风-光-蓄-火联合发电系统的两阶段优化调度策略

针对风电、光伏出力的随机性、间歇性和波动性而导致其在大规模接入电网时对电网发电计划制定和调度产生的影响,提出一种风-光-蓄-火联合发电系统的两阶段优化调度策略。利用抽水蓄能的抽蓄特性,将风电和光伏出力进行时空平移,使风-光-蓄联合出力转变为稳定可调度电源,具备削峰填谷的功能,与火电机组共同参与电网调度。以风-光-蓄联合出力最大和广义负荷波动最小作为风-光-蓄联合削峰模型的优化目标,火电机组运行成本最小作为经济调度模型的优化目标,建立两阶段优化调度模型,分别采用混合整数规划方法和粒子群算法求解。改进IEEE-30节点算例系统仿真结果表明：所提调度策略可以提高风能和太阳能的利用率,缓解火电机组调峰压力,大幅降低风电的反调峰特性对电网的影响,从而保证电力系统安全、稳定、经济运行。     

大规模风电送端电网风、火电耦合外送多目标优化模型及算法

针对大规模风电送端电网风、火电共用输电通道解耦外送情况下,风电送出功率受阻、输电通道利用率不高等问题,在比较分析风、火电解耦/耦合外送运行特性基础上,以风电外送功率最大、输电通道利用率最高和火电机组运行成本最低为目标;以风电、火电机组日前调度出力为优化变量,构建了风、火电耦合外送多目标优化模型,并提出一种改进多目标差分进化模型的求解算法,最终得出一组风电、火电日前优化调度出力计划,为运行人员制定调度决策提供了科学依据。文章以某地电网为例,验证了所建模型的合理性及算法的有效性。     

计及火电深度调峰的高比例可再生能源电力系统日前优化调度研究

针对高比例可再生能源并网,提出含风、光、火、蓄的高比例新能源电力系统多目标日前优化调度模型。该模型考虑在火电机组深度调峰及频繁爬坡等新工况下的火电机组运行成本、污染物惩罚成本以及可再生能源弃电成本,以系统运行成本最低、风光出力最大以及净负荷波动最小为优化目标,采用NSGA-Ⅱ算法进行优化求解。通过对某典型日不同调度场景进行仿真计算,结果表明所建立的系统运行总成本计算模型能够兼顾该系统的经济、环保与消纳,所提出的多目标优化调度策略能够促进高比例可再生能源的消纳,缓解火电机组的调峰压力,降低系统运行总成本,指导电力系统火电灵活性改造,保证电力系统安全、稳定、经济运行。     

风光火蓄联合发电系统日前优化调度研究

为提升规模化新能源的并网消纳能力,需要在电网中配置灵活性储能,并进行火电机组深度调峰。以考虑火电机组全过程调峰成本、污染物惩罚成本及新能源弃电惩罚成本的系统运行成本最低为优化目标,并结合系统运行约束,构建风光火蓄联合发电系统的日前优化调度模型。通过Yalmip优化工具箱对模型进行求解,得到风光火蓄联合发电系统在某夏冬典型日的优化调度结果,并与不考虑抽水蓄能的风光火联合发电系统进行比较。结果表明,所建立的模型能够实现风光火蓄联合发电系统的多能互补运行;通过抽水蓄能协调配合,能够有效缓解火电机组的调峰压力,从而降低新能源弃电率和系统运行成本。     

考虑系统调峰特性的风光消纳优化

由于风电和光伏发电受自然因素的影响较大,其出力具有随机性和波动性,将对系统的调峰能力造成严重影响。该文首先针对风电自身的出力特性,从系统调峰能力的角度对区域电网可以接纳的风电容量进行评估;然后根据风电和光伏发电在时间尺度上存在的互补性,建立以系统失负荷率最低和弃风、光率最小为目标的优化模型,利用改进惯性权重的粒子群算法对模型进行求解,得到最优的风电和光伏发电出力。最后,利用实际区域电网风电、光伏发电以及负荷的历史数据对该文所提方法的有效性进行验证,结果表明采用风光互补优化策略对风电和光伏发电的输出功率进行优化后,系统出力波动有所降低且消纳能力有明显提升。     

基于分时充电电价的电动汽车消纳风电的机组调度优化模型

随着风电的大规模入网,其间隙性和随机性导致弃风现象严重,电动汽车的快速发展为风电消纳提供了新途径。文章以风电消纳最多、负荷方差最小和火电机组发电成本最低为目标函数,综合考虑电力系统的功率供需平衡、火电机组和风电出力等约束条件,建立了基于分时充电电价的电动汽车消纳风电的机组调度优化模型。根据电动汽车负荷对充电电价的响应,得出电动汽车的充电负荷,进而得到电力系统总负荷,以此为基础采用分步优化的方法对模型进行求解。首先以负荷方差最小和风电消纳最多为目标,通过多目标遗传算法NSGA-II对风电出力进行优化;然后以火电机组的发电成本最低为目标对火电机组的出力进行优化,达成风火机组的联动调度。算例结果表明,对电动汽车实行分时充电电价能够提升风电的消纳能力,平滑负荷曲线,降低火电机组的发电成本。     

