A multiple objective linear programming model for power generation expansion planning

The planning of new units for electrical power generation is a problem which involves different and conflicting aspects. Besides cost, security issues and environmental concerns must be explicitly incorporated into the models. In this way mathematical models become more realistic, and they enhance the decision maker's comprehension of the complex and conflicting nature of the distinct aspects of the problem. A multiple objective linear programming model for power generation expansion planning is presented. The model considers three objective functions (net present cost of the expansion plans, reliability of the supply system, and environmental impacts) and three categories of constraints (load requirements, operational restrictions and budget). Three generating technologies are considered for power system expansion: oil, nuclear and coal.     

河流梯级开发中电厂投产顺序的优化模型

本文在地区水、火电站组成的电力系统容量扩建基础上,研究了规划期内水电厂和火电厂的投产顺序优化模型。模型中考虑了电厂间相互关联,从而得到含有逻辑表达式的非线性整数规划模型。     

An investigation on the impacts of regulatory interventions on wind power expansion in generation planning

Large integration of intermittent wind generation in power system has necessitated the inclusion of more innovative and sophisticated approaches in power system investment planning. This paper presents a novel framework on the basis of a combination of stochastic dynamic programming (SDP) algorithm and game theory to study the impacts of different regulatory interventions to promote wind power investment in generation expansion planning. In this study, regulatory policies include Feed-in-Tariff (FIT) incentive, quota and tradable green certificate. The intermittent nature and uncertainties of wind power generation will cause the investors encounter risk in their investment decisions. To overcome this problem, a novel model has been derived to study the regulatory impacts on wind generation expansion planning. In our approach, the probabilistic nature of wind generation is modeled. The model can calculate optimal investment strategies, in which the wind power uncertainty is included. This framework is implemented on a test system to illustrate the working of the proposed approach. The result shows that FITs are the most effective policy to encourage the rapid and sustained deployment of wind power. FITs can significantly reduce the risks of investing in renewable energy technologies and thus create conditions conducive to rapid market growth.     

计及分布式发电的配电网扩展规划

计及分布式发电(DG)进行配电网扩展规划.从电网年支出费用的角度出发,采用蒙特卡洛方法模拟DG的出力,建立新的数学模型.提出一种基于隐性编码方式的遗传算法,用它对待选新建或升级改造线路、DG的种类、位置和容最进行综合优化规划,并分析DG出力不确定性及其发电成本对规划的影响.经算例验证,对DG进行合理地选择、布点和定容,能够给电网带来可观的经济效益.     

偏差电量考核下风光储混合发电商的市场均衡博弈研究

为了更直观地分析风光储混合发电商对市场均衡博弈结果和市场力的影响,在偏差电量考核衡量风光储混合发电出力随机波动性的基础上,综合考虑各发电商的出力限制和储能系统的运行约束,建立以风光储混合发电商和传统发电商收益最大化为目标的市场均衡博弈模型,调用CPLEX软件求解利用非线性互补函数处理得到的混合整数规划模型,并对比分析了风光储混合发电商作为价格接受者和影响者参与电力市场竞争对均衡博弈电价和投标出力的影响。结果表明,风光储混合发电商参与电力市场竞争可抑制传统发电商的市场力,对电价有显著的\"削峰填谷\"作用;当风光储混合发电商作为价格影响者时,对电价的影响会减弱,但其收益有所增加。     

实海况条件下磁流体波浪发电机的优化设计

以点吸收式波浪发电装置为例,考虑浮体和阻尼板在垂荡方向上的运动响应特性及磁流体发电机的发电特性,利用遗传算法优化不同规则波况下磁流体发电机的结构参数,得到装置投放于南海某岛屿附近时不同平均有效波高下的发电效率.然后,根据该岛屿全年波况的频率分布规律,计算得到全年发电量,年发电量最大时磁流体发电机结构参数最优.与传统按主...     

规模化养殖场沼气工程温室气体减排选址优化模型研究

我国严峻的能源现状和不断加大的生态环境压力亟需大力开发可再生能源.在规模化养殖场建沼气发电工程,不仅能减少养殖场温室气体的排放,还对电力企业的减排做出了贡献.根据沼气发电的现状和特点,运用整数规划求解方法,结合联合国政府间气候变化专门委员会提供的温室气体估算方法学及缺省值,以规模化养殖场沼气发电工程减排温室气体的二氧化碳当量为优化目标,建立规模化养殖场温室气体减排选址优化模型.案例分析表明:优化后,项目比原方案每年多减排温室气体2.0×1010t二氧化碳当量.     

