基于机会约束规划的储能日前优化调度

为了最大程度地使风光储联合发电系统的出力与计划出力相匹配,采用提前一天对储能装置进行优化控制的方法。因风光出力具有随机性,提出了基于机会约束规划的储能优化控制方法。该方法考虑了储能装置的功率出力和电量约束条件,以风光储总出力曲线与给定的计划出力曲线的相似度最大为目标函数,使用基于随机模拟的粒子群算法求解,得到两条曲线最接近时对应的储能充放电功率。算例分析结果表明,所提出的储能优化控制策略能够使风光储联合发电系统总出力最大程度地跟踪计划出力曲线。     

计及风险备用约束的输电网风储容量双层优化

提高规划方案在电网调度运行中的适用性,是提高新能源消纳能力的有效解决措施之一。提出一种计及风险备用约束和多能源机组组合调度约束的输电网中风电场与储能电站联合配置的规划方法,充分利用电网灵活性资源调节能力并探索峰谷电价政策下的储能调峰盈利模式,综合考虑火电煤耗运行成本、风电弃风功率、储能建设成本与调峰收益、切负荷风险。采用双层优化方法,在外层基于向量序优化理论对配置方案做多目标评估筛选,在内层建立基于确定性备用约束的粗糙模型和基于N-1故障的概率性风险备用约束的精确模型的机组组合消纳运行模型。IEEE-RTS24节点系统算例结果证明,所提优化方法可平衡计算精度与计算速度,提高输电网的新能源规划、消纳和风险应对的能力。     

考虑动态频率支撑的储能选址定容规划方法EI北大核心CSCD

“双碳”目标的提出加快以风光为代表的新能源发电并网,高比例电力电子接口新能源发电并网将导致电力系统的频率响应及灵活调节能力下降。以电化学为主的新型储能有望在提供安全支撑和灵活性方面发挥重要作用。文章提出考虑动态频率支撑的电池储能规划方法,建立电池储能提供快速频率响应的系统动态频率安全模型,并将其嵌入典型日运行模拟的储能规划模型,通过评估系统惯量分布指导储能选址,进而以投资和系统运行成本最小为目标规划储能容量。为准确掌握高比例新能源电力系统的动态频率变化和灵活性需求,引入典型日运行模拟,并将其建模为考虑频率安全约束和新能源不确定性的鲁棒模型。规划模型考虑不确定场景下的储能工作模式切换,采用嵌套列约束生成算法求解。算例分析表明,所提方法能够合理规划储能的选址,提高系统运行时的频率安全,促进新能源消纳。     

面向偏远地区供电可靠性提升的配网储能电站机会约束规划方法

通过提炼偏远地区电网可靠性提升的实际需求,提出了基于机会约束优化的配网侧储能电站规划方法。计及投资成本最小化目标以及储能运行、配网潮流安全、供电可靠率要求等约束条件,建立网侧储能选址定容优化决策模型;在此基础上,采用随机场景描述偏远地区电网故障与用电负荷模式的不确定性,并引入可靠性机会约束灵活控制规划决策的不确定风险承受能力,进而借助样本平均近似理论,将机会约束规划模型重构为易于求解的混合整数线性优化形式。通过对西藏某偏远地区实际配网的算例进行测试,结果表明：机会约束优化方法对于网络故障不确定风险具有良好的适应性,能够指导网侧储能电站接入的科学决策,有效改善供电可靠率指标;通过调整置信度参数,可以在规划决策的投资经济性和供电可靠性之间取得合理权衡。     

考虑N-1安全的分布式电源多目标协调优化配置

现有风电和光伏分布式电源(DG)规划模型均未计及配电网中的主变、馈线N-1约束,所得配置方案未必满足安全性要求。为解决该问题,提出一种考虑N-1安全的多目标DG选址定容规划模型。基于安全距离模型,介绍配电网N-1安全评估方法和指标;利用准蒙特卡洛模拟和奇异值分解生成风光荷相关性样本矩阵以提高规划结果准确性;以年综合费最小和安全距离均衡比最小为多目标,利用机会约束规划方法建立DG规划模型,并采用正态边界交点联合动态小生境差分进化算法对模型加以求解。算例结果表明,所得选址定容规划方案能保证N-1安全,实现了综合考虑系统经济性、安全性下的最优,验证了所提模型和算法是合理、有效的。     

