基于风险量化的事故备用容量协调分配方法

备用容量在区域电网间如何分配将影响电力系统的可靠性和经济性。基于此研究了备用配置方案的风险量化评价指标,进而提出了一种计及成本效益比的电网事故备用容量风险量化协调分配方法。该方法首先分析了区域成本效益比、功率缺额事故发生概率、备用成本、缺电成本等因素对系统备用分配的影响,并对事故备用配置及备用配置不足所带来的风险分别进行了量化,然后基于量化结果重新分配区域电网的事故备用容量。最后基于IEEE 118节点系统进行了仿真计算,验证了本文所提方法的有效性和合理性。     

市场环境下的负荷备用容量

经济利益是市场环境下电网公司所追求的重要目标之一。利用概率统计方法，对切负荷措施的可行性、保留负荷备用容量成本及切负荷赔偿费用进行了分析，提出市场环境下负荷备用容量的确定应在综合考虑保留备用容量成本和切负荷赔偿费用的基础上，求取经济上最优的负荷备用容量。数字份真结果表明方法可行，且具有较好的经济性。     

哈郑直流投运后河南电网事故备用适应性及应对策略

分析了哈郑直流的故障特性,探讨了哈郑直流投运对河南电网运行可靠性的影响,提出了采用基于成本效益分析的事故备用确定策略以折衷可靠性和经济性,并根据我国电网调度特点,设计了简化求解数学模型,提高了计算效率。以河南电网2016年夏季大负荷日为例进行了计算分析,结果表明,该日最佳的事故备用容量略小于哈郑直流单极闭锁容量加上1台主力发电机停运所损失的容量,但会受到闭锁概率、失负荷价值、燃煤价格等因素的影响而变化;电解铝等可中断负荷参与事故备用,将有效替代燃煤机组旋转事故备用,大幅提高事故备用的经济性。     

基于系统频率响应特征的电网广义旋转备用优化配置

现有的旋转备用配置方法多将旋转备用的来源限定于常规发电机组,较少虑及储能装置与柔性负荷等新兴电力设施对旋转备用优化配置的积极影响。为此,文中提出了电网广义旋转备用的概念;借助序列化建模思路与可描述随机变量取值相依结构的Copula函数,建立电网等效负荷(电网原始负荷与对应时刻点新能源发电出力的差值)波动量与预测偏差模型;综合考虑系统频率响应特征,以电网广义旋转备用购置成本、停电损失成本与弃新能源发电成本最低为目标,提出一种基于系统频率响应的新能源高渗透电网广义旋转备用优化配置方法。以新疆某新能源高渗透区域电网实际运行数据为依据,仿真验证了所提方法的可行性。     

计及风险因素的事故备用容量购买决策模型研究

针对电力系统中事故发生概率不同,通过购买需求侧低电价和高赔偿事故备用容量,并与发电侧备用容量优化组合,在取得经济性的同时,也带来了一定的风险性。基于经济学中的效用和风险理论,同时考虑备用容量和电量价格波动以及事故发生带给供电公司的风险性,建立了考虑经济性和风险性的最优事故备用容量购买模型。并利用蒙特卡洛方法对一个研究时段内的最优备用容量分配进行了仿真求解。结果表明,所建模型能为电力公司购买事故备用容量提供一定的风险决策依据。     

计及风险因素的事故备用容量购买决策模型研究

针对电力系统中事故发生概率不同,通过购买需求侧低电价和高赔偿事故备用容量,并与发电侧备用容量优化组合,在取得经济性的同时,也带来了一定的风险性.基于经济学中的效用和风险理论,同时考虑备用容量和电量价格波动以及事故发生带给供电公司的风险性,建立了考虑经济性和风险性的最优事故备用容量购买模型.并利用蒙特卡洛方法对一个研究时段内的最优备用容量分配进行了仿真求解.结果表明,所建模型能为电力公司购买事故备用容量提供一定的风险决策依据.     

电网备用容量可靠性研究

综述了国内外大型电网在确定运行备用容量时所采用的方法及其特点。指出合理的配置电网备用容量,是电网安全、优质运行的根本保证。从通行的评估电网可靠性方法出发,详细分析了各种评估方法的优缺点,提出采用概率分析法,来评估电网预留备用容量。而通过概率方法得出的一系列可靠性指标,可以指导电网运行者合理的预留和分配电网备用容量。最后,指出了电网备用容量可靠性研究的具体实施方法、步骤,以及今后的发展方向。     

微电网发电备用配置优化问题

作为反映微电网发电容量充裕性的重要指标,微电网不可再生分布式发电备用(简称发电备用)配置与微电网运行可靠性与运营经济性密切相关。针对微电网中可再生分布式发电与负荷需求的高度不确定性,将微电网备用分为外部与内部两类备用,前者为大电网参与微电网备用(简称大电网事故支持备用),而后者则包括发电备用、储能、低电价与高赔偿两种可中断负荷。为兼顾微电网运行可靠性与运营经济性,提出微电网发电备用配置优化问题,并从模型建立与求解两个方面对该问题进行较为全面的评述。强调为提高微电网发电备用配置的经济性,需要充分利用微电网各类备用之间的经济互补特性,以量化指标反映微电网各类备用的配置成本与调度风险,并以两者之和最小为目标函数来优化发电备用配置。     

