基于辅助优化问题的安全约束机组组合约束削减方法

安全约束机组组合(Security-constrained Unit Commitment, SCUC)问题作为制定发电计划的核心环节,在电力系统优化调度等方面具有十分重要的意义。针对考虑故障态约束后SCUC问题规模庞大、难以求解的情况,提出了一种基于辅助优化问题的故障态安全约束削减方法。首先引入与具体故障态安全约束相关的辅助优化问题,从而建立判别相应故障态安全约束是否冗余的充分必要条件。然后探究冗余故障态安全约束辨识过程的具体加速方法,包括松弛辅助优化问题方法,使用可行性判据进行故障态安全约束预分类方法,以及多线程并行计算方法。最后,在IEEE118测试系统上对所提方法的正确性和有效性进行了仿真验证。     

考虑AGC调节大容量风电波动性的机组优化调度

随着大量风电并网,其出力的波动对电网的安全造成了很大的影响,风电波动不同于传统的负荷波动,其波动速度更快,只依靠传统的旋转备用在经济调度中进行调节,不能完全解决由于风电出力的快速变化而给系统带来的实时功率不平衡问题,这就需要自动发电控制(AGC)来快速平衡系统功率.为此提出了考虑AGC调节大容量风电快速波动性的机组组合...     

考虑高比例新能源消纳的微能源网日前经济调度

能源危机是目前全球各国面临的共同难题,各国专家学者均积极研究能源可持续利用.因此,可再生能源逐渐受到研究者们的青睐,新能源并网比例不断增加.但是由此引发的新能源消纳问题是一大挑战.为解决这一问题,在由热电联产机组、燃气轮机、电锅炉、电转气设备及储能设备组成的微能源网中,在考虑电负荷需求响应的同时,在微能源网中引入电动汽...     

考虑多时间尺度灵活性的含大规模风电电力系统机组组合研究

考虑机组多时间尺度启停约束,建立系统多时间尺度灵活性供给模型;考虑风电预测误差分布时变性,建立多时间尺度灵活性需求分析模型;基于混合整数线性规划方法,提出考虑多时间尺度灵活性的含大规模风电电力系统机组组合模型。模型能够充分反映含大规模风电电力系统多时间尺度灵活性供需平衡关系,在保证灵活性和安全性的前提下,提高运行经济性。通过混合整数线性规划建模能降低模型计算复杂性,为大规模系统的应用提供基础。     

基于煤气调度的高耗能企业自备电厂发电优化调度

为增加高耗能企业自备电厂的发电量,减少煤气放散,提高煤气资源的利用效率,在煤气调度模型和自备电厂自发电调度模型分步优化调度的基础上,通过能量守恒和流量平衡将两模型进行耦合,提出了一种以自备电厂发电量最大、煤电系统运行成本最小为优化目标的基于煤气调度的高耗能企业自备电厂自发电综合优化调度模型。通过实际算例,纵向对比了各调度时段分步优化调度和综合优化调度的发电量及煤气放散量等影响煤电系统运行成本的关键因素。对比结果表明,综合优化调度能够增加自备电厂的发电量、减少煤气放散,具有良好的经济效益和环境效益。     

考虑风电出力不确定性与半绝对离差风险的机组组合模型

在风电-火电系统中,若机组组合策略不当,风电出力的不确定性会引起电力系统的实际运行成本严重偏离期望成本,称之为决策风险.为了降低潜在的决策风险,运用情景生成与情景削减的方法表征风电出力的不确定性,并采用半绝对离差(lower semi-absolute deviation,LSAD)来衡量决策风险,即仅考虑实际运行成本高于期望成本的情形,提出了考虑风电出力不确定性与决策风险的机组组合模型,模型以最小化各个情景的半绝对离差风险期望值为优化目标(decision risk minimization,DRM).算例对比了不考虑决策风险的机组组合模型与考虑决策风险的机组组合模型,计算结果表明DRM模型能够降低潜在的决策风险.最小化运行成本期望将会增大决策风险,而最小化决策风险会导致运行成本期望的增加,计算结果表明DRM模型能够较好地处理风电出力的不确定性带来的运行成本期望与决策风险之间的矛盾关系,为决策者在不确定条件下进行决策提供新的思路.     