考虑频率约束下提升风储联合发电系统可靠性的储能系统控制策略

提出了一种风储联合发电系统中储能系统的控制策略,可在电网频率稳定的前提下,通过储能系统与风电场的协调运行以提升电网的可靠性。首先对系统中的频率安全约束进行建模以确定风电场的最大并网功率;提出了在频率约束条件下,储能系统在不同风电输出及负荷功率状态下的控制策略;并在改进IEEE RTS算例上搭建了仿真平台,对比分析了不同场景下电网频率的响应及可靠性指标,验证了所述策略的有效性。所提方法可有效降低风电并网对电网频率的影响,提升了电网运行的稳定性。     

考虑校正控制的含风电场安全约束优化潮流

为应对风电场出力波动及电网故障给安全约束优化潮流带来的问题,在优化潮流中考虑校正控制,选择输电线路N-1故障及多风电场出力波动的组合作为电网运行的预想事件,在风电功率区间预测基础上得出相应置信水平的风电场出力上下限,并采用极限场景以代替风电功率预测误差的多种情况,通过基于关键输电断面的预想事件筛选以及主问题和多重子问题划分,经交替迭代求解最后可得到满足正常状态经济性及预想事件下安全约束的发电计划。IEEE 30节点系统的仿真结果验证了该方法的有效性。     

考虑N-1安全约束的分布式电源出力控制可视化方法

配电网运行需满足N-1安全准则,而现有文献中的分布式电源(DG)优化运行模型均未计及N-1准则,所得出力策略未必满足系统安全要求。为解决这一基础性问题,提出了一种考虑N-1安全约束的DG出力控制可视化方法。首先,介绍了配电系统安全域理论,给出了安全域、安全边界和安全距离的概念、模型和意义。其次,利用坐标变换技术,定义了风光转换系数,以研究以风电和光伏发电为代表的DG组合的出力特性。然后,分析了考虑节点电压限制和N-1潮流约束的DG出力上限求解方法。此外,以每条馈线为研究单位,给出了DG出力控制可视化流程。最后,通过修改的IEEE RBTS-Bus4配电系统算例进行了验证,结果表明建立的DG出力控制方法具有合理性和可视化的特点,并能满足N-1安全。在保证资产效率最大化的同时,此法为含DG的配电网在线安全监视、评价提供了一定的理论和实践凭据。     

寿命约束的储能规划

为防止规划结果过于乐观,建立寿命约束下的储能规划。储能寿命建立由放电深度决定,以等效全循环次数计算的数学模型。将储能选址定容与嵌入寿命模型的机组组合进行一体化优化求解。应对运行层面不确定性,模型建立为两阶段鲁棒优化模型。求解上,采用对偶理论结合列与约束生成分解算法,探讨其可行割与最优割的构建。解算方法应用于6节点系统,比较不考虑储能寿命与考虑储能寿命两种模式下系统的规划结果,并分析系统不确定性、储能单位成本等因素对储能规划的影响,及它们在固定规划方案中对储能寿命的影响。结果表明,受限于较高储能成本,以上因素较大影响储能规划策略,对储能循环寿命的影响较小。     

考虑N-1准则的配电网与分布式储能联合规划

基于实际配电网"闭环设计、开环运行"的特征,提出一种考虑N-1安全准则的配电网与分布式储能联合规划方法,可同时给出储能的选址定容、配电网的闭环规划、及开环运行方案。首先,建立考虑N-1安全准则的联合规划模型。其次,提出故障具有代表性的线路识别方法并给予证明。然后,设计规划决策与N-1校验相结合的迭代求解流程。最后,通过算例验证了所提规划方法的有效性。所提规划方案满足N-1安全准则,且通过储能的投资降低了规划总成本。     

输电断面潮流的N-1静态安全约束

就电网运行中广泛采用的N-1原则,建立了输电断面潮流静态安全约束的非线性优化数学模型并给出了迭代求解算法。针对复杂大规模互联电网建立了基于直流潮流的简化模型。考虑了运行方式变化对断面潮流传送能力的影响,提出将运行方式划分为发电模式和负荷模式分别进行分析。运用典型模式方法分析负荷变化对潮流约束的影响,解决了负荷变化规律难以模拟的问题．而发电模式的变化应依据实际系统电源的最大、最小方式确定。算例表明,所提出的方法简捷可靠,能够满足实际电网运行需要。     

