电力市场机制下发电权与碳排放权组合交易模型

摘要： 在我国电力体制改革中,多种市场化手段被运用到电力行业。基于此背景,从发电企业参与的电力市场行为出发,探究发电权交易与碳排放权交易的共性,并将发电权交易成本、碳排放权交易成本计入企业成本,建立了以发电企业总利润最大化为目标,以区域总发电量不变为约束的发电权与碳排放权组合交易模型。在该组合交易模式下,利用MATLAB的优化算法对某区域火力发电企业的发电计划进行了发电量的优化配置,算例结果表明,通过发电权和碳排放权组合交易后,大容量发电机组的出力明显增加,该区域发电企业的总利润增加且碳排放量降低,具有较好的经济效益和环境效益。同时,分析了交易过程中利润和碳排放量的影响因素。     

等效二次规划算法在电力系统经济调度中的应用

本文采用了等效二次规划算法处理电力系统经济调度问题。本文基于以全网发电成本为目标函数,以发电机有功出力限制和支路有功限值为约束的电力系统经济调度数学模型,提出了利用二次规划的凸性条件,将具有函数约束的电力系统经济调度二次规划模型转化为只有变量约束的等效二次规划模型。用本文算法对IEEE系统和三个实际系统进行了数值试验。实验结果使得全网发电成本减少和约束条件满足。等效二次规划模型对电力系统经济调度问题具有收敛性好、快及较高精度,具有在线应用能力和能作为调度培训系统仿真软件的潜力。     

考虑大规模风光消纳的多目标优化调度关键技术

文章针对大规模风光发电的稳定性和电网风光发电的消纳能力,建立了基于复杂时空耦合约束的最优潮流多目标动态调度模型。将优化调度模型解耦为两阶段:风光火荷协调优化和梯级水电站经济分配,提出了一种改进的多目标萤火虫算法对该模型进行求解,并通过算例对该模型和算法的有效性进行了验证。结果表明,该模型和算法能够显著提高风、光的利用率。     

考虑随机特性的分布式电源多目标优化配置

针对分布式电源优化配置研究中存在的优化目标单一和忽略源荷侧随机特性问题,应用机会约束规划方法建立计及源荷侧随机特性的多目标优化配置模型,该模型以投资效益、电压指标和有功网损为优化目标,通过效仿细菌在觅食过程中的趋化思想,将种群多样性信息反馈机制引入粒子群算法寻优过程中,以动态调整粒子速度更新策略,结合多目标优化理论,提出一种改进的多目标粒子群算法求解优化配置模型。PGE-69系统仿真结果表明,分布式电源合理优化配置能有效提高投资效益和系统运行水平;系统薄弱节点的电压水平满足机会约束要求;分析不同负荷水平下的优化配置结果,可为后续负荷不断增长情况下的优化配置研究提供借鉴。     

基于安全低碳的发电权交易优化

为提高发电权交易系统的环保性和安全性,提出包含碳排放量和负荷裕度的发电权交易双目标优化模型,采用NBI法对模型进行求解,绘制Pareto曲线;计算碳排放量与负荷裕度的置换度指标,直观地反映两者之间的置换关系,为决策者提供判断依据,并利用IEEE30、IEEE118系统验证了模型的有效性及正确性。结果表明,该模型可为决策者确定系统的交易方案及机组的发电计划提供依据。     

风光水火发电权交易主体评估及置换电量优化研究

针对当前发电权交易未充分利用自备电厂调峰潜力、中长期双边置换限制交易规模且易产生偏差问题,提出风电、光伏、水电及自备电厂、关停火电参与的发电权多边多时间尺度交易模式及电量优化方法。为评估各主体置换优先级,基于交易原则构建交易主体评估指标;采用标度扩展法和信息熵法确定各指标主客观权重,基于最小鉴别信息对组合权重赋值;使用相对熵改进理想解法对交易主体进行综合评估;并基于评估结果提出考虑清洁能源消纳的周、日前、日内多时间尺度发电权置换模式及组织流程;建立以绩效最优为目标的发电权置换电量优化模型。最后,通过算例验证交易主体评估方法、多时间尺度置换模式及电量优化方法的合理性和有效性,可为发电权多边交易提供参考。     

