计及需求响应不确定性的园区综合能源系统日前经济优化调度

园区综合能源系统(park integrated energy system,PIES)通过多能互补可显著提升其运行经济性,然而园区可控资源响应的不确定性会给日前调度策略的制定带来挑战,为此提出了一种考虑综合需求响应及其不确定性的园区综合能源系统日前经济优化调度策略。文章首先运用三角模糊数描述光伏、负荷预测功率以及柔性负荷响应量的不确定性,建立计及不确定性的日前调度模型;然后以系统总运行成本最小为目标,对系统供需两侧可控资源进行协同优化,并根据模糊规划理论,将模糊期望约束和模糊机会约束等效转换为确定性约束形式便于求解;最后通过算例验证了所提策略通过综合需求响应可有效降低系统运行成本,并分析了模糊机会约束置信水平对系统运行成本的影响。     

考虑需求响应与光热电站参与的多源系统优化经济调度

针对新能源消纳及电力系统经济调度问题,提出了一种考虑需求响应与光热电站参与的多源系统优化经济调度方法。首先,建立了需求响应及光热电站模型。然后,引入价格型需求响应(Price-based Demand Response, PBR)、激励型需求响应(Incentive-based Demand Response,IBR)及光热电站参与多源系统调度,并将条件风险价值理论(Condition Value at Risk, CVaR)引入目标函数中刻画不确定性因素引起的系统运行风险,建立了多源系统优化经济调度模型。算例结果表明:协同实施多种需求响应具有更好的削峰填谷效果,引入光热电站配合火电机组可以提高系统消纳深度。条件风险价值理论可以有效反映不确定性引起的系统风险水平,为管理者提供调度决策依据。     

考虑微电网运行域的配电网分布式能源规划

随着分布式能源(DER)和微电网(MG)的大规模发展,在配电网静态安全约束下MG运行范围与DER渗透率之间相互制约,而现有DER规划模型未计及MG原有的运行范围,所得配置方案将可能局限MG运行空间,使得MG控制难度和配电网运行风险大大提高。为解决该问题,开展了含MG配电网DER选址定容问题的研究,重点研究了MG运行域、需求响应(DR)和储能运行策略对于DER规划的影响。为减少DER接入对MG运行的影响,引入MG运行域模型定量刻画MG运行边界,并采用区间算术将其转化为规划模型的约束条件。建立DR模型时,提出用户可中断负荷概率矩阵表征DR的不确定性。在此基础上,建立了综合考虑配电网运营商与DER投资商利益的含MG配电网DER规划模型,并采用改进粒子群算法进行求解。算例结果表明,所得DER规划方案在保证MG运行域不受影响下实现经济性最优,验证了所提模型的合理性和有效性。     

计及用户分级的虚拟电厂经济调度

虚拟电厂(Virtual Power Plant, VPP)通过需求响应(Demand Response, DR)引导用户参与电力市场,充分发挥了分布式电源的调度灵活性。而传统的VPP调度策略局限于单一响应用户类型,为此,提出了一种计及分级用户边际停电成本的VPP经济优化调度模型,并综合考虑风、光、DR不确定性影响。首先基于各用户响应的共性及特性,建立了DR激励模型。其次以激励相容为约束,建立了兼顾系统运行成本和DR效用的VPP经济优化调度模型。最后通过算例分析验证了所提模型的可行性。结果表明,相较传统需求响应激励策略,计及用户主动性和多元性可进一步提升VPP内供需双方经济效益,实现供需侧效益均衡。     

计及综合需求响应的电热集成系统优化运行

针对我国“三北”地区供暖季弃风严重问题,提出一种计及综合需求响应（CDR）的电热集成系统（IETS）优化调度策略。基于电量电价弹性矩阵构建实时电价需求响应模型以引导用户错峰时移用电;考虑到热用户对供热温度感知的模糊性,将其作为热能需求响应参与调度,分析并阐述电热需求响应促进风电消纳的机理;通过多场景分析刻画新能源预测的不确定性,计及系统安全运行约束,以系统总运行成本最小优化求解日前调度决策与旋转备用容量安排。最后,通过典型算例对比不同模式下的调度策略,验证了提出的计及CDR的优化调度策略能够开阔风电上网空间和提高系统的经济性。     

