数据驱动下基于风电场景的多时间尺度调峰调度

<正>风电的并网应用需要解决如何提升其调峰能力以满足电网安全稳定运行要求的问题。为此,首先基于风电-负荷数据驱动建模建立了风电场、负荷及传统电源等多时间尺度场景库;然后基于数据驱动场景生成算法生成了历史、日内及实时时段调峰场景库;最后构建了风-火-储协同调峰模型并对其进行了算例分析,验证了所提模型的有效性。     

多时间尺度的新型电力系统调峰分析

随着新能源穿透率的提高，新型电力系统在电力保供和新能源消纳两方面的问题愈发突出。首先，分析了新型电力系统在季节尺度、连续多日尺度和日尺度遇到的向上调峰和向下调峰的问题和解决思路；然后，提出了基于电量平衡和生产模拟的多时间尺度调峰分析方法和流程；最后，以某省级电网为算例，对该系统各时间尺度的向上、向下调峰情况进行了详细的测算分析，并给出了解决不同时间尺度调峰问题的建议措施。     

基于分布鲁棒模型预测控制的微电网多时间尺度协同优化调度

源荷多元不确定性给“源荷储”一体化微电网优化调度带来了诸多挑战,但传统方案存在优化模型过于片面极端和时间尺度单一导致调度不合理的问题,无法兼顾可靠性和经济性,并且难以协调不确定性分析方法与不同时间尺度之间的配合关系。基于数据驱动的多离散场景分布鲁棒方法,提出了一种微电网两阶段分布鲁棒日前优化调度模型,使用列和约束生成算法进行求解。结合改进分布鲁棒优化的不确定方法、多时间尺度调度策略和模型预测控制理论,通过逐级细化调度时间尺度和减小预测周期的长度来提高精度,以最小化发电成本以及调节成本等为目标建立了日前-日内多时间尺度滚动优化调度模型,在较大程度上抵抗了系统不确定性因素的影响。结合算例仿真分析,进一步说明了所提模型能够有效消纳新能源、降低运行成本并且兼顾安全经济。     

消纳大规模风电的多时间尺度协调的有功调度系统设计

大规模风电的接入对电网调度模式和技术提出了重大挑战.通过分析风电预测精度随时间尺度逐级提高的特性和有功调度的固有特点,提出了多时间尺度协调的有功调度模式及其关键技术.这种调度模式是基于"多级协调、逐级细化"的思路,将上一级遗留的偏差由下一级来修正.文中首先介绍了该系统的整体构架和总体思路;然后,分析了发电态势分析的几个...     

基于柔性负荷可控裕度的多时间尺度调峰优化

如何引导海量分散分布的负荷侧资源参与电网调控运行成为电力系统面临的新挑战,然而目前对于海量异构负荷的协同控制方法尚缺少深入研究.文章提出了一种基于柔性负荷可控裕度的异构负荷集群控制方法.首先,对空调负荷、电动汽车充电负荷、分布式储能建立广义储能的聚合模型.其次,在聚合商-负荷设备层面,针对多类型负荷的异构特性,提出了一...     

融合多场景分析的交直流混合微电网多时间尺度随机优化调度策略

交直流混合微电网接入高渗透率可再生能源及其特殊的网架结构,对交直流混合微电网的经济运行构成挑战。针对这一问题,提出一种融合多场景分析的交直流混合微电网多时间尺度随机优化调度策略。在日前调度阶段,在综合考虑市场分时电价、微电网内各分布式单元和双向AC/DC功率变换器的运行成本及特性的基础上,运用多场景分析技术模拟风光和交直流负荷的不确定性,以日运行成本最低为目标构建日前两阶段随机优化调度模型。在日内调度阶段,基于模型预测控制构建日内滚动优化调度模型,该模型通过在线滚动优化结合反馈校正形成闭环优化,在保障日前计划有效性的同时,充分抑制日前预测误差引发的功率波动,有效避免冲击配电网的稳定运行。最后,以某交直流混合微电网示范工程为依托,通过算例分析对所提方法进行验证,结果表明,所提方法能够有效应对交直流混合微电网多重不确定性的影响,实现其经济和鲁棒运行。     

基于风光数据驱动不确定集合的配电网与多微网鲁棒经济调度

随着风电和光伏等可再生能源通过多微网(multiple microgrids,MMGs)的形式接入配电网(distribution network,DN),其不确定性会给配电网与多微网系统联合运行的可靠性、经济性带来挑战.对此,文章提出了一种考虑风光相关性的配电网与多微网数据驱动鲁棒调度方法.首先采用分布式调度方法建立...     