考虑CCHP的工业大用户综合能源系统扩展规划

工业大用户是一个多能源综合供给系统,传统的工业大用户综合能源系统(integrated energy system,IES)规划忽略了多种能源的参与.计及冷热电联供系统(combined cooling,heating and power,CCHP),考虑多能梯级利用及其与可转移生产任务的耦合关系,文章建立了工业大用户...     

考虑网络传输约束的并网光伏发电消纳容量计算

光伏发电出力具有间隙性和不确定性,其并网接入给电力系统运行带来了巨大的挑战。针对大规模并网光电消纳容量计算问题,构建了一种考虑网络传输约束的消纳分析模型。该模型以最大化光伏电站接入总容量为优化目标,以光伏电站容量及常规机组的启停状态和出力为决策变量,考虑网络传输约束和抽水蓄能电站的特定约束,其本质属于一个混合整数线性规划问题,可采用CPLEX解法器高效求解。并将所提方法应用于某省级电网光伏发电消纳容量计算,验证了其合理性,且光伏电站消纳能力还受其接入位置和出力系数的影响。     

考虑风电不确定性的CCHP型微网日前优化经济调度

冷热电联供(combined cooling,heating and power,CCHP)型微网中分布式可再生能源占比较高,风力发电因其随机性、波动性等特点,为CCHP型微网的优化调度带来了挑战。文章通过最小化系统期望运行费用,建立了一种考虑风电不确定性的CCHP型微网日前优化经济调度模型。基于截断通用分布模型精确描述风电出力的不确定性,通过蒙特卡洛模拟方法生成风电场景后,采用后向场景削减技术获取典型风电场景。通过天津某园区算例,从储能装置工作状态、弃风与供能缺额、微网运行经济性这3个方面进行了详细分析,验证了微网优化经济调度时采用截断通用分布模型表征风电不确定性的必要性和经济性。     

基于“三公”调度的年度滚动发电计划与机组组合优化模型

“三公”调度是我国目前普遍采用的调度模式。负荷预测及水电计划是火电发电计划编制的基础,一般具有时间越近、精度越高的特点,实际应用中一般通过滚动预测及修正以提高发电计划的可用性。基于“三公”调度提出了年度滚动发电计划与机组组合优化模型,在优先保障“三公”调度目标的同时,优化机组的启停计划,提高火电机组的平均负荷率,并减少机组启停次数,以提高电网运行的经济性。所提模型为混合整数线性规划问题,能够采用CPLEX等商业软件求解。广西电网的仿真分析验证了所提模型的正确性及有效性。     

Flexible Operation Planning Scheme Considering Wind Power Generation Forecasting Uncertainties

Power system daily operational planning has become a difficult task with increasing wind penetrations into power system due to the variable and uncontrollable natures of wind resources. Although remarkable progress has been made in the development of wind power technology, wind speed prediction error still exists. In order to mitigate the negative effects caused by forecasting errors, several candidate daily operational plans should be scheduled ahead of time, with different wind power output scenarios taken into consideration. The key issue of this research work is to develop flexible operation framework that has the least cost adaption cost on the basis of receding horizon optimization. The selected operation plan may not be the cheapest one for one-time interval, but it takes the lowest cost considering the change process with most updated wind power information. Detailed case studies are performed to verify the feasibility of the proposed flexible operational planning framework.     

含风电的电力系统机组组合问题研究综述

以风电为代表的新能源规模化开发利用,改变了传统电力系统的结构特性,给系统的运行控制方式带来了新的挑战。机组组合是电力系统经济调度的重要环节,通过优化发电周期内各机组的启停计划来降低发电成本,同时满足系统负荷需求和其他约束条件。风电具有随机性、间歇性特点,大规模风电接入电网使传统的机组组合方式难以适应新能源电力系统的要求,研究含风电的机组组合对于应对风电引起的负荷波动、保证电力系统稳定、经济运行具有重要意义。为此,综述了国内外对含风电机组组合问题的研究现状,分析了风电接入电网对电力系统机组组合问题带来的影响,归纳了常用的建模方法和求解算法。并对该领域未来的研究方向进行了探讨,希望为其他学者在该领域的研究提供借鉴。     