一种考虑网络攻击风险的智能微网新型调度策略

针对风/光/柴/蓄微网(microgrid,MG)控制中心遭受网络攻击导致调度失败的问题,文章提出一种新型的智能MG调度策略。首先分析网络攻击导致MG控制中心失效的场景,提出基于联络线频率的柴机(diesel engine,DE)–电池(battery energy storage system,BESS)响应策略。在此基础上,量化分析DE和BESS的能耗特性,提出基于功率门槛的能耗控制策略。此外,基于日前功率预测技术和误差分布规律,使用拉丁超立方抽样模拟净负荷实时功率,建立计及日内功率波动影响的日前MG优化模型。最后,通过线性化将优化模型转化为经典的混合整数规划问题。基于典型MG的仿真结果表明,所提的调度策略可以充分协调DE和BESS的调节能力,显著提高MG经济性,同时消解网络攻击的危害。研究结论为网络攻击场景下MG经济运行策略制定提供了一个全新的视角。     

考虑需求响应虚拟机组和碳交易的含风电电力系统优化调度

在智能电网和低碳电力的背景下,提出一种考虑需求响应虚拟机组和碳交易的含风电电力系统优化调度模型。首先,将需求侧资源分为可调度资源和不可调度资源,在可调度资源中分别建立了价格需求响应虚拟机组和激励需求响应虚拟机组模型,并分析了两种虚拟机组的运行特点;其次,在优化调度模型中引入碳交易,并提出系统碳减排目标的概念及阶梯型碳排放权价格,分析其对碳排放量的制约情况。在此基础上,引入功率平衡约束、机组出力及爬坡约束、虚拟机组运行约束等,建立了以碳交易成本、火电机组发电成本和虚拟机组运行成本为目标的新型低碳经济调度模型,采用细菌群体趋药性(BCC)算法对模型进行求解。通过仿真算例对不同场景下系统的风电消纳情况和系统的综合运行成本进行了分析。算例结果验证了模型及求解方法的可行性及优越性。     

计及孤岛运行约束的微电网经济调度

提出了一种T-τ孤岛标准来衡量微电网对孤岛运行需求的响应能力,在此标准基础上研究计及孤岛运行约束的微电网经济调度方法。在功率平衡、各单元出力限值等条件的约束下,以微电网运行成本最小为目标建立优化模型。模型中存在大量0/1决策变量和连续运行变量,采用Benders分解法将问题分解为一个并网运行主问题和一个孤岛约束子问题。算例结果表明,此模型可以在运行成本略有增加的情况下明显提高微电网的供电可靠性。     

一种基于可控负荷效率控制的孤岛微网新型调度策略

针对现阶段风/光/柴/蓄微网(microgrid,MG)中具有效率-功率特性的可控负荷未被妥善利用的问题,该文提出一种基于可控负荷效率控制的孤岛MG新型调度策略。量化分析了电池储能系统储能与海水淡化设备产出的价值属性,提出基于功率阈值判断的效率控制方法。进而,引入富余能源概率密度函数,通过蒙特卡洛抽样模拟源荷实时出力,获得日前视角下的富余功率分布情况。最后,以MG日运行费用最少为目标,建立基于单一功率指标控制的MG调度优化模型。仿真结果表明,可控负荷削峰填谷和平抑功率波动的能力得到充分利用,MG的运行成本得以显著降低。该文为包含可控负荷的微网经济运行策略制定提供了一个全新的视角。     

