基于多时段机组组合的中长期市场安全校核方法

为解决电力中长期市场中调度机构安全校核缺乏有效技术方法的问题,基于多时段机组组合模型提出了一种面向电力中长期市场的安全校核方法。以发电企业中长期校核电量偏差最小化为优化目标,综合考虑电力平衡约束、网络传输能力约束、机组发电能力约束等多方面系统运行约束条件,构建了电力中长期市场机组组合模型。利用该机组组合模型,对电网调度过程进行运行模拟。并通过判定各发电企业电力中长期交易结果的完成率偏差,来判定电力中长期市场交易结果是否满足系统运行要求。最后,基于某省区电网实际数据构造的算例表明,与传统典型日运行模拟校核方法相比,本文所提出的校核方法能有效考虑机组启停时间约束等运行要求,更符合电网实际调度运行需要,能够给出更为准确的安全校核判定结果。     

计及需求响应的电网安全优化调度模型

针对传统的发电日前调度方案,提出一种计及需求响应的电力系统安全优化调度模型.以峰谷分时电价为基础,建立激励补偿机制,鼓励用户积极参与需求侧资源调度,从而使得“削峰填谷”的效果更加明显.同时,为了合理配置电网运行的备用容量,在所提出的模型中融入期望停电损失,保证电网运行的安全性.基于IEEE24节点的算例分析表明,所提出的考虑需求响应和期望停电损失的电力优化调度模型可以在保证一定可靠性水平的前提下,降低电网的运营成本,实现市场环境下电力系统的经济和安全运行.     

风电—抽水蓄能机组联合调度研究

基于风电场并网系统的调度运行情况,考虑提高风电场输出的电能质量和系统经济效益,建立了风电和抽水蓄能机组联合运行系统的高斯模型、经济效益模型,提出了一种基于模拟植物生长的多目标进化优化算法的风电-抽水蓄能机组联合优化调度方案。仿真结果表明,该方案与单目标优化方案相比,能够提高和改善风电场输出的电能质量和输出功率的平滑度,提高系统的经济效益和运行稳定性。     

考虑新能源波动性的调峰辅助服务成本定价研究

本文主要对电力市场环境下大规模新能源并网引发的调峰、备用辅助服务成本补偿机制进行了研究,提出了一种电力市场模式成本补偿方式,该补偿方式是一种集中竞价,统一出清的辅助服务交易模式,可实现辅助服务资源的优化配置,同时,辅助服务成本分摊时考虑了“谁享受,谁承担”和“谁引致,谁承担”的原则,充分体现了公平性和合理性。同时提出了一种考虑新能源固有波动特性的调峰辅助服务成本定价模式,既考虑了新能源上网电量的影响,又考虑了新能源电力峰谷差的作用,更能体现新能源对调峰资源的消耗因素,实现了结果导向型补偿机制和过程导向型补偿机制的有机结合,更具公平性。     

储能式充电桩参与电网需求侧响应联合运行优化

储能式充电桩参与电网的联合运行,不但能够减小电网扩容成本,还可以获得参与电网需求侧响应辅助管理服务收益,从而降低充电桩运营成本。为探究需求侧响应中实时定价激励对储能式充电桩经济效益的影响,本文进行储能式充电桩参与电网需求侧响应的联合运行优化能量调度研究。本文考虑电网需求响应实时电价,建立以储能式充电桩参与需求侧响应的经济效益函数模型;以实现经济效函数最大化为目标,建立以储能式充电桩电量和容量约束的充电桩的电网联合运行优化模型;为应用对偶分解方法,将优化模型转化为典型凸优化问题,从而求得储能式充电桩最优化能量调度。基于储能式充电桩实际运行电量、容量和经济性参数进行仿真,仿真结果表明所提出的方法能够实现较快收敛,并且能够获得收益。     

对电力调控运行系统的优化性研究

随着电能需求量的不断扩大,电网设备数量不断增多,电网结构也更为复杂,要保证电力系统的稳定安全运行,就需要加强电力调度运行与监控运行水平,也就是调控运行水平。本文概述了电力调控运行的必要性,分析了电力调控系统应用现状,重点讨论了电力调控系统的优化方法。     

考虑不确定性电源的气-电综合能源系统优化调度研究

分析互联综合能源系统概念及框架,建立了天然气市场与电力市场综合能源协调框架。在能源系统中综合考虑电源和用能需求的不确定性,对日前市场阶段和实时平衡市场阶段,建立了基于混合整数优化的综合能源系统优化调度模型;根据天然气市场在日前和实时阶段与电力市场的配合关系,针对天然气供需约束、用气量约束、物理变量约束等进行详细分析和建模,分别建立综合能源系统随机优化调度模型和综合能源系统序列优化调度模型。并通过仿真模型分析两种模型之间的差异和优势,论证了通过多种能源源类型的市场协调运行在更大范围内平衡多种能源需求和供给的不确定性,进而更好的利用可再生能源的可行性。同时指出综合能源系统序列优化调度模型更加适用于气-电综合能源系统。     

