考虑不确定性的微网日前经济优化调度区间线性规划方法

微网中的可再生能源发电出力和负荷功率都具有不确定性特征,在微网的经济优化调度中如何考虑这些不确定性因素的影响值得深入研究。为了能够表征微网中的这些不确定性因素,采用区间数学对风速以及光照强度变化的不确定性进行了区间数描述,并结合对负荷不确定性的区间描述,提出了微网日前经济优化调度的区间线性规划模型。然后,结合分时电价,考虑微网与外部电网的电能交换问题,应用CPLEX优化软件结合C++编程实现了区间线性规划求解方法。最后,以微网中储能对系统经济运行的影响分析为例,讨论了考虑可再生能源发电出力和负荷功率的不确定性对优化结果产生的影响。算例结果验证了所提模型和方法良好的鲁棒性能,显示了对不确定性优化问题求解的有效性。     

基于区间不确定性的微网有功—无功联合优化调度

针对微网优化调度问题,首先,考虑到可再生能源(如风电、光伏等)功率预测和负荷预测的不确定性,以及微网系统中有功潮流和无功潮流的强耦合性,提出利用区间描述不确定性,并建立微网系统的有功—无功联合优化调度模型。然后,采用区间序关系模型转换方法,将基于区间不确定性的联合优化模型转换成一般的确定性优化模型,以便于优化问题求解。最后,为验证所提出的微网系统优化调度方法,利用专业优化软件(GAMS)在典型的微网系统算例上进行数值仿真试验,并结合试验结果分析区间不确定水平对微网系统运行成本及各微电源出力的影响。     

考虑源荷不确定性的CCHP型微网多目标优化调度

为提高冷热电联供(Combined Cooling Heating and Power,CCHP)型微网的综合运行效益,建立了以运行费用最小和二氧化碳排放量最小为目标的优化模型.针对源荷的不确定性,提出了基于误差场景整体生成与缩减的典型场景获得方法,并引入伪F-统计(Pseudo F-statistics,PFS)指标...     

考虑温控负荷聚合功率不确定性的楼宇微网鲁棒优化

随着集成楼宇微网系统的快速发展,温控负荷(thermostatically controlled loads, TCLs)逐渐成为重要的需求响应资源,然而其分布的分散性和响应的不确定性也对集成楼宇微网的调控提出更高的要求。针对TCLs的分布分散特性,文章提出了一种基于楼宇热阻热容(resistance-capacitance, RC)模型的TCLs聚合方案。该方案在对楼宇RC传热模型进行线性化处理后,依据大数定律实现TCLs聚合,可充分计及楼宇建筑的物理结构参数,不但能适应楼宇建筑的差异化建模需求,且方案的计算效率较高。基于此TCLs聚合方案,文章建立了一种适用于集成楼宇微网系统的两阶段鲁棒优化模型,分别对TCLs聚合功率和分布式可再生能源出力的不确定性进行建模,并采用列和约束生成算法进行求解。算例结果表明,所提TCLs聚合方案在各种室外温度和光照强度下都能满足微网调度决策的精度要求;同时,所建立的两阶段鲁棒优化模型能有效减少实际运行下的联络线功率调整量,增强微网系统运行的稳定性和鲁棒性。     

考虑电动汽车随机接入的微网优化调度

在电动汽车(EV)行驶统计规律的基础上,提出EV智能接入模式下的微网优化调度模型,微网调度机构根据不同EV用户需求、可再生能源功率、其他负荷功率以及EV充放电过程需满足的约束,给出包括EV在内的微网内所有设备的运行策略。该模型可利用CPLEX软件求解。以14节点微网系统为例,分别对EV随机充电模式、错峰充电模式以及智能接入模式下的微网调度运行进行优化,结果表明,智能接入模式下的EV作为分散式储能单元,与微网内集中式储能元件协调配合,发挥移峰填谷的作用,更具经济性。     

考虑新能源出力不确定性的微网社区双阶段调度策略

针对新能源出力存在不确定性的情况,提出了一种基于多代理技术的微网社区双阶段能量调度策略,分为日前调度和实时调度两个阶段。在日前调度阶段,微网间调度代理(Dispatch Agent)运用蒙特卡洛模拟技术生成场景,通过引入微网之间能量互传模式,计算对应的能量调度矩阵,运用粒子群算法代理(PSOAgent)求解该场景下最优日前调度计划。在实时调度阶段,微网i代理(MGi Agent)基于日前最优期望调度计划,接收新能源t时刻出力数据并与预测期望值进行比较,快速制定t时刻实时调度计划,满足微网i的t时刻供需平衡且运行成本最小,实现微网社区的经济运行。通过与传统多时间尺度方法的对比实验,仿真结果表明所提出的方法在实时调度环节比传统方法具有更小的调度偏差,并且可以有效减少微网社区的弃风弃光现象。     

