市场环境下基于IGDT的水电富集电网中长期优化调度

【目的】在高比例水电电力市场中,交易电量执行的公平性和清洁能源消纳是中长期调度需要重点考虑的两个问题。【方法】针对电力市场环境下水电富集电网中长期优化调度的公平性以及弃水问题,提出了基于信息间隙决策理论(information gap decision-making theory, IGDT)的水电富集电网中长期优化调度方法。首先采用IGDT理论建立计及径流不确定性的水电富集电网中长期优化调度双层模型,其中下层求解电站合约电量完成率综合极差的最大值,上层求解对应区间径流的最大波动范围。然后通过多种线性化技术得到等价的混合整数线性规划(mixed-integer linear programming, MILP)单层模型,并通过CPLEX求解器实现模型的求解。以云南电网的10座火电站和22座水电站的中长期优化调度为例对模型进行了验证。【结果】结果显示：各电站合约电量完成率极差为0.412,与不考虑弃能惩罚相比,弃水电量减少了81.33%。【结论】结果表明：该模型能够有效缓解水电站超发、少发和弃水等问题,对实现市场环境下电网公平性调度和促进清洁能源消纳具有重要意义。     

高比例水电电力市场日前现货出清方法

如何处理梯级水电时空水力、电力紧耦合等复杂特性,解决竞争性弃水、发电能力不足等问题,是高比例水电日前现货市场出清中的关键问题。结合云南实际工程,提出高比例水电电力市场日前现货出清方法,以事后水力校核环节替代出清模型中的水力约束,根据弃水、欠发问题产生原因,构建了包括梯级电站日电量约束、弃水约束在内的条件约束集及相应触发条件;引入、更新相关边界控制约束,迭代解决出清过程中的弃能、上下游匹配失衡问题,实现模型的高效求解;设计了结算补偿策略以弥补弃水处理对其他电站的利益损失。以云南电网实际发电数据进行模拟计算,结果表明该方法能够有效解决发电量匹配失衡、竞争性弃水问题,且实现了较高的求解效率。     

考虑水电消纳的送受端市场日前现货协同出清方法

大规模水电跨省跨区输送涉及送受端多个差异电力市场,如何协调不同市场交易促进水电消纳是我国电力现货建设面临的关键问题之一。本文提出考虑水电消纳的送受端市场日前现货协同出清方法,以直流联络线为协调因子,实现送、受端市场迭代出清框架的有效衔接;考虑直流外送计划确定巨型水电站发电能力、开停机、爬坡、上下游影响电量的边界条件,并耦合水电非线性特点和弃水控制要求,构建购电费用最小出清模型,优化送端全网日前现货出力;提出直流计划更新策略,依据电站弃水和电网断面控制,动态调整外送边界,实现受端市场迭代出清收敛。通过改进的IEEE300节点系统和云南电网实际工程验证,本文方法能够高效完成高比例水电市场现货出清,且能有效衔接市场出清结果与直流输送计划,实现流域梯级电量、水量精准匹配。     

组合电力市场下水电优化调度研究

梯级水电站参与组合电力市场是提高发电收益、规避风险的有效途径。据此,建立了同时参与日合同市场和日前现货市场的梯级水电站优化调度模型。模型中考虑梯级水电站间的动态滞时,日前市场出清价格的不确定性和机组运行约束,使模型更加真实。为了提高求解效率,提出了几种线性化方法,将原始模型转化为基于场景的混合整数线性规划问题,并通过高效求解器进行求解。结果表明,该模型在保证梯级电站安全稳定运行的同时,保证了可观的发电效益。此外,与以往文献中的滞时计算相比,该模型得到的调度计划更加真实,计算效率更高。     

水电富集电网大小水电可消纳电量最大协调优化调度模型

水电富集地区的小水电在电网中所占比例较大,出力波动频繁,汛期与大中型水电挤占输电通道,造成大规模窝电弃水并威胁电网安全,需要构建有效的大小水电协调优化方法。为此,以西南水电富集的某省为背景,提出了大小水电可消纳电量期望值最大短期协调优化调度模型。该模型将分区小水电作为整体,根据小水电计划与实际出力偏差,采用模糊聚类构建小水电出力场景,并应用启发式搜索和关联搜索方法进行求解。实例研究表明,本文提出的模型和方法能够合理利用大中型水电良好的调节能力实现大小水电协调,减少窝电弃水,是一种实用有效的大小水电混合分区协调优化调度方法。     