考虑发电能力匹配性的输变电设备检修优化方法

为保障电网电力供应能力,减少由于发电机组与输变电设备检修计划协调性不足导致的发电受限问题,提出了一种考虑发电能力匹配性的输变电设备检修优化方法。充分考虑发电机组检修及季节性能力变化与输变电设备检修计划间的协调关系,定义了发电能力匹配性指标。该指标取值大小反映了输变电设备检修与发电机组发电能力的匹配关系,数值越大,匹配性越高。以该指标最大化为优化目标,综合考虑输变电设备检修时段、电力电量平衡等约束条件,构建了考虑发电能力匹配性的输变电设备检修优化模型。根据模型特点,提出了求解方法。最后基于IEEE-30节点系统构造算例表明,本文所提出的方法能够避免发电机组检修与输变电设备检修不协调导致的发电能力下降,从而提升电网整体运行效益。     

风电对传统机组调度和趸售电价的影响

随着可再生能源的推广应用以及电力市场环境的形成,机组调度安排对于趸售电价的影响需要明确.本文对电力市场环境下的风电对机组调度和趸售电价的影响进行了分析.首先分析了风电出力特性以及批发竞争型市场的特点,然后分析了风电对电力市场经济理论的作用,解释了风电出力对实时电价和传统机组调度的影响,尤其是高风电渗透率对电价预测和机组调度的影响.接着建立了电价和发电出力模型,考虑了天然气机组和传统燃煤机组.最后利用仿真数据分析了风电出力安排对于传统机组出力和市场趸售电价的影响.     

考虑源荷随机性的跨区互联电网直流联络线调度学习优化

在跨区互联电网中,充分利用直流联络线调度能力可以有效地平衡电力资源的配置,促进新能源的消纳.本文针对源荷不确定性的跨区互联电网直流联络线调度问题,首先用连续马尔科夫过程模型描述互联电网中风电出力与负荷需求随机动态特性;然后在功率平衡及联络线日交易电量约束等实际运行要求前提下,将直流联络线调度优化问题建立成离散马尔科夫决策过程模型.在该模型下,调度机构根据互联电网系统各时段源荷的功率情况,动态调整联络线输电计划和配套的柔性负荷调节方案,以达到提升系统运行效益的优化目标;最后引入强化学习方法对调度策略进行优化求解.通过学习优化,系统平均日运行代价显著下降且最终收敛.实验结果表明考虑源荷随机性的直流联络线动态调整方法可有效地提高互联电网发输电系统的运行效益.     

计及碳捕集电厂灵活运行与需求响应的多时间尺度调度

充分挖掘电力系统潜在的灵活性资源可有效提高系统中可再生能源的消纳能力。碳捕集电厂可降低电力系统中碳排放,同时也提供潜在的灵活调节能力。本文建立了需求响应与碳捕集电厂的灵活调节模型,提出了计及碳捕集电厂灵活运行与需求响应的多时间尺度调度方法,并将其应用到电力系统的调度运行中,实现系统运行总成本的最小化。在日前调度阶段,采用需求响应、碳捕集电厂灵活调节来时移负荷需求,以实现系统低碳经济运行的目标;在日内调度阶段,采用预测控制模型来校正日前调度计划,以保证实时功率平衡。结果显示,需求响应和碳捕集电厂灵活运行可提高系统的可再生能源消纳量,同时可分别降低18.7%和1.4%的总成本,协同碳捕集电厂与需求响应可降低系统总成本20.1%,效果显著。     

基于深度强化学习的微电网在线优化调度

提出一种基于深度强化学习的微电网在线优化调度策略.针对可再生能源的随机性及复杂的潮流约束对微电网经济安全运行带来的挑战,以成本最小为目标,考虑微电网运行状态及调度动作的约束,将微电网在线调度问题建模为一个约束马尔可夫决策过程.为避免求解复杂的非线性潮流优化、降低对高精度预测信息及系统模型的依赖,设计一个卷积神经网络结构学习最优的调度策略.所提出的神经网络结构可以从微电网原始观测数据中提取高质量的特征,并基于提取到的特征直接产生调度决策.为了确保该神经网络产生的调度决策能够满足复杂的网络潮流约束,结合拉格朗日乘子法与soft actor-critic,提出一种新的深度强化学习算法来训练该神经网络.最后,为验证所提出方法的有效性,利用真实的电力系统数据进行仿真.仿真结果表明,所提出的在线优化调度方法可以有效地从数据中学习到满足潮流约束且具有成本效益的调度策略,降低随机性对微电网运行的影响.     