考虑多重不确定性的园区综合能源系统区间优化调度

电力市场环境下,园区综合能源系统需要考虑电价波动以制定第二天的调度计划。而风电和光伏发电等分布式电源出力的不确定性给园区综合能源系统经济运行带来了巨大挑战。文中提出了一种考虑多重不确定性的园区综合能源系统区间优化调度方法。首先,采用区间理论对电价和分布式电源出力的不确定性进行了建模;然后,以日运行费用最低为目标,结合综合能源系统运行约束,建立了考虑不确定性的园区综合能源系统日前优化调度模型;最后,采用区间线性规划方法对模型进行求解。算例结果验证了所提模型和方法的有效性。     

考虑多重不确定性与电碳耦合交易的多微网合作博弈优化调度

双碳背景下,构建低碳运行的能源系统是实现\"双碳\"目标的重要方向与实施路径.为了促进多微网系统内部能源的本地消纳以及低碳经济运行,该文对不确定性环境下多微网系统的合作运行及电碳耦合交易展开研究.首先,对于每个微网,构建了电转气碳捕集系统相耦合的热电联产运行模式,基于地方碳交易市场和阶梯碳交易机制,提出了多能源微网的低碳运行模型;其次,考虑到新能源发电和电力市场电价都存在不确定性的实际情况,采用机会约束和鲁棒优化的方法,以降低不确定性影响;再次,基于纳什谈判理论,建立了多个微网电碳耦合的合作博弈模型,各微网主体可同时参与到上级能源市场和地方能源市场中进行电能和碳排放配额的交易;最后,将非凸的合作博弈问题分解为两个线性可求解的子问题,进一步采用交替方向乘子法对问题进行求解.通过算例验证,该文所提方法可以有效提升各微网经济效益并减少碳排放.     

考虑风电预测误差成本的微网经济调度

提出考虑风电预测误差的微网经济调度模型,主要考虑的成本有燃料成本、运行维护成本、环保成本、以及备用容量成本,其中备用容量成本包括两个部分,一部分是旋转备用原有的成本,一部分是风电预测误差产生的备用成本;结合具体的微网算例,采用改进的粒子群算法对模型进行求解,得到机组出力的调度结果和考虑预测误差、不考虑预测误差调度费用曲线;并与实际的成本费用曲线作对比,结果表明考虑风电预测误差的更接近于实际情况;从而得到考虑风电预测误差是很有必要的,同时验证了模型和算法的有效性。     

考虑激励型需求响应不确定性的微网储能容量优化配置

将可再生能源以微网的形式接入大电网可以有效解决直接并网造成的不稳定问题,且加入储能使能源利用率增加。以含有风光储及需求侧资源的并网型微网为研究对象,在储能造价高的现状下为降低储能配置成本加入需求响应技术,以负荷在时序上最大化贴近可再生能源发电时序为目标进行负荷转移,同时考虑用户参与需求响应技术时的不确定性,包括基线负荷和响应量自身的不确定性。建立激励型需求响应不确定性模型,对用户的可平移负荷在参与响应时用三角模糊数描述其响应量及基线负荷的不确定性,并通过等价清晰处理将其转化为确定性问题。并在满足电网的运行约束条件下,以年综合利润最大为目标,采用CPLEX求解器对模型进行求解。将优化方法经仿真实验后,验证了方法的有效性。     

消纳大规模风电的鲁棒区间经济调度:（一）调度模式与数学模型

大规模风电接入给电力系统调度运行带来挑战。传统的确定性调度方法没有合理地考虑风电的不确定性,因此无法保证系统的安全运行。面向日内的有功调度,文中提出一种利用风电预测区间的鲁棒风电调度模式,使得风电场尽可能运行在最大功率点追踪模式,该模式具有控制灵活和可操作性强的特点。基于该调度模式,建立考虑自动发电控制(AGC)调节响应的鲁棒区间经济调度模型及其等价二次规划模型。最后,在改进的IEEE 24节点系统上进行蒙特卡洛仿真并与传统调度方法对比,验证了所提出的经济调度方法的鲁棒性、可靠性和经济性。     

消纳大规模风电的鲁棒区间经济调度:（二）不确定集合构建与保守度调节

对鲁棒区间经济调度中不确定集合的构建方法进行探讨。首先,建立考虑不确定变量概率边界值的鲁棒区间经济调度模型。然后,针对调度中心掌握风电预测信息的不同情况,相应地提出构建满足一定置信水平的不确定集合的方法,其中考虑了风电场的出力相关性。该方法使得调度人员可以灵活地根据风险偏好程度来控制鲁棒调度策略的保守度。最后,在改进的IEEE 24节点系统上进行蒙特卡洛仿真,验证所提出的不确定集合构建方法的有效性,并对其性能进行了比较。     