含大规模风电的电力系统多时间尺度滚动协调调度方法研究

以"时序递进、滚动协调和消纳风电最大化"为原则,提出了一种含大规模风电的电力系统多时间尺度滚动协调调度方法。多时间尺度调度计划的递进协调方法使得各个时间尺度计划各司其职,同时兼顾与上下时间级尺度的协调。3种不同时间尺度的滚动计划(年内、周内和日内滚动计划)能够根据风电、负荷等最新预测信息和机组电量实际完成情况,按照相应的时间周期滚动修正原有发电计划,有效克服风电的不确定性影响。为了最大化消纳风电,在短时间尺度计划的目标函数中计及弃风惩罚成本。以修改的IEEE 118节点系统为算例进行仿真,结果验证了上述方法的正确性和有效性。     

计及调度优先级的微电网多时间尺度优化调度策略

随着负荷用户的大量增长,负荷侧可调资源逐渐增多,利用负荷侧需求响应资源参与微电网调度,以提升新能源消纳水平。为充分发挥需求响应资源调度潜力,优化用户侧负荷管理能力,提出一种计及调度优先级的微电网多时间尺度优化调度策略。首先根据不同需求响应资源响应特性进行划分,将价格型需求响应资源与激励型需求响应资源细分为5种类型,构建需求响应模型与调度时段进行匹配;其次,构建“日前-日内1 h-日内15 min”的微电网多时间尺度优化调度模型,对微电网内各类可调资源进行优化调度,并针对直接影响用户用电行为的实时可调资源建立优先级权重;最后,以福建地区某实际微电网为例,仿真验证了该模型的有效性。     

基于风电-碳捕集电力系统的灵活性调峰策略

高比例风电并网增大了电力系统调峰负担,因此亟需提高电力系统调峰灵活性,助力新型电力系统低碳-零碳化的发展。分析碳捕集电厂优良的调峰性能及其用于调峰辅助服务的必要性,并论证碳捕集电厂低碳特性在碳交易中发挥的积极作用,由此提出碳捕集电厂灵活性调峰的运行策略,并阐述所提策略的低碳性与经济性。构建以电力系统综合成本最优为目标的风电-碳捕集调度模型,并基于此模型对比不同灵活运行方式下碳捕集电厂的低碳性能与经济效益。最后,在改进的IEEE 39节点系统中进行仿真,结果验证了所提模型可有效协调调峰资源,在满足电力系统调峰需求的同时降低系统的碳排水平与运行成本。     

考虑风电消纳与火-储深度调峰的系统优化调度及补偿费用分摊策略EI北大核心CSCD

制定合理的深度调峰补偿分配机制是能源转型过程中必须解决的问题。将价格型需求响应(PDR)考虑在内,建立计及风电消纳与火-储深度调峰的系统优化调度模型。在此基础上综合考虑多种分摊因素建立分摊策略,为市场提供一种火-储补偿费用分摊的新思路。实施PDR优化负荷曲线,同时为独立储能电站(IESPS)提供套利基础;利用火电、IESPS深度调峰以促进系统调峰能力的释放,为分摊策略的建立提供数据支撑;针对火电、IESPS深度调峰补偿涉及的分摊问题,在综合考虑多种分摊因素的基础上,提出一种基于层次分析法的新分摊策略,旨在挖掘火电参与分摊的积极性。基于改进的IEEE 39节点系统进行算例仿真,算例结果验证了调度模型的有效性和分摊策略的合理性。     

计及电网调峰约束的风电接纳调度方法研究

传统的风电接纳能力计算方法没有考虑实际电网的调度运行方式,缺乏普遍的实用性。在考虑电网调峰约束的前提下,对影响风电接纳能力的重要边界条件进行敏感性分析,依托D5000智能电网调度技术支持系统,读取电网短时开机方式的运行数据。提出省级电网风电接纳能力的计算原理与算法,求解出接纳能力指标值,进而构建协调电网调度计划制定与接纳风电能力的优化调度模型,实现了常规电源与风电的协调运行,降低风电功率对电网运行的冲击,使计算得出的结果能够更加准确地反映电网实际接纳风电能力。现场运行数据验证了所提出的风电接纳能力计算方法的有效性。     

基于系统调峰约束的电网风电消纳水平研究

电力系统调峰能力是制约电力系统消纳风电的主要因素。为了辅助风电发展规划及系统规划决策,基于2017年东北电网电源、负荷特性、风电出力特性等,提出了考虑系统调峰能力约束的电网风电消纳水平评估方法。该方法分析了东北电网调峰缺额及风电消纳水平,提出促进风电消纳水平提升的措施和建议:提高现有风电外送通道负荷率、加强建设优质灵活调峰电源、激励需求侧负荷参与系统调峰、完善东北电网调峰市场化补偿机制等。所提方法在辅助有关部门制定风力发电发展规模、电力系统规划时具有参考价值。     