基于时序生产模拟的光伏接入容量研究

随着城市电网中光伏容量不断攀升,其容量规划问题的研究也迫在眉睫。该文考虑光伏出力与城市负荷的时序关系,结合火电机组的调频限制,利用混合整数线性规划法建立一种基于时序生产模拟的光伏容量规划模型。规划目标为在满足负荷需求下综合发电成本最低,包括火电机组调频成本和弃光成本。最后,以中国某地区实测数据为例,验证了该方法的有效性,同时分析了光伏接入容量与负荷类型的关系,为城市电网光伏容量规划提供了参考。     

考虑动态频率响应的风光水互补发电短期优化调度模型

针对风光并网会降低系统惯量、削弱系统调频能力的问题,综合考虑水电机组同步惯量、风电场和光伏电站的虚拟惯量和下垂控制作用,提出含风光水的多机系统动态频率响应模型,推导系统频率变化率约束、最低点频率偏差约束和准稳态频率偏差约束。基于此,为实现清洁能源利用最大化,以弃风、弃光、弃水最小及水库调度期末蓄能最大为目标,兼顾梯级水电、风电、光伏和发电系统的多种运行约束,构建风光水互补发电系统短期优化调度模型,并使用混合整数线性规划方法进行求解。最后通过算例仿真验证所提模型的有效性和适用性。     

考虑抽水蓄能及电网运营成本的源荷储协调优化调度

将需求侧响应与抽水蓄能电站纳入系统优化调度,借助需求侧管理与抽水蓄能电站对负荷分布的调控能力以达到提高风电消纳水平和降低电网运营费用的目的。以弃风总量最小和电网购电费用最低为优化目标,并考虑系统功率平衡、机组启停时间、爬坡能力、机组出力界限、系统备用等约束条件,构建含大规模风电的源荷储协调优化调度模型,将模型转化为混合整数问题并应用MOSEK优化软件对其进行求解。算例结果表明,借助需求侧管理与抽水蓄能电站的协作效应,系统对风电消纳能力将有所提高,电网购电费用亦进一步降低。     

基于遗传算法的直驱式海浪发电系统最大功率跟踪控制

针对直驱式海浪发电系统在非规则海浪中能量捕获效率较低问题,提出遗传算法控制方案.以规则海浪下发电系统模型为基础,推导出非规则海浪下发电系统输出功率模型.采用遗传算法对参数种群进行选择、交叉、变异、迭代,辨识出符合当前海况的最优发电系统参数,结合空间矢量控制算法实现发电系统最大功率跟踪控制.仿真对比结果表明,该算法能有效...     

基于If-Then-Else规则的热电联产系统能量调度方法

为了降低热电联产系统能量调度算法计算的复杂度,减少计算时间,提出了一种基于If-Then-Else规则的热电联产系统能量调度方法。通过引入逻辑变量来描述设备的启停状态和工作模式,建立混合逻辑动态模型,在模型预测控制的框架下,根据实时电价以及本地能源、电力负荷和热力负荷的预测结果,为模型中的二元决策变量赋值,从而将模型中的混合整数线性规划问题转化为线性规划问题。最后,通过仿真将本文提出的方法和混合整数线性规划方法进行比较,结果表明,本文所采用的方法在性能上几乎没有损失,平均计算时间降低65%。     

垃圾焚烧发电污染物排放过程建模与优化

提出了一种融入灰色关联度分析的最小二乘支持向量机建模方法,建立了垃圾焚烧发电污染物排放过程模型。验证结果表明,模型预测值与实际值的最大相对误差为7.8%,模型拟合平均绝对百分误差最大为4.67%,外推平均绝对百分误差最大为3.98%,模型能够较好地模拟垃圾焚烧过程中污染物排放过程特性。在此基础上,拟合设计了垃圾焚烧过程排放烟气污染物多目标优化函数,以二噁英排放值为主要评价指标,从Pareto最优解集合中选取出二噁英排放值较低的最优解子集。结果表明,优化计算值明显低于实际值,验证了设计方法的可行性和有效性。     

基于自适应遗传算法的金盆水库优化调度研究

根据黑河金盆水库的具体情况。建立了水库优化调度的多目标非线性数学模型。分别利用动态规划、遗传算法和自适应遗传算法求解模型。结果表明，自适应遗传算法由于能够根据群体适应度的分散程度以及个体优劣进行参数的自适应调整。使得算法在保持种群多样性的同时，保证算法的收敛性，其收敛速度和计算结果都明显优于其他两种算法。