四川电网水电中长期发电调度策略研究

分析了四川电网水电运行特性,将研究范围内的水电站按调节性能进行分类,针对不同类型的水电站分别提出其中长期发电能力计算方法;为满足电网实际运行需要,在求得水电发电能力的基础上,提出了满足各电站年内各月负荷率的调度方案;针对无径流资料水电站水能计算的复杂性及电网调度中的实际问题,提出了简单可行的计算方法。计算结果可供调度人员参考使用。     

广西区域水电参与电力现货市场分析

根据国家电改意见,南方区域将在2020年全面启动电力现货交易市场。笔者主要对电改原因、实施电力现货交易可能存在的挑战以及广西水电企业将面临的困难进行讨论,提出水电企业在实施电力现货交易模式时的应对措施。     

基于LightGBM-IndRNN模型的现货市场日前电价预测

日前电价的准确预测对保障电力市场参与者的利益具有重要意义。针对高比例新能源参与现货市场交易导致日前电价预测难度加大的问题,提出一种基于轻型梯度提升机(LightGBM)的独立循环神经网络(IndRNN)日前电价预测方法。首先,使用LightGBM算法计算特征的重要性得分,根据计算值排序提取出重要特征;然后,将筛选得到的新数据集作为输入,运用IndRNN神经网络对其进行训练,从而实现对日前电价的预测;最后,采用北欧电力交易所Nord Pool的数据进行仿真分析。实验结果表明,所提算法与传统预测模型相比,充分考虑了新能源出力不确定性对日前电价的影响,有效提高了预测的准确性。     

市场环境下梯级水电站短期优化调度研究

市场环境下,梯级水水电站的短期调度竞价报送发电计划阶段,根据预测的边际电价和入库流量,以发电收益最大化为目标制定短期调度计划;电网负荷下达阶段,根据电网下达日内96点负荷和预测的入库流量制定短期调度计划。后者在流域梯级统一调度背景下,若梯级水电站具有流域统一电价,梯级水电站短期调度以耗水量最小为目标进行优化;若梯级水电站具有不同电价,则梯级水电站短期调度以发电收入最大为目标进行优化。以市场环境下不同阶段梯级水电站制定短期优化调度计划为对象,研究梯级水电站短期优化调度模型及其求解算法,构建梯级水电站短期优化调度整体框架。研究表明,市场环境下不同阶段采用不同模型进行短期优化调度,可节约梯级水资源、增加梯级发电收益。     

水电生态调度模式优化刍议

协调好水电开发、运营和环境保护之间的矛盾,已成为新时期水电领域亟待解决的关键。在水电工程漫长的运营期内,建立科学的生态调度模式和机制,是解决这一问题的核心所在。确立正确的生态调度原则与细则,建立动态评估与调整机制,建立相关水文监测和流域大数据库等,则是解决问题的重中之重。     

韶关地区水电优化调度的探讨

针对韶关地区水电的分布情况与运行特性,"因时制宜"、"因地制宜"、"科学统筹"地提出系列韶关地区水电优化调度对策。顶峰发电可缓解地区网电压力;流域综合利用可提高水能利用率;来水预测、负荷预测、合理安排运行方式、建立水情发电信息管理系统、调整报价等措施可推进水电调度的精益化。     

电网安全节能发电日前调度优化模型及算法

华北电网安全节能发电调度辅助决策系统中的日前调度模块实现了机组组合和安全约束经济调度两大功能,制定日发电计划既符合各种安全约束又满足各类辅助服务需求。采用同一个优化模型,通过修改输入信息实现节能发电调度、电量进度发电调度、成本调度、市场竞争等多种调度模式。引入violation和violation penalty weights两类参数,确保优化模型始终有解,满足工程实际应用的要求。采用同时可行性测试与优化计算相迭代的方法缩短了计算时间。日前调度模型为混合整数规划模型,采用分支定界法进行求解。为了精确校核日前调度结果,该系统开发了研究态全网络多时段安全校核功能,选择多个时间节点对日前调度结果进行精确的交流潮流校核,确保日前调度结果满足安全运行要求。     

基于中长期优化调度的水电富集地区丰枯期省间购售电策略优化模型研究

根据跨省跨区购售电合同需约定年度电量规模以及分月计划、送受电曲线的新要求,针对我国四川、重庆和云南等水电富集电力系统在未来省内电力供需"丰余枯缺"的市场形势下需要将省间中长期购售电交易与省内电力市场协同优化的问题,基于中长期优化调度模型,构建了水电富集地区丰枯期省间购售电策略优化模型,深入研究了其中基于未来成本函数的长...     