考虑电网络影响的水火电力系统短期优化调度

为提高发电计划实际执行的可行性,提出考虑电网络影响的水火电力系统短期优化调度方案,即在传统水火电优化调度中引入输电网络潮流约束,构建水火电力系统短期优化调度数学模型。该模型以火电站的总煤耗量最小为优化目标,考虑水火电的发电特性、梯级水电复杂关系、系统运行约束、输电网络约束及传输功率限制。同时为模型求解引入迁徙操作和惯性权重非线性递减策略的改进粒子群算法,并设计了五种约束处理规则以应对复杂的约束条件。最后以典型水火电系统和IEEE-9节点的电网络拓扑为例对所构建的模型和算法进行验证。结果表明,所构建的优化模型和设计的求解方法能满足复杂运行约束的短期调度方案。     

水电站经济运行的优化模型及其分解协调求解方法研究

考虑水电机组的出力约束、出力曲线及水库的水量平衡约束、库容约束、水头变化等因素,给出了水电站经济运行的约束条件。基于大系统原理,以水电站发电出力的耗水量最小为目标函数,建立了多机组、多时段水电站经济运行的优化模型。利用大系统分解协调算法,给出了优化模型的求解算法。     

计及碳交易和绿色证书交易机制的发电权交易模型

目前大多数的发电权交易模型都是基于成本报价建立的,很少考虑碳交易和绿色证书交易对发电权交易的影响。此外,如何对发电权交易所带来的增量利润进行合理分配,还是一个尚待解决的问题。文章将碳交易和绿色证书交易机制引入到发电权交易模型中,考虑发电权交易仅在区域内部的各发电企业之间进行交易,建立了以区域最大净收益为目标的发电权交易模型;并提出了一种基于交易电量的增量利润分配模型。以5家发电企业参与的电力市场为例,分析4种不同情形下的发电权交易情况。结果显示,计及碳交易和绿色证书交易机制的发电权交易模型能够更有效地提高发电权交易的效率,促进发电企业参与发电权交易的积极性。     

基于分散电源和配电网重构的多馈线升级延缓规划

研究了分布式发电技术在延缓配电网升级中的作用,以多条出现线路过载的配电馈线为研究对象,同时采用分布式发电技术和传统的配电网重构技术消除所有馈线过载;建立了以所有馈线损耗最小为目标的函数并考虑线路容量约束、分散电源渗透功率约束和配电网孤岛运行约束等的扩容规划数学模型,该规划模型同时考虑了多年的负荷增长对线路过载的影响;采用混合粒子群优化算法（HPSO）进行模型求解,IEEE16节点3馈线测试系统的仿真结果表明模型和算法的可行性和有效性,对于分布式发电技术在电力系统中的应用具有重要的指导意义。     

考虑绿色证书的可再生能源跨区消纳竞价优化方法

绿色证书交易机制作为一种支撑可再生能源跨区消纳的电力交易新政策,受到越来越多的关注。在该政策下,以各发电商及电力交易中心的利益最优为目标,同时考虑输电线路容量约束、火电机组爬坡约束等条件,提出了基于非合作博弈的双层优化模型。其中,发电商位于优化模型上层,通过与其他发电商进行非合作博弈,确定最优报价以获得最大利润;电力交易中心位于优化模型下层,根据各发电商的报价进行市场出清,从而使购电成本最低。算例仿真分析结果表明,所构建的非合作博弈双层优化模型既可促进可再生能源消纳,又可显著提高发电商收益。     

基于改进微分进化算法的分布式电源优化配置

为研究分布式电源接入对配网的影响,建立了包含发电收益最优、有功耗损最低和电压稳定度的多目标优化模型,并运用改进的微分进化算法对接入配网的分布式电源进行整体寻优,该算法将自适应策略融入到传统微分进化算法中,并结合Pareto占优概念将所有代非占优解存储到外部精英存档中。通过对IEEE-33节点的标准配电网算例分析,表明分布式电源的合理配置可使配网电压水平提升、减小有功网损、提升电压稳定指标,且所提模型和算法合理、可行。     

基于三阶段逐步优化算法的三峡水库水沙联合优化调度研究

针对水沙联合优化调度多目标、高维、难以求解以及泥沙淤积计算具有后效性的问题,以泥沙淤积量为基本目标、发电量为约束目标,利用约束法将多目标水沙联合优化调度模型转化为单目标模型,并采用三阶段逐步优化算法进行求解。以三峡水库水沙联合优化调度为例,获得了满意的水库发电与泥沙淤积的非劣解集及水库非劣运用过程,验证了所建立模型及提出的求解方法的合理性和有效性。     

