补性,通过风电、光电和抽水蓄能电站的联合运行,合理配置三者的容量可以有效的降低风电和光电的间歇性和随机性带来的效益损失,提高电网对风电和光电的消纳程度。较为全面地详述了风光蓄联合优化运行的原理,模型及其求解方法,并提出了目前研究中存在的问题。     

基于合作博弈的含清洁能源发电商参与现货市场竞价策略及收益分配

随着清洁能源发电技术的成熟及其建设成本的下降,含清洁能源发电商在参与电力市场时逐渐从补贴对象转变为自主竞价的市场主体。一方面,火电机组具有较好的调节能力,但在较低的预期能源价格期间,昂贵的生产成本可能导致其单独参加现货市场竞标时缺乏竞争力;另一方面,清洁能源出力和现货市场电价的不确定性导致发电商在参与电力市场竞争时需承担投标偏差造成的损失,收益大幅下降。采用风火联合竞价策略可以促使二者优势互补、共赢发展。首先,以含清洁能源发电商参与现货市场竞价利润最大为目标,建立考虑投标偏差惩罚的风火机组联合组成的含清洁能源发电商两阶段随机整数优化竞价模型,采用条件风险价值理论评估清洁能源和电价预测偏差风险,并得到最优竞价策略。对联合后获得的收益,利用合作博弈论中的核仁解给出火电机组与清洁能源机组间的收益分配方法。算例仿真验证,所提竞价策略有效提高了含清洁能源发电商的利润,降低了投标偏差惩罚对含清洁能源发电商收益的影响,增强了含清洁能源发电商在参与现货市场的主动性。     

抽水蓄能电站运行优化的动态规划模型

按照电站抽水—发电循环效益最大化，满足电力电量平衡条件，满足库容、发电出力及抽水功率等限制条件，将抽水蓄能电站的运行优化表达为基于日或周运行优化的多阶段优化决策过程，即抽水蓄能电站运行优化的动态规划模型，并通过算例对算法及应用做了进一步说明。     

新能源并网下混合式抽水蓄能电站竞价策略

随着我国西北地区新能源规模不断增长,弃风、弃光问题日益突出,建设具有更大储能容量的混合式抽水蓄能电站是目前最具有实践价值的解决方案,研究其在现货市场中的竞价策略具有重要意义。本文以黄河上游规划建设中的梯级混合式抽水蓄能电站为研究对象,构建了一个Stackelberg博弈模型,通过解决一个双层优化问题来实现其在日前市场中的利润最大化,其中,上层代表电站收入最大化问题,下层包括独立系统运营商面临的出清问题。结果表明,日前市场中,混合式抽水蓄能电站会在高电价时放水发电,低电价时抽水蓄能,电站与新能源通过打捆方式参与市场竞价的收益要高于两者联合但不打捆参与方式,且均高于混合式抽水蓄能电站单独参与市场竞价的收益。     

抽水蓄能电站日调节与周调节方式运行优化模型

提出了抽水蓄能电站的日调节与周调节方式运行优化模型。按电站抽水 — 发电循环效益最大化，满足电力电量平衡条件，满足库容、发电出力及抽水功率等限制条件，建立了基于混合整数线性规划的算法模型，可应用于电源规划的系统运行模拟，优化抽水蓄能电站的运行方式和发电计划;分析了系统发电成本、电站规模、负荷特性等对电站运行的影响。通过计算实例对算法模型的实用性、有效性做了说明。     

考虑环境效益的抽水蓄能电站日运行方式优化

随着能源短缺和气候环境的恶化,节能减排和可持续发展已逐步深入到电力系统生产运行的各个方面。分析了抽水蓄能电站的环境效益,以系统发电成本和污染物排放的综合费用最低为目标,建立了计及环境效益的抽水蓄能电站日运行方式优化模型。通过对抽水蓄能电站运行容量和备用容量的划分,以最大化调峰效益安排其抽水发电位置,并求解各运行方式下的系统运行成本,寻得最优运行方式。最后通过算例验证了本文模型和方法的合理性。     

含分布式变速抽水蓄能的新能源发电系统灵活性资源规划

针对含分布式变速抽水蓄能和多灵活性资源的新能源发电系统,在分析定、变速抽水蓄能运行特性差异的基础上,提出含分布式变速抽水蓄能的灵活性资源规划模型。该模型详细考虑了定、变速抽水蓄能的运行约束和库容约束,以及电池储能、需求响应、火电机组资源配置。通过松弛变速抽水蓄能的双线性约束,将所建立模型转化为以期望成本最小为目标的混合整数线性规划问题,通过两阶段随机优化方法求解得到最优的规划方案。通过与定速抽水蓄能规划方案对比,分析验证了所提分布式变速抽水蓄能规划方案的可行性以及在经济性和灵活性方面的优越性。     

基于抽水蓄能电站的风光互补发电系统容量优化研究

针对风光互补抽水蓄能电站各部分容量之间的关系,给出了一种基于改进粒子群算法的最佳容量的优化设计方案。通过对抽水蓄能模块的建模分析,建立风光互补抽水蓄能电站容量配置的优化模型,给出相应容量配置要求。研究结果表明,文中互补开发方式可以解决单一发电系统存在的弊端,提高发电效率,具有很好的实际应用价值。     

现货市场中考虑系统运行约束的发电投资风险估计

提出一种在现货市场下对发电资产做实物期权估计和风险评估的改进模型。利用修正后的中值回复模型来描述电价随机过程,该模型考虑了波动性、不确定性和多重周期性等电价特性。在发电商有功优化输出模型中加入系统运行约束。基于上述电价过程和优化输出模型,可对发电资产做实物期权估计。为方便发电投资的风险管理,采用风险价值(value at risk,VaR)和条件风险价值(conditional value at risk,CVaR)等风险计量指标对发电投资作风险估计,帮助发电投资者做出正确的投资决策。基于IEEE 30节点系统的数值仿真实验验证所提出方法的正确性和有效性。     