计及受端电网调峰趋势的风-光-火特高压直流外送调度方法

考虑受端电网调峰趋势的约束,对风-光-火特高压直流外送日前调度计划进行研究,充分发掘新能源直流外送对受端电网调峰能力的补充作用。首先对风电、光伏出力特性以及风-光-火打捆联合外送优势进行分析,建立综合考虑新能源最大消纳和改善受端电网调峰裕度的调度模型。算例中运用CPLEX软件对直流外送的运行方式进行优化求解,算例结果表明,相比于传统定功率"直线式"直流外送运行方式,该文"多段折线式"运行方式能有效提高新能源使用率,降低受端电网不利调峰率和源荷扰动率,改善受端电网调峰裕度。     

风-光-火-蓄联合系统两阶段优化调度

由于间歇性能源出力具有不确定性,该文利用抽水蓄能容量大、响应速度快的优势,建立风-光-火-蓄两阶段动态调度模型。长时间尺度以总成本最低为目标,综合考量系统运行成本、SO₂、NO_X、PM排放量、弃风弃光量惩罚,来优化可控电源出力。短时间尺度以长时间尺度为基准,基于模型预测控制原理滚动求解出力增量,使抽蓄机组有功出力偏差最小,以增强调度的平滑性。最后根据东北某地区抽蓄机组实际数据及改进的IEEE-30节点系统仿真验证了该文所提模型的有效性,以此来降低系统的污染物排放水平,提升系统对风电、光伏的消纳能力。     

基于热网储热特性的电-热系统联合经济调度

针对含高比例热电机组的电力系统如何提高调峰能力并减少弃风问题,以最小弃风电量为目标,提出一种基于热网储热特性的电-热系统联合调度策略,构建电-热系统联合经济调度模型。热网具有储热特性,通过对热网蓄放热进行有序地调控,在短时间内调整热电机组供热量改变机组发电水平,降低供热和发电的耦合程度,能够保证热需求的同时提高机组的调峰能力。采用改进的粒子群算法对所提模型进行求解,仿真结果表明所提策略可有效提高系统风电消纳水平,减少弃风量。     

基于改进模型预测控制的“大机小网”下火电-光伏-抽水蓄能优化调度

光伏大规模接入加剧了"大机小网"电网的结构性问题,导致传统单断面优化调度难以实现最优运行。提出了一种基于改进模型预测控制(MPC)的多时间尺度火电-光伏-抽水蓄能联合优化调度模型。即对于日前优化调度,在系统运行成本中引入了光伏未消纳量和火电污染物排放量形成多目标函数;对于日内滚动优化,以跟踪日前计划值为目标,考虑了光伏出力极限场景调节能力约束与抽水蓄能机组启停速率约束,并采用自适应调节预测时域与控制时域的MPC方法改进了传统MPC。海南省某区域电网的实际运行验证了该综合模型的有效性。     

计及风光不确定性的新能源虚拟电厂多时间尺度优化调度

针对中国西北地区新能源消纳问题,该文聚合风力发电、光伏发电、光热电站、电储能装置组成虚拟电厂（VPP）,提出一种基于鲁棒随机优化理论的新能源虚拟电厂多时间尺度优化调度策略。首先对风力发电、光伏发电、光热电站与电储能装置进行数学描述,在此基础上建立VPP多时间尺度优化调度模型。在日前调度层中,以VPP运行效益最大为目标,依据风光日前预测出力建立日前优化调度模型;在时前调度层中,以VPP运行成本最小为目标,根据风光时前预测出力建立时前调度修正模型。同时,为了衡量风电、光伏发电出力不确定性对系统的运行影响,建立VPP随机优化调度模型。仿真结果验证该模型可提高运行效益与新能源消纳能力。     

基于极限场景集的多类型能源鲁棒调度模型

风电、光伏发电等间歇性新能源的并网给电网发电调度提出了新要求。新能源消纳主要依赖于可控机组的旋转备用容量,但足以保证系统安全的备用量不易精确获取。对此,采用场景法描述新能源出力的不确定性,建立了基于极限场景集的日前鲁棒调度模型。该模型考虑新能源在波动范围内的所有出力情况,使得调度计划在取得经济最优的同时也能保证电网的安全性。为使模型具有普遍适用性,该模型考虑了水、火、风、气、光、核、抽水蓄能的多种类型能源。最后,结合某省级电网实例,证明了本文方法在经济性和安全性上的优势。研究成果可为新能源并网发电调度提供参考。     