水电富集电网大规模风电场接入相关问题及措施

加大风能和水能资源开发利用力度,是我国新时期做出的一项重要能源战略部署,符合可持续发展的电力产业布局。但受资源自然特性的影响,风电大规模接入系统必然会给水电富集电网带来一系列新问题。以极具代表性的云南电网为背景,通过风电场历年来的实际运行数据,从主要的自然特性类指标和交互关系类指标等方面分析了风电场群的发电出力特性,研究了大规模风电接入水电富集电网后可能对电力系统产生的影响,并提出了相应的应对措施。     

漓江实时补水优化调度研究

以漓江三期补水工程体系为研究对象,对漓江实时补水优化调度进行研究。首先基于马斯京根流量演算法建立了供水水库群放水和控制断面需水的定量响应关系,在此基础上提出考虑河道水流演进滞时和生态需水要求的漓江水库群联合补水实时优化调度模型及相应的调度规则,并通过约束处理技术使模型转化为能通过线性规划求解的问题。实时优化调度模型在漓江流域的应用结果表明:斧子口、川江、小溶江、青狮潭、五里峡、思安江六库联合调度,可以使特枯年份的供水日保证率达到94%以上。研究对维持漓江河道健康、提高通航保证率以及旅游经济效益具有重要的意义。     

梯级水电站水电联合优化调度系统

分析了梯级水电站水电联合优化调度技术,包括来水预报技术、计划调度技术、实时调度技术和电力市场水电调度技术,说明了这些技术的现状和发展方向,并提出相应的计算机系统设计的主要目标和结构要点.     

水泵调度的多阶段线性规划优化

为优化水泵的调度,本文提出了一种基于线性规划(LP)的方法,以24h为时间单元,将连续泵流量作为决策变量,并将其转化为离散计划.将该方法应用于基准Anytown网络的案例研究,对所有水泵组合能耗进行测试.为了评估线性规划的可靠性,将其与混合离散动态维数搜索(HD-DDS)算法生成的解进行了比较.结果表明,与用不同随机种...     

基于混合整数线性规划的梯级水电站短期优化调度

基于机组特征曲线的分段线性化建立了梯级水电站短期运行的混合整数线性规划模型,它可充分考虑机组启闭约束.以清江流域水布垭、隔河岩和高坝洲梯级为实例对模型进行验证,以系统期末理论蓄能量最大为目标,采用CAMS调用CPLEX模块求解.优化2011年2月调度表明,通过模型优化调度,在产出相同电能的前提下,可节约水能0.45亿kW·h,水能节约率达16.17％.     

权衡供水与发电目标的水库调度建模及优化

以供水水库为研究对象,考虑了水库的供水、发电目标及两目标的权衡,构建了供水计算、发电计算和多目标计算等三个模型,并分别通过二次规划、混合整数线性规划、非线性规划对三个模型进行优化求解。研究涉及高维性、非线性、多目标在内的水库优化调度问题求解难点。以某两水库调度问题为例,应用优化软件LINGO高质高效求解,为以供水与发电作为主要目标的水库调度问题求解分析提供了示范。     

大规模水电系统优化调度降维方法研究I:理论分析

中国水电系统规模持续扩张,使得已有方法在求解大规模水电调度问题时,存在严重维数灾及早熟收敛等不同程度局限,亟需分析已有方法以便发现其瓶颈所在,为探寻能均衡求解效率与计算精度的实用化方法提供有益参考。为此,首先深入研究了线性规划、二次规划和动态规划等多种方法的计算复杂度,然后定量对比分析了各方法在不同情景下的适用性,最后提出“四维一体可拓降维”总体思想,并给出具体的降维方法与策略,建议从空间维、时间维、状态维和组合维等4个方面开展综合研究,以切实服务于大规模水电系统优化调度的高效优质求解。