基于近端策略优化算法的新能源电力系统安全约束经济调度方法

针对高比例新能源接入导致电力系统安全约束经济调度难以高效求解的问题,该文提出了一种基于近端策略优化算法的安全约束经济调度方法。首先,建立了新能源电力系统安全约束经济调度模型。在深度强化学习框架下,定义了该模型的马尔科夫奖励过程。设计了近端策略优化算法的奖励函数机制,引导智能体高效生成满足交流潮流以及N-1安全约束的调度计划。然后,设计了调度模型与近端策略优化算法的融合机制,建立了调度训练样本的生成与提取方法以及价值网络和策略网络的训练机制。最后,采用IEEE 30节点和IEEE 118节点2个标准测试系统,验证了本文提出方法的有效性和适应性。     

基于两阶段鲁棒优化的西南地区微电网经济调度

针对西南地区可再生能源储备丰富的特点,考虑微电网中可再生分布式能源出力和负荷的不确定性对微电网运行调度的影响,搭建了两阶段鲁棒优化经济调度模型,求解系统在极端运行场景下的经济性最优解。模型考虑系统功率平衡和输出功率约束、需求响应负荷约束以及微电网与配电网的交互约束,通过不确定性调节参数处理微电网中的不确定性,调节模型的保守度。随后通过Benders分解算法将模型分为主问题和子问题求解,并采用对偶理论对内层模型进行解耦。最终得出的结果验证了所搭建模型的有效性,为微电网接入西南电网后的调度策略提供参考。     

风电并网下计及机组特性的AGC动态优化控制策略研究

风电的大量接入产生复杂的互联电网运行特性,这需要电网AGC能及时响应能源与负荷的快速、大范围的变化,并根据AGC机组的动态特性发布有效指令,既能进行多时段连续的协调控制,又能保证电网运行的经济性。为此,论文建立了考虑AGC机组动态特性,又考虑风电快速、大范围波动情况下的AGC动态优化控制策略模型。该模型权衡动态优化过程中经济性和指标性的比重,兼顾CPS评价标准,综合发布多时段连续的协调指令。该控制策略模型是一个多约束,大规模,多时段的复杂优化问题,因此采用PSO算法求解运算,结合运行的实际特征,对越限的粒子进行有效处理。通过对某区域AGC策略计算,验证了本控制策略无论是AGC调节费用,还是电网频率或CPS指标等均优于传统的控制策略。     

考虑储能电池参与一次调频技术经济模型的容量配置方法

规模间歇电源并网引起的电网频率问题,导致对引入储能辅助调频的研究越发迫切。提出一种考虑储能电池参与一次调频技术经济模型的容量配置方法。阐述了储能电池功率和容量设计的通用方法;通过分析储能电池在调频运行过程中的成本和效益,基于全寿命周期理论,运用净现值法结合仿真模型构建储能电池参与一次调频的技术经济模型;设计了一种储能电池参与一次调频的充放电策略,在此基础上,考虑受风电出力波动影响的电网综合负荷,从与之对应的电网频率信号波动特性出发,在确定的电网调频及储能电池运行要求约束下,得出调频效果最优、经济性最优以及两者综合最优目标下的储能电池容量配置方案。仿真结果表明了该方法的合理性及有效性。本研究有助于推动储能电池在辅助调频服务上的示范与工程化应用。     

考虑多级调度的跨省区大电网安全约束经济调度模型

大电网安全约束经济调度(SCED)是一种解决大范围资源优化配置的有效技术手段。不同于单一省级电网优化调度,涉及跨省区的大电网SCED一方面计算规模成倍增加,另一方面需要合理协调机组及跨省区联络线输电计划,还应考虑国(分)省各级调度实际业务及特色需求。更大规模、更多更复杂的约束将给模型构建和求解带来困难。文中着重对跨省区大电网SCED所涉及的平衡策略、联络线计划及大规模网络约束等问题进行模型构建,并通过优化目标选择及约束条件配置构建适用于满足不同需求的SCED模型,从而实现求解性能与使用效果的合理匹配。通过实际电网算例仿真验证了所提方法的有效性。     