基于多种群遗传算法的分布式光伏接入配电网规划研究

针对分布式光伏接入配网系统的优化规划问题,提出一种兼顾经济性和安全性的光伏并网规划方法.以接入容量最大、投资运行维护成本最低、网络有功损耗最小为经济性规划目标,以电压偏差、电压波动、谐波指标为规划约束,建立光伏并网的多目标约束优化模型.采用多种群遗传算法求解规划模型.利用控制参量不同的多个种群协同进行优化搜索,同时在单...     

主动配电网日前有功-无功联合调度

随着主动配电网技术的不断发展,其可调设备种类和数量都迅速增加,包含有载调压变压器、并联电容器组、分布式发电以及储能等多种资源。以配电网运行经济性为目标,建立了配电网日前有功-无功联合调度模型,通过调用其大量有功-无功资源实现配电网的运行优化。结合优化理论最新进展,利用分段线性逼近方法对原始模型进行松弛,以提高求解效率。搭建改进的IEEE 33节点系统进行算例分析,验证了所提有功-无功联合调度模型以及求解算法的有效性。     

响应电网调度需求的光伏发电系统建模及运行控制研究

针对现有光伏仿真模型无法执行电网调度指令的问题,提出响应电网调度需求的光伏发电系统建模及运行控制方法。根据不同容量光伏系统组成结构搭建了基于DIg SILENT的适用于不同容量的并网光伏发电系统模型,以光伏发电系统响应电网有功需求时间最小化为期望目标,考虑光伏发电系统出力的随机性,通过调整直流电压控制信号响应电网调度需求,利用控制模块中的有功出力限制满足并网点频率约束条件,采用电导增量法优化了MPPT控制策略。仿真结果表明,在有电网调度需求时构建的模型能够快速地响应电网调度指令,在无调度需求时能够很好地实现最大功率跟踪或限制有功出力以满足并网点频率约束。     

风电汇集区的UPFC优化配置方法

文章基于改进飞蛾火焰优化算法,提出了一种风电汇集区域统一潮流控制器优化配置方案。该方案以潮流平衡及各系统参数为约束,以降低有功网损、改善电压水平、合理控制线路负载率为目标,开展统一潮流控制器补偿地点与容量的联合寻优。采用改进飞蛾火焰优化算法,引入Kent混沌搜索策略增强寻优能力,并与原飞蛾火焰算法进行比较。通过IEEE-14标准节点测试模型开展实验,表明所得优化配置方案能够有效提升电压与负载率水平,降低系统网损。     

新型永磁风力发电机控制策略的仿真研究

直驱式永磁同步发电系统以其噪声小、可靠性高等优点在风力发电系统中越来越得到重视。对一种采用新型永磁同步发电机的直驱式永磁同步发电系统进行了仿真研究,建立了新型永磁风力发电机组的MATLAB模型,提出了一种基于萤火虫群算法的优化功率分配方法。该方法以减小发电机损耗为目标,能够较大地提高发电机组的效率。仿真结果表明,采用优化功率分配方法的发电机由于能够减小损耗,可以输出更多的有功功率,具有更高的发电效率。研究结果可为新型永磁同步发电机发电效率的提高提供参考。     

基于光伏电站有功出力DE求解的无功优化控制策略

文章在分析光伏电站的有功出力对其无功电压和有功损耗影响的基础上,综合考虑光伏逆变器和SVG的无功调节能力,提出一种基于光伏电站有功出力的无功优化控制策略。以光伏电站内部电压偏差最小和有功损耗最小为优化目标建立多目标优化模型,运用模糊理论将其处理为单目标优化模型,最后采用差分进化算法进行求解。经算例仿真,验证了所提策略的可行性和优越性。     

安全有功实时调度在云南电网AGC中的应用

自动发电控制(AGC)和安全约束调度(SCD)均是确保电力系统安全、优质、经济运行的重要手段.介绍了云南省调能量管理系统(EMS)中的安全有功实时调度系统,该系统将自动发电控制与安全约束调度相结合构成闭环控制,实现了稳定断面越限的预防和校正控制.实际工程应用表明,该方法可有效地将稳定断面有功功率控制在允许范围之内,确保电力系统的安全稳定运行.