基于可再生能源不确定性的电力系统双侧备用容量优化

在全球能源互联网背景下,以风电为代表的新能源入网给电力系统安全稳定运行带来新的挑战,同时也对备用容量配置提出了更高的要求,为此提出以双侧备用成本期望最小为目标函数的备用容量优化模型。在考虑需求侧响应中的可中断负荷,以及风速预测偏差和负荷预测偏差等不确定性因素的基础上,建立了满足经济性和可靠性要求的备用容量配置原则。并基于蒙特卡罗随机模拟的遗传算法对改进10机测试系统进行了求解,经过算例求解得到考虑需求侧响应的备用容量优化决策的经济性更好。与以往传统的备用容量配置相比,双侧备用容量配置能够在系统整体内实现资源的优化分配,同时也可以提高风电消纳能力,实现电力系统安全性和经济性最优。     

计及V2G备用服务的交易模式

随着电动汽车的普及,电动汽车接入电网(vehicle-to-grid,V2G)备用的引入将不可避免地影响传统备用市场交易模式。从可靠性和经济性角度,对比分析了V2G备用与发电备用的异同,指出了含V2G备用的市场交易特点,并分析了在一定可靠性要求下,未来交易中备用需求、供给与价格间之间的联动关系。以此为基础,提出了以购置成本和风险成本总和最小为目标,以可靠性综合电价作为衡量指标的计及V2G备用服务的备用交易新模式,并基于顺序投标法给出了具体求解方法。该模式综合考虑了电动汽车用户参与备用服务的违约概率和传统发电备用的事故概率,实现了V2G备用与发电备用的联合优化调度,为未来含V2G的备用服务交易模式提供了一种新思路。最后,通过算例验证了所提交易模式的有效性和正确性。     

区域互联电网电能量与备用辅助服务联合优化模型研究

电能量市场与备用辅助服务市场联合优化能够在满足系统安全运行约束的前提下实现经济效益最优,是国外典型电力现货市场运行的最佳实践。在我国现行的"分层分区"电力调度管理体制下,电网安全与备用容量管理在区域、省级调度中心之间各有权责,存在全系统及各分区的备用需求容量配置、分区间备用的有效调度等问题,不能直接照搬国外的电能量与备用联合出清机制与模型。分析了我国区域互联电网条件下的电能量与备用辅助服务联合优化市场模式,提出了计及多因素的系统及各分区的备用需求容量设置方法,分别构建了单区域、多区域互联两种情形下的联合优化出清数学模型。最后,基于三区域IEEE-RTS96系统进行算例分析,验证了所提分区备用需求容量配置方法及区域电网联合优化出清数学模型可充分考虑区域间运行约束对预留备用容量有效性的影响,从而极大提升系统运行的可靠性。     

计及可靠性的日前旋转备用容量评估指标

在日前发电计划中,对旋转备用容量进行合理配置是保障电网安全可靠运行的必要手段。在分析大规模新能源接入、特高压直流输电馈入等条件下电网旋转备用需求特征的基础上,分析了传统可靠性指标用于旋转备用容量评估的适用性,提出了T_r电力不足期望值、非事故备用满足概率、事故备用满足度等日前旋转备用容量评估指标,并对日前旋转备用容量评估的数据需求和处理方法进行了分析,最后,基于区域电网历史数据通过算例论证了文中所提出的旋转备用容量评估指标及旋转备用容量需求计算方法的有效性。     

考虑频率偏差的多目标备用优化分配策略

充裕的电力系统备用对于稳定系统频率及电压、保证电网的安全运行具有非常重要的意义。兼顾系统运行可靠性和经济性,考虑机组故障、风电出力和负荷波动等不确定因素,建立了以最小化系统备用成本和系统频率偏差为目标的多目标机会约束规划模型,并基于改进快速排序技术的遗传算法对优化模型进行求解,得到了系统旋转备用最优分配方案。通过IEEE测试算例验证了文中优化模型及算法的有效性。本文的研究为电力系统备用优化配置提供了新的思路。     

考虑源荷协调的风电并网系统旋转备用容量优化

风电的接入给电力系统带来更大不确定性,要求电网公司购买更多的旋转备用以维持电力系统的功率平衡和稳定,兼顾系统运行可靠性与经济性的旋转备用优化配置具有重要意义。考虑风电、需求侧互动资源,提出一种基于多场景的概率性旋转备用优化方法。该方法综合考虑风电预测误差、负荷波动及发电机非计划停运不确定性因素对旋转备用的需求,将弃风、可中断负荷分别作为部分负、正旋转备用融入发电日前调度计划,以购电总费用最低为目标函数建立日前机组组合优化模型,获得各时段旋转备用优化配置量。通过对IEEE 30节点、IEEE 118节点系统进行算例分析,验证了所提方法的正确性和有效性。     

