考虑风电最大化消纳的电力系统多目标优化

风电出力存在随机性和波动性,可灵活调节电源配置比例偏低,给风电消纳带来巨大挑战。为实现风电最大化消纳,提高电力系统经济运行效益,本文构建了考虑购电成本最小、风电消纳电量最大的多目标优化模型,采用第二代非支配排序遗传算法对优化模型求解;搭建含5台火电机组、1个风电场的电力系统模型,仿真验证了多目标模型及算法的有效性,实现了购电成本最小和风电消纳电量最大的目标。     

考虑就地消纳与外送相协调的可再生能源生产模拟

为了实现高渗透率间歇性可再生能源就地消纳与外送相互协调,通过分析可再生能源出力与负荷的相关性,建立可再生能源机组生产模拟计算模型。同时优化考虑电网安全约束的不同电源开机组合,开展电力系统生产模拟研究。基于可再生能源就地消纳和外送通道建设综合考虑后的经济性为约束的模型函数,确定各个间歇性可再生能源的消纳电量、外送电量和弃电电量,从而使得电网系统能够获得在就地消纳和外送相协调运行模式下的最优综合效益。最后通过算例及仿真结果对所提的模型进行验证。     

考虑可再生能源电力消纳的跨区域电源规划研究

电源规划是电力系统发展规划的重要组成部分。结合跨区域电力交易和可再生能源电力消纳机制,建立区域内多省份电源规划模型,使用遗传算法进行求解并模拟不同方案对电源新建投产的影响。结果表明:跨区域电力交易能够影响区域内各类电源新建,降低发电行业的总成本和碳排放量;可再生能源电力消纳制度能够提高可再生能源电源装机容量,但也会增加发电行业的总成本。     

考虑经济环境平衡的风光火联合外送调度策略多目标优化

风光火电联合调度运行是推动可再生能源发展的重要途径,并对发电调度策略提出了新要求。文章在经济环境平衡的原则下,以企业购电成本最小、可再生能源发电量最大、可再生能源出力波动最小为目标构建风光火电联合调度多目标优化模型,使用主要目标优先级法转成单目标规划后借助Lingo软件求解,并应用于天中直流输电工程的配套电源中,通过4个季节下的典型日调度结果对比分析,验证了所提出的优化模型在促进可再生能源消纳和节能减排方面的作用。此外,辅助服务费用纳入购电成本使得火电机组负荷分配更加平均。     

考虑可再生能源消纳责任权重的年度合同电量月度分解方法

在可再生能源电力消纳保障机制的政策背景下,作为电力系统运行的主要参与者之一,省级电力交易中心需要积极承担可再生能源电力消纳责任,通过编制合理、有效的月度电能交易计划,促进可再生能源电力的消纳和政策的落实.文中提出了一种考虑可再生能源电力消纳责任权重的年度合同电量月度滚动分解方法.该方法基于优化和决策理论,通过对影响可再生能源电力消纳的因素的分析,建立了考虑可再生能源电力消纳责任权重指标完成难度和空气污染指数的双目标优化模型.除此之外,模型通过对剩余月份合同电量的整体优化,保证了电量执行的可行性和分配的公平性.算例结果验证了所提方法的合理性和有效性.     

低碳背景下考虑时序特性的分布式电源优化规划研究

分布式发电是利用可再生能源,缓解能源危机和环境问题的重要途径.基于不同类型分布式电源出力及负荷时序特性,建立考虑可再生能源利用的分布式电源优化规划模型,模型以向上级电网购电量最小为目标.采用自适应混沌粒子群算法对模型进行全时序计算,得到满足各时段下约束的分布式电源规划方案,确定DG安装位置和容量.最后通过Baran&Wu 33节点配电系统算例,分别在某夏季典型日和全年时段内验证了模型和算法的合理有效性.     

我国电力系统发展面临的主要研究课题

1.实行优化规划,合理利用能源 (1)电力系统的发展及规划流程 经济发展—能源平衡—电源布局—电网结构 (2)优化的规划方法和常规方法 常规方法:电力电量平衡,网络分析,方案比较。 优化方法:数学模型考虑投资运行费最省,确定目标函数和约束条件。 (3)宏观决策的科学化要求全套计算软件,系统工程方法,预测经济发展,能源需求,负荷增长,发电能源构成及政策,水、火、核综合利用;电源布局:各负荷中心及电源安排时间和位置;电网结构:联网方式和     