计及不确定性的移动应急电源鲁棒优化调度

建立电力应急响应机制对提升电力系统应急保障能力意义重大,发生停电事故时合理调度移动应急电源可以降低停电损失,是应急响应过程中重要的一环。停电事故发生时实际停电持续时间、移动应急电源行驶时间和重要用户缺电功率都存在不确定性,然而现有的与移动应急电源优化调度有关的研究大多并未考虑这些不确定因素。在此背景下,提出一种计及不确定性的移动应急电源鲁棒优化调度方法。首先,以区间数表示调度过程中的不确定因素,建立以重要用户停电损失最小为目标函数的包含区间数的优化模型。接着,针对该模型中包含的非线性函数及二次项,通过引入辅助决策变量的方法将模型转化为混合整数线性规划问题。然后,针对悲观解在很多情况下可能过于保守的不足,提出一种基于可接受的解的波动范围的鲁棒优化方法。最后,通过算例说明了所提出模型能够有效地应对移动应急电源优化调度中的不确定因素并得到有效的调度方案。     

计及源荷区间不确定性的电力系统日前优化调度

由于缺乏数据或统计规律复杂,调度决策时常难以确知新能源及负荷的概率分布,为此提出了计及源荷区间不确定性的电力系统日前优化调度方法。首先,基于预测误差建立风、光及各类负荷的区间数模型;接着,以日综合运行费用为目标函数,考虑发电机、储能以及正负备用等约束条件,构建区间优化调度问题数学模型;然后,应用区间优化理论,在一定的区间可能度下将区间优化问题转化为确定性问题求解,获取区间优化调度方案;最后,将区间优化调度方法应用于修改后的IEEE10机39节点系统,验证了其有效性。该方法决策灵活,通过调节区间可能度,可较好地平衡调度方案的经济性与安全性,其计算量小,特别适用于仅掌握变量变化范围时的调度问题。     

改进粒子群算法的微网经济调度

作为电力系统生产和消费的一种运行组织形式,微网在电网中起着重要作用。以发电成本作为目标函数,并将发电成本按成本类型分为运行成本和环境成本,或按发电单元类型分为联产系统发电成本、燃料电池发电成本以及电网成本,由此构成两种多目标函数。建立了包含风力机、光伏阵列、基于微燃机的冷热电联产系统、燃料电池和蓄电池的微网系统,针对一具体微网,运用基于相似度权重动态调整的粒子群算法对并网下微网各微源出力和电网购电量进行优化调度,并优化出两种多目标函数下的非劣解集,最后给出了一天的各成本和收益结果,算例结果表明了所建模型和运行算法的可行性和有效性。     

基于混沌灰狼算法的交直流混合微网经济调度

并网情况下交直流混合微电网的经济稳定运行是微电网建设和运营的基本要求。文中从经济调度的角度出发,建立了考虑微电网设备的维护成本、蓄电池储能损耗成本、AC/DC换流成本、并网售购电费用的联合优化经济模型。针对传统灰狼算法(GWO)在全局搜寻能力上的不足,引入混沌序列Logistic映射对灰狼算法初始化进行改进,丰富灰狼种群的多样性,使初始种群更加均匀的分布在求解区间内。为验证混沌灰狼算法(CGWO)算法的性能,基于实际算例进行仿真分析,验证所提模型与算法的正确性与有效性,在相同算例下将CGWO的优化结果分别与GWO、粒子群算法(PSO)、混沌粒子群算法(CPSO)进行对比分析,结果表明CGWO性能优于其它三种算法,能有效的进行经济调度并保证具有良好的全局搜寻特性和收敛速度。     

基于区间不确定性的约束潮流

针对电力系统潮流计算中因新能源注入、负荷变化等因素而引起的计算数据的不确定性问题,提出一种新的基于区间算法的约束潮流模型。首先,将输入数据的变化表示为区间的形式,然后,将传统的潮流方程转变为考虑电压、无功功率等约束的优化模型;在求解过程中,引入区间的可比较性概念,将该不确定的约束潮流问题分解成两个确定性的约束优化子问题,即上界子问题和下界子问题,并利用现代内点算法进行求解,得到潮流解的上下界。最后,对IEEE 14,57,118节点系统和实际华南703节点系统进行仿真计算,并与经典的计算区间潮流的仿射算法和蒙特卡洛模拟法得到的结果进行对比,证明了该算法不仅结构简单,而且可以极大地提高计算效率。     

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。