计及加权网络拓扑的备用购买双层决策

为反映大电网多市场环境下对电网运输的不确定影响,提出了加权网络拓扑分析下的电力交易对备用服务的购买模型。以备用服务为研究对象,基于线路电抗的加权电网拓扑,考虑关键线路的备用可用率,构造了考虑阻塞风险的备用获取模型,并利用双层规划进行全局优化计算得最优备用分配。该模型通过带阻抗权重的将电网简化为有向加权稀疏连通图,从输电通道裕度角度和发电容量归属建立脆弱深度指标,定量反映不同交易注入下通道受扰程度。上层优化以供电公司效用最大化为目标,下层以备用成本最小化为目标,以通道受扰程度为约束。算例结果表明备用通道分析可方便调度人员明确通道冗余度状况,加大了安全性和经济性。     

计及需求侧储能事故备用风险与火电机组深度调峰的 经济优化研究

针对电网调峰过程中需求侧储能(Energy Storage, ES)事故备用闲置时间过长,以及传统火电机组深度调峰(Depth Peak Regulation, DPR)成本较高的问题,提出了一种考虑需求侧储能事故备用风险与火电机组深度调峰的经济优化方法。首先,通过分析天气状态、负载率水平以及故障风险类型等影响因素,构建了考虑需求侧的ES风险量化模型、ES事故备用调峰经济模型。其次,结合火电机组进行深度调峰时对机组损伤及燃料需求分析,构建了考虑火电机组投油成本的深度调峰经济模型。最后,提出了一种基于需求侧风险量化的ES事故备用辅助火电机组DPR的经济优化模型,采用粒子群优化算法在修正后的IEEE30节点系统中进行算例验证。结果表明ES事故备用参与DPR能有效提高电网调峰能力和ES事故备用利用率。     

考虑两级协调和分区备用的多区域输电检修计划

互联电网中各区域分别编制检修计划的模式易影响区域间的新能源输送和备用互济,多区域一体化检修的需求愈发强烈。为此,设计了一种两级协调的输电网检修计划新模式。首先,各区域对中长期预测数据和机组成本信息进行整合上报;然后,上级调度基于各区域上报信息建立考虑新能源输送、负荷供应和备用互济的多区域联络线检修计划模型;最后,各区域基于上级调度的联络线检修计划结果进行区域内检修计划编制,并满足分区备用需求。通过IEEE 118节点算例分析以及某实际区域电网测试证明了所提方法的正确性和有效性。     

智能电网环境下需求响应参与系统备用的风险协调优化模型

基于风险管理思想,构建了智能电网环境下紧急需求响应参与系统备用的协调优化模型。通过对备用容量配置的风险分析,运用马尔可夫链预测未来时段的系统运行状态概率,考虑事故发生后系统安全运行所付出的费用代价,实现了以概率方式对事故状态集的货币化度量,从而将事故后的风险损失引入备用优化模型。在电力市场环境下有效优化了发电侧和需求侧备用资源的配置。IEEE30节点系统算例表明,所提模型和方法有效可行。     

智能电网环境下需求响应参与系统备用的风险协调优化模型

基于风险管理思想,构建了智能电网环境下紧急需求响应参与系统备用的协调优化模型.通过对备用容量配置的风险分析,运用马尔可夫链预测未来时段的系统运行状态概率,考虑事故发生后系统安全运行所付出的费用代价,实现了以概率方式对事故状态集的货币化度量,从而将事故后的风险损失引入备用优化模型.在电力市场环境下有效优化了发电侧和需求侧备用资源的配置.IEEE30节点系统算例表明,所提模型和方法有效可行.     

考虑可调控负荷和储能的区域互联备用优化模型

跨区互联能有效促进清洁能源消纳,但跨区互联会对区域内部机组备用及线路传输裕度产生影响,进而给电网安全稳定运行带来挑战。随着泛在电力物联网建设进程的推进,用户侧负荷需求响应不断深入,且分布式发电、储能技术也迅速发展,为解决区域互联备用问题提供了更多有效方式。同时,随着泛在电力物联网下电网结构的复杂化,传统集中式算法面临信息存储、数据交换、信息保护方面的问题。基于分布式算法,针对储能和可调控负荷参与下的跨区互联协同调度问题进行了研究。首先,建立了考虑风光火储和可调控负荷的多区域调度场景。然后,以多区域系统总运行成本最小为目标函数,考虑不确定性下的鲁棒等价约束,由此建立多区域优化调度模型,并采用分布式算法进行求解。最后,通过算例分析验证了鲁棒等价约束的有效性及储能系统和可调控负荷对缓解机组备用压力的有效性。