考虑市场过渡和中长期合约电量分解的水火电短期多目标发电调度

新电改的实施给现行的电网集中发电调度带来极大挑战,出现了电力交易和市场各方利益综合需求下的竞价与非竞价机组混合发电调度新难题。以云南和贵州电力市场改革为背景,从电网日前计划编制实际需求出发,兼顾购电经济性、节能降耗、竞价与非竞价机组调度公平性目标,考虑水电、火电及系统运行复杂约束,构建优化模型。提出中长期合约电量分解的二次规划方法,并以分解后的日电量为约束,保证竞价机组调度公平性;采用模糊优选法处理多目标模型,通过引入启发式策略,增加自适应参数,提高算法的稳定性和收敛性,实现模型高效求解。仿真测试表明,所提模型及方法在不同电源结构下均可获得合理调度结果,为过渡时期电力系统发电运行提供决策支持。     

考虑碳减排效益的可再生电源规划

针对风电、光伏等可再生能源的快速发展,给电力系统规划带来的显著影响,将各种能源发电的碳减排效益引入电源规划之中。首先介绍了风、光、水、火等各种发电形式的碳排放强度,结合单位CO2处理成本,得到各种电源的碳处理成本。在此基础上考虑风电、光伏出力的间歇性、波动性,在保证电力电量平衡的前提下,以发电运行成本、CO2处理成本最小为电源规划的目标函数,建立考虑碳减排效益的电源规划模型。最后,以IEEE 30节点测试系统结合我国某地区实际数据构造算例,应用蚁群算法求解,给出了不同工况下的规划结果,验证了所提出的模型与方法的合理性与有效性。     

市场交易下电力联合外送多主体利益分配优化

参与主体的利益分配影响着电力联合外送系统运营的可持续性,而外送系统中电力电量的配置结果决定其经济与社会效益水平。在考虑外送系统参与主体的利益诉求下,提出了风光火联合外送两阶段运营优化模型。首先分析不同电源的利益冲突,以厂商发电利润最大构建电量分配模型,并求得均衡发电利润;然后考虑输电的经济和社会效益,以购电成本最小和可再生电力外送最大构建电力分配模型,将均衡利润改成厂商盈利保证约束,通过综合发电层与输电层的利益考量,实现联合外送系统的优化调度;最后,通过算例分析求得电力电量及利润分配结果,并探讨电量分解方式和盈利保证约束的影响及作用,结果显示该模型能在保障参与主体利益分配均衡的情况下促进可再生能源消纳。     

考虑电力系统灵活性的网-储联合规划

高比例可再生能源接入电网使得规划问题更加复杂。提出考虑电力系统灵活性的网-储联合规划方法。分析风电和光伏出力的相关性,采用蒙特卡罗方法生成大量可再生能源发电和负荷场景。基于k-means聚类算法对生成的场景进行缩减,并利用改进的遗传算法确定最优聚类数。通过斯皮尔曼系数筛选典型场景,构建考虑生成概率的典型场景集合。建立以提升灵活性、降低投资成本为目标的双层网-储联合规划模型,并采用灰狼算法迭代求解。算例分析结果表明所提网-储联合规划方案能够有效地提升电力系统灵活性,促进可再生能源消纳。     

考虑配电网消纳能力的分布式电源与储能优化配置

计及经济性及电网运行约束对配电网中分布式电源及储能进行合理规划,是提高新能源利用率及消纳能力的重要解决方案。提出一种配电网中分布式电源及储能的选址定容双层优化方法,内层考虑新能源及储能电池的时序特性,基于日内最优潮流与虚拟调度思想确定消纳运行方案;外层基于运行方案,综合考虑电压偏差、运行成本、弃风弃光惩罚,利用粒子群算法确定最优配置方案,提高配电网的消纳能力。采用IEEE 33节点配电网测试系统算例验证了所提方法的有效性。     

跨区特高压直流外送优化提升新能源消纳能力研究

随着跨区特高压通道陆续建成投产,“三北”地区外送能力逐年增加,但新能源弃风、弃光问题并未根本解决。结合电网生产运行实际情况,对多区域间特高压直流外送功率协调优化促进新能源消纳开展研究。首先,分析了典型地区新能源弃电功率的分布特点,研究了不同区域间新能源发电功率的互补性;然后,建立了考虑跨区直流功率优化的新能源消纳能力计算分析模型;最后,针对多地区测算了跨区特高压直流互补促进新能源消纳的效果。算例分析结果表明,所提出的特高压直流优化运行方法提高了全网的新能源消纳能力,可实现多地区新能源消纳空间的充分利用。     

针对电网负荷突变的可再生能源系统并网算法研究

RPS（可再生能源系统）的推广需要考虑特定电网的供求量、气象及地理特性,以预测合理的RPS容量及最优经济配比,从而达到建设成本的最优.一种合理的并网算法,能够保证RPC 与负荷需求的供需平衡,同时保障电网的电压水平.利用一个模拟电网模型,基于潮流算法设计了一种电网负荷突变的RPS并网稳定算法,以确保电网内负荷突变与RPS的供需平衡及电能质量.     