Minimum energy storage for power system with high wind power penetration using p-efficient point theory

Minimum energy storage （ES） and spinning reserve （SR） for day-ahead power system scheduling with high wind power penetration is significant for system operations. A chance-constrained energy storage optimization model based on unit commitment and considering the stochastic nature of both the wind power and load demand is proposed. To solve this proposed chance-constrained model, it is first converted into a deterministic-constrained model using p-efficient point theory. A single stochastic net load variable is developed to represent the stochastic characteristics of both the wind power and load demand for convenient use with the p-efficient point theory. A probability distribution function for netload forecast error is obtained via the Kernel estimation method. The proposed model is applied to a wind-thermal-storage combined power system. A set of extreme scenarios is chosen to validate the effectiveness of the proposed model and method. The results indicate that the scheduled energy storage can effectively compensate for the net load forecast error, and the increasing wind power penetration does not necessarily require a linear increase in energy storage.     

消纳大规模风电的电–气互联系统鲁棒区间调度模型与方法

现有的电–气互联系统联合调度模型在利用燃气机组的快速调整能力应对风电波动时,难以考虑到对气网运行约束的影响,同时往往忽略了电转气(P2G)装置进一步消纳风电的能力.为解决上述问题,本文计及燃气机组和P2G装置追踪风电波动提出了一种鲁棒区间调度模型,所提模型在保证风电消纳区间最大化的同时,将优化得到的燃气机组和P2G装置允许出力区间转换为最大、最小进气量场景以进一步校验气网的可行性.为进一步扩大风电消纳区间,本文将AGC机组和P2G装置的风电承担系数作为待优化变量,并对因此引入的非线性项进行松弛处理.最后,通过一种计及再调整的日后校正模型对各个算例场景进行蒙特卡洛模拟,验证了本文模型和方法的有效性.     

基于改进灰狼算法的通航运力匹配

针对通航运力资源与生产任务区域分布式组合优化问题,提出了一种基于改进灰狼算法的通航运力匹配方法.方法首先以执行生产任务所需运力资源量最小为目标,建立多重约束的通航运力资源分配模型.其次结合通航电力巡检特性,改进灰狼算法初始种群与搜索机制以提升模型求解速度,并结合国内某大型通航电力公司实际运行数据开展仿真验证.研究结果表...     

考虑多场景新能源预测的月度机组组合研究

为提高月度机组组合对不确定新能源的适应性,提出了一种考虑多场景新能源预测的月度机组组合方法,以提升电网新能源消纳能力。首先介绍了新能源多场景预测的基本概念,并提出了多场景新能源的表示模型。在此基础上,以预期运行成本及新能源损失电量最小化为目标,考虑电力电量平衡、网络安全、电厂合同电量等运行约束,构建了考虑多场景新能源预测的月度机组组合模型。该模型本质上为混合整数非线性规划问题,可以利用CPLES等规划程序包求解。以IEEE-30节点系统构造的算例表明,该方法能够充分考虑不确定新能源对电网运行的影响,提高月度机组组合方式对不确定性新能源消纳的鲁棒性。通过调整运行成本和新能源损失电量之间的比例系数,可以优化机组组合方式,协调系统运行经济性和节能性,提升电网运行整体效益。     

考虑源-荷不确定性的矿山综合能源系统多时间尺度区间优化调度

在高能耗矿山综合能源系统中,为减小乏风、瓦斯、矿井涌水等伴生能源、可再生能源、负荷不确定预测误差对系统的影响,提出考虑源-荷预测不确定性的矿山综合能源系统多时间尺度区间优化调度策略.首先,构建含可再生能源、矿山伴生能源、光热电站的矿山综合能源系统架构;其次,根据电-热响应特性和源-荷不确定性在时间上的差异,建立日前-日内-实时多时间尺度区间优化调度模型.在日前和日内优化阶段,利用区间数描述源-荷不确定性,并通过区间优化方法对伴生能源和可再生能源的实际消纳区间进行优化;日内优化在日前优化的基础上,综合考虑建筑用户热舒适度的模糊性、供热系统的热惯性及热水负荷需求响应调整各设备出力;在实时优化阶段,考虑电负荷需求响应对日内电力设备出力进行修正.最后,通过算例分析验证所提模型和方法的可行性.