基于两阶段优化的风储联合发电系统日前发电计划模式

考虑风电日波动性对常规机组启停的影响,为准确刻画系统运行经济性与风电消纳能力的关系,设计了风电最大出力模式、经济运行模式和运行成本控制模式3种风储联合发电系统日前发电计划模式,提出了不同模式的两阶段优化模型及快速求解算法。第1阶段通过储能系统和常规机组协调调度,实现经济性最优或弃风量最小的目标,第2阶段优化则按照经济调度和"三公"调度的原则分配常规机组和风电场的有功出力。提出快速算法削减了模型的寻优空间,大幅提高了优化模型的求解效率。基于IEEE 30节点系统进行仿真分析,验证了所述模型和算法的优越性。     

风电机组驱动系统参数辨识

提出了风速激励下的定速风电机组驱动系统参数辨识方法。首先以含定速风电机组的单机无穷大系统为例,仿真了风速激励风电机组的受扰轨线,表明由于感应发电机电气部分动态较快,因此在辨识驱动系统模型参数时,可将电气部分用准稳态模型近似,以降低模型的阶数以及参数辨识的个数。进一步采用轨迹灵敏度方法,分析了驱动系统模型参数的可辨识性。基于粒子群优化算法进行了参数辨识,结果验证了该定速风电机组驱动系统参数辨识方法的可行性。     

考虑风电接入的协调滚动发电计划

随着大量风电接入电网,风电接入对电力系统发电计划的影响成为一个需要研究的关键问题。文中针对风电接入电网后带来的不确定性,基于最优潮流理论和积留量法的思想,提出了在线有功调度的动态前瞻时间窗口模型,实现了在线有功调度问题在时间维度上的有效解耦。在此基础上,提出了一种能够考虑多时段间各种动态耦合约束条件的动态协调滚动发电计...     

考虑风电效益的风火互济系统旋转备用确定方式

风电接入电网的影响具有双重效应,因此,含风电的电力系统的备用容量配置需要综合考虑风电正、负效益才能得到合理的结果。此外,风电作为电源具备提供备用的能力,在确定备用时也需要考虑。文中首先分析了风电接入对电网的影响,然后建立了综合考虑风电节能环保综合效益和风电提供备用可能性的机组组合模型。接着通过一个具有风火互济运行典型特征的仿真算例,对几种不同备用容量确定方案进行了对比分析。最后围绕不同风电消纳原则、风电提供备用容量的可行性等问题,讨论了风火互济系统中的旋转备用确定方式,并提出了适合中国风火互济运行系统的风电消纳模式建议。     

风力发电对电网的影响及对策

风电场并网运行会对电力系统的安全性、稳定性、电能质量、系统可靠性、电源和电网规划等方面带来一定的影响,针对这些问题,笔者介绍了风力发电的特点以及我国风力发电的现状和发展方向,分析了风电场并网运行的特性及其对电力系统的安全、调度、电能质量和稳定性的影响,最后提出了改善风电场运行性能的对策。     

面向大容量风电接入考虑用户侧互动的系统日前调度和运行模拟研究

风电的随机波动性增大了系统调度的难度,将需求响应融入传统发电日前调度计划,将风电备用成本纳入目标函数,同时增加了正负旋转备用约束。以基于消费者心理学的分时电价用户响应原理预测负荷曲线,将可中断负荷作为部分系统备用,建立面向大容量风电接入考虑用户侧互动的系统日前调度模型和运行模拟模型。综合考虑发用电侧资源,将分时电价和可中断负荷这两种需求响应措施融入同一模型,用于应对风电的反调峰特性和间歇性。采用蒙特卡洛算法模拟多种风电出力的情况,评估考虑用户侧互动前后系统的弃风量和电力不足情况,并分析风电渗透率和弃风量、电力不足量的关系。IEEE24节点算例验证说明了本文用户侧互动调度模型的作用,可以起到有效降低发电成本,提高风能利用效率和风电容量利用水平的作用。