基于相变储能系统主动响应能力挖掘的配电网经济调度

为了解决配电网面临的供电电压不合格和潮流分布欠优等问题,提出基于相变储能系统(PCMTESS)需求响应的配电网经济调度策略。介绍PCMTESS的构造和工作机理,分析热力侧的能耗规律,建立计及热耗散的热力侧和计及无功调节能力的电力侧封装模型。在此基础上,考虑潮流分布约束和分布式新能源出力特性,以配电网的购电成本最小化为目标,在综合考虑光伏、风机、负荷不确定性的条件下,建立统一的配电网调度模型。提出主、子问题交互迭代的求解策略,实现优化模型的高效求解。基于IEEE 41节点配电网的仿真结果表明,所提PCMTESS在维持室温舒适的前提下,能够优化配电网的潮流分布和改善电网的电能质量;所提调度模型为配电网的安全经济调度和综合能源消纳问题的解决提供了一个崭新的视角。     

计及调压辅助服务收益的光储系统优化运行策略

含高渗透率清洁能源配电网的电压越限问题日益严重。光储系统因具备PQ四象限调节能力,具有向电网提供电压调节辅助服务的功能。提出了一种计及调压辅助服务收益的光储系统优化运行策略。给出了光储系统的拓扑结构和柔性并网运行方式;考虑上网电量收益、辅助服务收益、购电费用、损耗费用以及运行约束条件,构建了以光储系统经济收益最大为目标的最优运行模型。针对系统存在的连续多阶段全局有功/无功双决策问题,采用多维动态规划算法进行求解。算例结果表明,光储系统能主动响应调压辅助服务价格激励,获得更高的经济收益,同时有效地解决了配电网的电压越限问题。     

考虑约束集混合筛选的预防安全约束鲁棒最优潮流

随着大规模清洁能源接入电网,其出力具有间歇性和随机性,对电力系统实时经济调度产生较大影响。提出了基于约束集混合筛选的预防安全约束鲁棒最优潮流计算方法,建立了仿射可调鲁棒优化模型。模型中考虑了预想事故的预防安全约束,采用基于约束集混合筛选的方法降低规模。通过算例验证了所提出方法对考虑不确定性的鲁棒经济调度的适用性。     

风储联合发电系统参与频率响应的模型预测控制策略

储能电池的柔性控制作用使其在参与电网调频方面具有优势,将风电和储能相结合,构成风储联合发电系统参与电网调频,具有协同增效的优势。为此,基于模型预测控制方法,提出风储联合调频策略。该策略在考虑风电场和储能各自约束条件的前提下,通过求解滚动时域最优控制问题协调了两者之间的出力分配,并使用滚动时域估计方法来实时估计电网的有功功率不平衡量,从而可根据更准确的系统状态信息来计算最优控制量。最后对提出的策略进行了仿真分析,结果表明该策略能够提高电网的调频性能。     

基于寿命模型的混合储能参与二次调频的经济性研究

针对储能电池在参与电网二次调频过程中的寿命损耗问题,提出一种计及电池寿命的混合储能参与调频的控制策略.在含有磷酸铁锂电池和铅炭电池的混合储能系统中,考虑放电深度、循环使用次数等因素,建立电池寿命模型;在功率分配环节,利用一阶低通滤波器对区域控制需求信号进行高低频的划分;综合考虑混合储能损耗、调频需求及评价指标等约束,以...     

大规模储能参与电网调频的双层控制策略

风电等可再生能源大规模并网,其间歇性和波动性的出力特性会给电网带来机组调频容量不充足、调频效果不理想等调频问题。为此,文中提出一种大规模储能参与电网调频的双层控制策略。首先,基于复频域分析提出区域调节需求信号分配模式和区域控制误差信号分配模式的切换时机判据。然后,全面考虑不同调频电源的技术特征,提出大规模电池储能和火电机组协调响应系统自动发电控制指令的双层控制策略,在上层基于电源调频成本函数实现多约束条件下的功率经济分配,在下层基于模型预测控制实现频率分布式优化控制。最后,通过仿真验证了文中所提策略的经济性和有效性。