考虑复合储能电站接入的电网日前-日内两阶段滚动优化调度

为提高电力系统对光伏的接纳能力,降低光伏波动对电力系统运行的影响,提出一种考虑电池储能-抽水蓄能复合储能的电力系统日前-日内两阶段“源-储-荷”协调优化调度策略。首先,在日前调度模型中,以最小化系统总运行经济成本为目标,综合复合储能资源和负荷侧各类需求响应资源对电网进行双端协调优化。然后,在日内短时间尺度上,供需双端协调优化机组出力与需求侧响应,充分发挥抽水蓄能的调峰能力以及电池储能对光伏波动的抑制作用。所提模型通过CPLEX软件求解,算例结果验证了该模型能协调优化系统内各类可调节资源,有效降低系统弃光率。     

考虑N-1安全约束的风—火—蓄联合优化调度模型及仿真

为缓解风电随机性对系统安全运行的影响,引入风电惩罚成本,建立了风电与抽水蓄能电站联合调度优化模型,模型以总发电成本最小为目标函数,考虑了N-1条件下的网络安全约束及风电、火电、抽水蓄能等一系列约束条件,并采用简化N-1安全验证的方法,提高了求解效率。以改进的IEEE30节点系统作为仿真系统,分析了不同情景下系统调度结果。结果表明,所提模型可防止因机组出力调节不及时带来的线路越限问题,并在满足相应的安全约束条件下,可有效降低系统运行成本,减少弃风。     

基于VMD的混合储能容量优化配置

针对光伏发电输出功率的波动性以及混合储能容量优化,以光储联合的发电系统为研究对象,提出一种基于变分模态分解(VMD)的混合储能容量优化配置策略.该策略采用VMD对光伏输出功率进行处理,利用欧氏距离方法将相关模态和非相关模态进行区分,利用滑动平均法提取非相关模态中的持续分量信号,将其与相关模态进行重构作为满足国家标准的并...     

风电和抽水蓄能电站参与下的机组组合优化问题研究

为研究风电并网环境下考虑抽水蓄能电站在内的机组组合问题及系统最优调度策略,从系统角度出发,以运行成本最小化建立目标函数,结合各类电源的技术特性和系统的运行实际建立约束条件,并利用混合整数算法对模型进行优化计算。通过10机组系统的算例分析,得出常规火电机组、风电以及抽水蓄能电站的最优调度策略。运行结果表明,抽水蓄能电站参与系统运行有提高风电并网水平、减少火电机组的燃料成本和启停成本、可使电网负荷曲线趋于平稳三方面的效益。     

Hybrid optimization algorithm for modeling and management of micro grid connected system

In this paper, a hybrid optimization algorithm is proposed for modeling and managing the micro grid (MG) system. The management of distributed energy sources with MG is a multi-objective problem which consists of wind turbine (WT), photovoltaic (PV) array, fuel cell (FC), micro turbine (MT) and diesel generator (DG). Because, perfect economic model of energy source of the MG units are needed to describe the operating cost of the output power generated, the objective of the hybrid model is to minimize the fuel cost of the MG sources such as FC, MT and DG. The problem formulation takes into consideration the optimal configuration of the MG at a minimum fuel cost, operation and maintenance costs as well as emissions reduction. Here, the hybrid algorithm is obtained as artificial bee colony (ABC) algorithm, which is used in two stages. The first stage of the ABC gets the optimal MG configuration at a minimum fuel cost for the required load demand. From the minimized fuel cost functions, the operation and maintenance cost as well as the emission is reduced using the second stage of the ABC. The proposed method is implemented in the Matlab/Simulink platform and its effectiveness is analyzed by comparing with existing techniques. The comparison demonstrates the superiority of the proposed approach and confirms its potential to solve the problem.     

计及不确定性的多类型发电机组联合调度优化模型

为了促进可再生能源并网,解决可再生能源机组在内的多类型发电机组联合优化调度问题,引入全额收购可再生能源发电,由火电机组提供备用、允许适度弃风,由火电机组提供备用以及水火机组联合提供备用的可再生能源发电三种不同方案。首先构建了涵盖风、光伏、水力机组的可再生能源机组发电处理模型;再结合设定的三种方案组建了多类型发电机组节能调度优化模型;最后,基于基础数据,得出该节能调度优化模型的发电系统总煤耗、备用煤耗、系统发电成本、启停成本、弃风量及弃水量等关键指标的优化效果,对多类型发电机组联合调度优化具有一定的指导意义。