考虑风光预测精度特性的多时间尺度机组组合方法

考虑风电和光伏预测精度伴随时间尺度缩小而提高的特点,建立了一种考虑风光不确定性接入的含风光出力旋转备用容量的多时间尺度机组组合模型及其调度方法。该调度模型基于3个不断缩小的时间尺度级,将逐级提高的风光预测值更新至风光出力等效负荷和旋转备用中,采用下级修正上级偏差的方式,对不同时间尺度采用动态规划算法求解,获得逼近最大化消纳风光出力且兼顾传统机组经济最优化的机组组合方式。以修改的IEEE 30节点系统为算例进行仿真计算,验证了该方法的合理性和有效性。     

大规模新能源并网下火电机组深度调峰优化调度

当前,火电机组亟须进行深度调峰改造来提高电网大规模新能源消纳能力。文中对大规模新能源并网下火电机组深度调峰优化调度进行研究。首先,分析火电机组深度调峰成本,建立火电机组深度调峰的能耗成本、运行补偿收益以及备用容量成本的数学模型;然后,以综合运行成本最低为目标函数,建立考虑火电机组运行约束的深度调峰调度模型,并使用分支定界法求解调度模型;最后,以8台火电机组、1个风电场和1个光伏电站构成测试系统,分别从调峰深度、新能源消纳量、火电企业收益等方面对大规模新能源并网下火电机组深度调峰优化调度进行分析。算例结果表明：在文中所建优化调度模型中,火电机组深度调峰能显著提高新能源消纳量,但火电机组单位发电成本提高,火电机组效益明显下降。在当前深度调峰补偿标准下,火电机组深度调峰效益低于基本调峰。     

基于模型预测控制的光热-光伏系统多时间尺度无功优化控制策略研究

针对光热-光伏系统无功控制问题,提出一种基于模型预测控制MPC(Model Predictive Control)的多时间尺度无功优化控制策略。在日前优化同步发电机与光伏逆变器无功出力的基础上,日内采用基于MPC的滚动优化及反馈校正控制思路,利用动态无功补偿设备控制母线电压。通过基于灵敏度的电压预测模型,预测未来多个时刻电压运行状态。在此基础上,以未来多个时刻预测电压控制偏差最小为优化目标,建立日内滚动优化模型,得到动态无功补偿设备的无功控制计划,并通过电压控制偏差反馈校正,完成日内无功电压的模型预测控制。以中国敦煌地区光热电站与光伏电站所组成联合发电系统为仿真算例,通过与传统多时间尺度无功优化控制策略对比,验证该控制策略在提高系统汇集母线电压和光热、光伏电站PCC母线电压的稳定性的可行性与有效性。     

基于自适应步长ADMM的电-气混联系统多时间尺度优化调度

随着微型燃气轮机和以其为基础的热电联供单元的大量配置,电力、天然气系统之间的联合优化调度越来越受到关注。针对电-气混联系统的优化调度问题,提出双层多时间尺度优化调度框架,考虑到各子系统间信息的不透明特性,上层基于日前预测数据和自适应步长交替方向乘子法(ADMM)建立以系统成本为目标函数的分布式日前优化调度模型;针对可再生能源和负荷的波动,下层基于短时预测数据建立以遵循日前调度方案为目标的实时调度模型。通过算例分析验证了所提电-气混联系统优化调度模型和框架的有效性。     

基于主从博弈和混合需求响应的能量枢纽多时间尺度优化调度策略

针对综合能源系统中多市场主体利益诉求不同以及源、荷不确定性造成的系统波动问题,提出了基于主从博弈和混合需求响应的能源枢纽（EH）多时间尺度优化调度策略。为有效评估多能负荷柔性特性,将建筑热传递模型与生活热水储存模型集成到EH模型中,建立了完善的综合需求响应模型。针对EH内利益诉求多元化的问题,基于Stackelberg博弈理论,构建了EH日前主从博弈优化调度模型。考虑到日前源、荷预测误差对EH优化运行的影响,提出了考虑激励型综合需求响应的EH日内短时间尺度优化策略,形成了日前与日内的闭环反馈优化。仿真结果表明考虑多种综合需求响应策略和主从博弈的EH多时间尺度优化调度策略,不仅可以降低系统运行成本,维护供需双方利益诉求,而且可以提升系统平抑源、荷波动的能力,实现EH经济、稳定运行。