风-光-沼可再生能源发电的电源有效接纳容量评估

为解决可再生能源发电存在间歇性问题,提出一种风-光-沼可再生能源发电的电源有效接纳容量评估方法。基于风-光-沼可再生能源发电系统结构特点,以成本经济性和供电可靠性为目标,以系统稳定性、电量供需均衡性及各微电源输出功率最大值为约束条件,建立电源有效接纳容量评估模型。采用改进粒子群的电源双层规划方法,求解电源有效接纳容量评估模型,通过自适应变异粒子群解决粒子群优化算法易陷入局部最优解情况。利用2个粒子群优化算法的交互迭代规划电源上下两层,求解最佳电源有效接纳容量。以L省某负荷中心为实验平台展开算例分析,结果表明:该方法具备风-光-沼可再生能源发电电源有效接纳容量评估可行性和有效性,通过协调控制可以保证负荷中心稳定运行。     

提升配电网新能源消纳能力的分布式储能集群优化控制策略

针对分布式电源大规模接入配电网造成的资源浪费与储能系统经济性有待提高的问题,提出一种用于提高分布式电源消纳和储能系统经济性的集群储能控制策略.首先,建立了兼顾系统模块度与有功功率平衡度的综合性能指标,并提出了基于遗传算法的集群划分方法.然后,通过逐层进行配电网与集群层面的削峰填谷,依次确定集群储能及节点储能功率;在计及配电系统安全、储能系统运行等约束条件下,构建了集群储能经济模型,分析既有储能配置下可消纳新能源比例及储能系统日运行收益,确定各节点储能最优时序出力.仿真结果表明,所提控制策略可以促进配电网新能源消纳,提高储能系统运行经济性.     

考虑电动汽车的微电网复合储能容量优化配置

复合储能在微电网功率平衡、平抑可再生能源波动、提高电池使用寿命等方面有着显著作用,是未来微电网储能发展方向之一。针对含有风力发电和光伏发电的微电网,考虑微电网中电动汽车有序充放电,建立复合储能容量优化模型。通过经验模态分解分割平抑任务,最后利用粒子群优化算法对所搭建模型进行求解。比较无电动汽车、电动汽车随机充电和有序充放电3种模式下的容量优化配置结果。通过搭建仿真,对有序充放电模式下复合储能的功率分解以及荷电状态进行分析,验证了该方法在平抑波动方面的有效性。     

基于时序运行模拟的新能源配置储能替代火电规划模型

随着风电、光伏自身成本不断下降,经济性上逐步具有替代火电的条件,同时,随着风电、光伏替代火电规模的增加,系统需要引入储能来应对系统不断增强的净负荷波动.为更加科学地量化评估新能源配置储能替代火电的经济性和规模,首先建立计及电力系统灵活性需求、基于精细化时序曲线运行模拟的电源和储能联合优化规划模型,以系统总成本最低为优化...     

虚拟电厂参与下含高渗透可再生能源系统的运行策略

为电力系统能够规模化灵活控制分布式可再生能源与可控负荷参与系统市场交易和优化调度。本文提出一种虚拟电厂(Virtual Power Plant,VPP)参与下含高渗透可再生能源的双层优化调度模型,将虚拟电厂作为独立市场主体参与系统调度,两层之间交替求解,实现协同优化;同时利用威尔分布、贝塔分布模拟风电、光伏的随机性,计及可再生能源出力不确定性带来的高估与低估成本。针对双层优化模型,混合整数、非凸、非线性、多目标的特点提出一种新颖的多目标飞蛾扑火算法(Multi-objective Moth-flame optimization, MOMFO)。最后通过修改后的IEEE39节点为算例验证文中提出的模型可均衡各层收益主体,在维持安全稳定运行的前提下,系统运营利润最大化,有效实现了电力系统的可持续性发展;同时也验证了多目标飞蛾扑火算法的有效性与竞争性。     

基于可再生能源发电的微网技术研究

随着智能电网建设目标中提出加强新能源电站配套电网建设,使之成为接纳新能源的"高速公路",风力发电、光伏发电及生物质能发电等可再生能源发电备受关注。介绍一例基于可再生能源发电的"微网化"系统运行状态,探讨微网技术在弥补新能源发电的间歇性和降低其对电网的影响方面的优越性。