基于机会约束并考虑时序特性及 DG环保效益的配网联合协调规划

为研究 DG与配网架的联合协调规划,需考虑 DG间歇出力及负荷功率的时序特性,计及 DG 接入所带来的环保效益.基于机会约束规划,以线路投资及运维费用、DG 建设及运维费用、向上级电网购电成本、网损费用及DG环保效益综合经济性最优来建立规划模型.引入多场景技术及机会约束规划处理DG 及负荷的不确定性,利用时序法对两者进行模拟生成多个场景组合,计算所有场景下潮流并统计方案置信度,在其满足概率安全约束时采用粒子群算法求解模型.将其应用于改进IEEE３３节点算例,确定系统新建线路、升级线路及 DG安装位置数量.对比考虑环保效益与否下的结果,发现该方法能大幅提高 DG年总发电量,在配网规划年限较长时的经济效益明显。     

考虑风光储协调运行的可靠性评估

风光储联合发电系统并网后必须采取策略与系统之间实现协调调度与运行才可在保证可靠性的前提下最大化利用可再生能源,但现有的可靠性评估中还缺少对大规模风光储联合发电系统协调运行的考虑。针对此问题,基于序贯蒙特卡罗仿真方法,建立了风电、光伏和储能系统的发电可靠性评估模型,并提出了新的协调调度策略。模型综合考虑了风速、太阳光辐照度、环境温度以及2种新能源发电技术的能量变换特性和储能系统的充放电约束等因素。这些模型被应用到IEEE RTS79中,通过在Matlab中编制程序进行仿真计算,考察不同的协调运行策略、联合发电系统容量配置以及储能特性对于系统裕度的影响。评估结果可为联合发电系统并网规划与设计提供参考。     

市场环境下考虑风险成本的启发式输电网规划

市场经济环境下电网公司更加重视电网投资的经济性问题。提出了一种考虑风险成本的输电网规划模型,该模型以投资等额年值、运行成本和系统运行的过负荷风险最小作为目标函数。采用N-1故障情况下的过负荷风险成本对传统规划模型中的硬性安全约束进行软化,实现了输电网的经济效益需求与用户可靠性需求的有机结合。采用强迫切负荷经济损失最小为严重度函数,建立了一种与输电网规划问题相适宜的过负荷风险评估公式。采用改进的Garve6节点系统进行了算例测试,结果分析证明了模型的合理性。     

基于输电网结构优化的电网安全均匀调度

提高电网运行均匀度有助于提高系统的运行安全性。输电网结构优化作为一种调度运行领域的新技术手段,通过在电网运行过程中动态选择最优网络拓扑结构,可以改善电网各元件潮流分布的均匀度。在传统安全均匀调度模型的基础上,考虑输电线路运行状态的灵活调节,提出基于输电网结构优化的电网安全均匀调度模型。为保证最优拓扑的鲁棒性,在优化模型中计及了线路N-1安全约束,使所得的线路开断策略不会降低系统的N-1安全性。针对该大规模混合整数非线性规划问题,基于校验添加思想形成高效求解算法以提高优化模型的计算效率。IEEE 30节点系统和IEEE 118节点系统算例的仿真结果表明,文中提出的优化调度方法能够有效地提高电网运行均匀度,相比于传统调度方法能够在充分挖掘现有电网输电能力的同时实现电网潮流的智能化灵活控制。     

基于自适应ε约束法考虑OLTC模糊控制的低碳配电网双层规划

新时代低碳发展目标给配电网带来巨大挑战,为保证供电时降低配电网碳排放,提出了一种考虑有载调压变压器(on-load tap changer, OLTC)模糊控制的低碳配电网双层规划模型。依据网损灵敏度确定微型燃气轮机(micro-turbine generator, MTG)、新能源、储能和电容器(capacitor banks, CB)选址,采用双层模型实现低碳配电网规划。上层规划层以综合成本最小为目标,考虑了微型燃气轮机、新能源、储能和电容器投资运行成本,采用改进鲸鱼算法求解。下层运行层以运行成本和电压偏移量最小为目标,考虑了OLTC模糊控制、电容器投切、新能源不确定性、微型燃气轮机和储能调度,采用自适应ε约束法多目标粒子群算法获得均匀帕累托前沿,利用TOPSIS决策法选取最优解。最后通过改进IEEE33节点系统算例验证表明,所提方法能够实现配电网低碳经济运行,改善潮流分布,提高电压质量,降低网损。     