中长期市场下发电企业发电与购煤安排两阶段决策模型

目前针对市场环境下发电企业生产决策的研究往往仅考虑电力市场的相关因素,但实际上燃煤作为发电企业的主要可变成本早已市场化,企业亟需紧密结合电力市场和煤炭市场,对多种市场交易类型中的发电量与购煤量进行时序优化,以提升利润降低风险。针对该问题,提出一种基于条件风险价值(conditional value at risk,CVaR)的发电企业发电与购煤安排两阶段决策模型。首先介绍中长期市场下包括年前优化、年内滚动优化的两阶段决策框架;其次建立基于CVaR的发电与购煤安排两阶段决策模型,对每月多市场中的发电量和购煤量进行决策;最后以某燃煤发电企业为研究对象进行算例分析,结果表明:所提模型可以实现发电企业发电与购煤安排的协调时序优化,通过将全年发电量和购煤量在年度合约市场和月度市场中进行合理分配,可以在控制CVaR风险的同时获得全年利润的最大化。     

基于负荷曲线量化的抽水蓄能电站运行优化

在抽水蓄能电站运行优化过程中,从抽水蓄能电站参与负荷分配使火电机组运行环境改善的角度出发,提出了对火电机组承担的负荷曲线波动程度进行量化的思想和方法。以负荷曲线量化值最小为目标函数,在计及各种约束条件下运用动态规划法对抽水蓄能电站运行进行优化。并以广东省电网为例,对惠州抽水蓄能电站进行了运行优化,结果显示优化后火电机组承担的负荷曲线波动程度降低,提高了火电机组的发电负荷率,并对供电煤耗进行了校验。结论表明,对火电机组承担的负荷曲线波动程度进行定量计算的方法对抽水蓄能电站的优化运行调度有一定的指导意义。     

现货市场新能源参与方式及其对市场出清价格的影响分析

在我国新一轮电力市场改革背景下,电力现货市场建设进程进一步加快。随着新能源装机的快速增长,将会对电力现货市场竞价交易带来很大影响。基于我国试点运行的现货交易机制,对现行几种新能源参与市场模式进行了分析并提出了适用于新能源快速发展阶段的市场参与机制。建立了包含新能源参与的省级日前市场机组组合模型和实时市场安全经济调度模型。基于某省级电力市场实际运行数据,分析了新能源参与现货市场的不同方式对市场出清价格的影响,讨论了不同新能源渗透率条件下的市场运行结果,为省级现货市场建设提供了参考。     

电化学储能和抽水蓄能电站参与多市场联合运行价值分析

为评估电化学储能和抽水蓄能参与电力市场的运行价值,明确储能的成本效益机制,促进储能商业模式的发展和应用,构建了一种电能量、调频和备用联合市场出清优化模型,将电化学储能和抽水蓄能分别作为市场运营者的调度管理工具应用于联合市场,依据储能参与联合市场前后带来的市场总成本变化以及储能日运行成本,量化对比储能对联合市场所带来运行价值,并通过算例分析两类储能对市场出清价格的影响以及影响储能运行价值的主要因素,以期为储能的规划、建设和运行提供借鉴。     

电力市场环境下抽水蓄能参与电能量市场的优化运行策略

随着可再生能源的快速发展,抽水蓄能在电力系统中发挥着越来越重要的作用,研究抽水蓄能参与市场的优化运行策略,对于提高抽水蓄能运营商和全社会的经济效益至关重要。文章首先介绍了现阶段抽水蓄能参与市场的研究现状,在此基础上建立了抽水蓄能参与电能量市场的二次型优化模型,并对模型进行了拓展,以适应更为复杂和实际的场合。相比于传统的混合整数规划方法,论文提出的抽水蓄能二次型优化方法能减少优化运行时间,并且能帮助运营商在电能量市场中获得更大的期望收益。算例结果验证了所提方法的可行性和有效性。     

电力市场下风电-抽水蓄能混合系统的运行优化

针对风电场与抽水蓄能电站联合运行中可能涉及的发电计划制定及运行优化问题,在风电场功率预测偏差及电价预测模型基础上,通过场景分析以应对风电场出力及电价的不确定性因素,将其划分为日前发电计划制定及运行方式调整的两阶段问题并建立了相应评价模型,在制定发电计划的基础上,通过运行方式调整能一定程度提高风电场及抽水蓄能电站的经济效益,最后通过对一实际算例进行分析,验证了该方法可行有效。     

基于CVaR的供电公司现货市场购电优化决策模型

由于实时电价的剧烈波动和用电量的易变性,供电公司在电力市场交易中面临双侧交易风险,为合理规避市场交易风险,供电公司制定电力交易决策应以风险计量为基础.在假设用电需求为随机变量的基础上,本文利用条件风险价值(CVaR)为风险计量指标,以供电公司利润的CVaR值最大化为目标,构建了供电公司在现货市场的购电优化决策模型,并给出了模型的解析解;同时,分析了供电公司因为购电不足而导致给用户的赔偿额度以及供电公司风险厌恶程度对最优购电量的影响.算例验证了所提出模型的有效性和适用性,表明本模型对供电公司的购电策略具有一定的参考价值和指导作用.     

抽水蓄能电站与火电站配合运行优化模型研究

本文以电力系统运行费用最小为目标，围绕抽水蓄能电站日计划调度及可用容量在承担调峰填谷任务与旋转备用任务之间的有利划分问题，应用动态规划，研究建立了抽水蓄能电站与火电站配合运行优化模型及其求解方法，并以一抽水蓄能电站为背景，作了实例分析。