基于N-1静态安全约束的输电断面有功潮流控制

输电断面的有功潮流控制是电网运行中的重要预防控制手段，基于直流潮流研究了输电断面的N-1静态安全潮流约束，分析表明断面潮流是节点注入功率的线性组合。运用支路开断分布系数分析了断面潮流与N-1状志下线蹄潮流的关系，指出其随着系统发电模式以及负荷模式的变化而改变，并提出了采用各种运行方式下断面潮流与N-1状态下线路潮流的比值变化范围来衡量断面潮流控制的合理性。算例针对实际电网运行中的输电断面有功潮流控制问题，结果表明．采用断面潮流控制必然趋于保守．在电网实时运行数据非常可靠的前提下，运行监视及控制直接采用线路开断后的计算潮流值将会显著提高受N-1静态安全约束的断面输送能力，对提高区域间的功率交换能力具有重要意义。     

考虑相关性的风光抽蓄互补发电系统优化运行

针对风电、光伏等新能源接入对于电网运行的影响,将抽水蓄能电站作为储能系统与新能源系统组成风光抽蓄联合发电系统,提出了基于考虑风光相关性与两级建模结合、求解联合系统优化运行模型的方法。首先,考虑到风力子系统与光伏子系统出力间具有一定的相关性,采用非参数核密度估计法对于联合系统中的风光相关性进行分析;然后,考虑联合系统接入电网前后对于整个电网的影响,建立两级的优化运行数学模型;最后利用算例对联合系统接入对于电网运行情况的影响以及考虑风光相关性对于联合系统中各子系统出力以及联合系统追踪目标功率曲线的影响进行分析。结果表明,考虑风光相关性可提高联合系统新能源利用率、抽蓄电站的工作裕度以及联合系统追踪目标功率曲线的能力。     

考虑电网载荷均衡度及-安全约束的防灾经济调度

极端气象灾害的日益频发,给电网安全稳定运行带来了极大的威胁。传统电力系统的经济调度方法为了追求发电成本的经济性而忽略了电网载荷分布状况,在恶劣天气条件下重载或是满载线路的停运都可能引发电力系统连锁故障大停电事故。为此,提出了一种恶劣天气条件下考虑电网载荷均衡度及N-1安全约束的防灾经济调度方法。该方法在传统经济调度模型的基础上,综合考虑全网和恶劣天气影响区域输电线路载荷的状况,通过降低全网输电线路载荷率的平均绝对偏差以及恶劣天气下区域输电线路载荷率,改善电网的载荷均衡度,并提高系统的运行安全。为保证调度模型在恶劣天气条件下的鲁棒性及求解高效性,基于支路开断分布因子以及校验添加再校验思想,提出了一种新的N-1安全约束动态校核及添加方法。最后,基于现有的考虑隐性故障的连锁故障仿真模型,提出了在台风灾害下电力系统防灾经济调度策略的可靠性评估方法。IEEE RTS-79系统的仿真结果表明,相比于传统经济调度方法,所提出的防灾经济调度方法能够有效地提高电网载荷均衡度,改善恶劣天气条件下电力系统的停电分布,并可提高系统运行安全性及可靠性。     

基于重力储能的风光储联合发电系统容量规划与评价

合理规划风电场、光伏电站和储能的容量是保证风光储联合发电系统经济性及可靠性的前提。提出一种依托山体的重力储能形式,联合风电场、光伏电站,建立以系统成本最小为优化目标的并网型风光储联合发电系统容量优化规划模型。然后,提出风光互补特性、供电损失率、系统贡献率等评价指标,用以衡量容量优化规划结果。在算例中,基于分时电价场景,对考虑重力储能、蓄电池储能、压缩空气储能等不同储能形式的规划模型进行仿真对比。通过利用熵权法定权的秩和比评价方法对考虑不同储能形式的容量规划结果排序评价,验证了所提模型的科学性及有效性。