基于概率最优化方法的水库发电调度风险分析

水电站水库发电调度风险分析对于寻求兼顾风险与效益的最佳调度方案具有重要意义.针对传统风险计算方法难以适应中长期发电调度需要的特点,提出了概率最优化风险分析方法,构建中长期发电调度风险评价指标体系来量化风险大小,基于概率最优化风险分析方法的思想建立了中长期发电调度风险分析的随机期望值模型,并提出风险因子的灵敏度分析概念来衡量各类风险指标之间的转化关系.算例结果表明,该模型能使水库在承担一定风险情况下追求发电效益的相对最大化,对调度方案的制定与决策具有一定的理论意义和参考价值.     

计及市场风险的含电动汽车风光互补微电网随机规划调度模型

在电力市场环境下,含电动汽车风光互补微电网参与市场交易面临的风险,使得传统研究无法满足其交易风险管控的需要。首先剖析了含电动汽车风光互补微电网参与市场交易面临的风险问题。其次,考虑市场风险,利用半绝对离差风险作为度量工具,建立了微电网市场交易风险评估指标。然后,建立了计及市场风险的含电动汽车风光互补微电网随机规划调度模型。提出采用内嵌Monte Carlo随机模拟技术的快速非支配排序遗传算法求解所建模型,并用信息熵模糊法获得最优解。算例验证了计及市场风险的含电动汽车微电网随机规划调度模型的有效性。     

水电站分期发电调度规则提取方法

针对水电站发电优化调度需求，提出了结合灰色关联度（GRA）和贝叶斯模型平均法（BMA）提取水电站水库分期发电调度规则方法。在确定性优化调度模型基础上，首先确定决策变量和影响因子属性集，基于GRA筛选分期影响因子；然后分别采用多元线性回归模型、支持向量机模型及BP神经网络模型拟合得到分期水电站水库发电调度规则；最后应用BMA进行多模型结果加权平均获取最终分期水电站水库发电调度规则。以新安江水电站为例，对本文的方法进行了验证。研究结果表明，基于GRA和BMA结合的调度规则提取方法不仅可以提供精度较高的均值模拟，而且能较好地保持确定性优化调度的发电效益。     

包含风光燃蓄的独立微电网优化调度

针对独立微电网优化调度问题进行研究。阐述了微电网的架构和组成。分析了风力、光伏、燃料电池发电及蓄电池储能特性,提出考虑燃料电池发电费用的优化调度模型。通过NBAT算法求解模型。最后结合算例,得到最优解集;并从中选取调度方案,分析相应的组件功率,验证所建模型的合理性。     

随机森林算法在水电站发电调度中的应用

常规的发电调度方法以发电机组负荷优化为主,无法避免调峰对水电站的负面影响,导致发电量与预期不符. 为此,研究了随机森林算法在水电站发电调度中的应用.以水位、出力、流量等约束条件,提取水电站发电调度规则. 利用随机森林算法,预测水电站发电量,确定随机动态调度过程的期望发电量.构建水电站发电调度模型,消除调峰对 水电站的负面影响,使最终的发电调度与期望发电调度保持一致,从而实现水电站发电的高效调度.采用对比实验方 式,以六安三河电站为例,验证了该调度方法的发电量与预期相符,能够适应发电调度环境,具有较高的推广价值.     

考虑碳交易风险的发电商低碳调度策略

2017年底我国将实施碳排放权交易制度,在碳交易市场环境下发电商面临着碳交易价格不确定带来的风险,考虑碳交易风险的发电商低碳调度问题值得研究。借鉴金融领域风险管理的理论,利用条件风险价值(CVaR)为风险计量指标,提出了考虑碳交易风险的发电商低碳调度优化模型。应用该模型对发电商的碳交易组合优化决策进行了计算。同时,分析了发电商风险偏好置信度、碳交易价格变化以及碳排放限额等因素对发电商碳交易风险的影响。算例验证了所提出模型的有效性,发电商可以利用该模型优化发电,平衡利润和风险,对发电商的交易决策具有一定的参考价值和指导作用。     

考虑预报误差的水电站短期调度模糊风险研究

水电站短期发电计划编制一般采用预报径流进行,但受预报精度限制,预报值与实际值往往存在偏差,当电站位于近边界水位运行时,该偏差就可能带来弃水或出力不足问题。为定量分析径流预报误差的模糊特性及其对水电站短期发电调度的影响,本文提出了一种基于最优贴近度准则的径流预报误差模糊隶属函数优选方法,并引入可信性理论,建立了水电站在两种典型近边界工况（正常蓄水位和死水位）下的发电调度模糊风险分析模型,实现了水文预报误差模糊性与水电站短期发电调度风险的耦合与转化。实例研究中给出了锦西电站在两种近边界运行工况下的高风险区域及建议运行区域,可为该电站实际短期发电调度提供有力的参考和借鉴。     

考虑发电风险率的水库优化调度图编制

传统发电水库优化调度模型一般以最大多年平均发电量和发电保证率为目标函数,其内涵是水库经多年调度运行的平均期望效益最大化,而不能反映调度运行一段时期的风险率.本文针对水电站水库优化调度图编制问题,采用不同目标函数建立了两个模型:①以最大化多年平均发电量和发电保证率为目标的多年期望模型;②基于原设计常规调度图这一评价基准,定义发电风险率为发电量或发电保证率低于原设计调度图模拟运行结果的频率,建立了强调发电风险的特定时期风险模型.采用多目标遗传算法NSGA-Ⅱ求解,以隔河岩～高坝洲梯级水电站为研究背景,结果表明:较原设计调度图,得到的一个优化调度图年均发电量增加了1.22亿kW·h,年发电量风险率仅为1.82％,发电保证率可增加2.74％.因此,提出的特定时期风险模型适合于临时运行时期或者每年单独考评的调度操作中.     

计及风险的发电公司最优报价策略

在不完全竞争的电力市场中，发电公司可采用策略性报价来最大化利润。然而，在不完全的信息条件下，基于对竞争对手成本或报价的估计而发展的报价策略一般都存在一定风险，如由于报价太高而没有被调度或被调度的发电容量明显小于期望值等。一般而言，期望利润大的报价策略相应的风险也大。因此，对发电公司来讲，需要对报价策略相应的风险进行分析和评估，或构造兼顾期望利润最大和风险程度最小两个矛盾目标的折衷报价策略。文中针对这一问题进行了研究，构造了在联营体运行模式的电力市场环境下发电公司计及风险的最优报价策略模型框架，并提出了两种求解方法。最后，以有6个发电公司参与的电力市场为例说明了所提出方法的基本特征。     

计及发电权转让的梯级水电站短期优化调度

传统电力市场环境下,梯级水电站的短期优化调度方式简明直观、便于理解,但考虑因素不够全面,为此构建了电力市场环境下的梯级水电站短期优化调度模型,该模型考虑了发电权转让对梯级水电站短期优化调度决策的影响,且当存在发电权交易时兼顾了发电权出让方、受让方以及电网公司三方的经济利益,模型还考虑了梯级水电站的库容、水库水头、机组出力和电网公司购电费用等约束条件。梯级水电站短期优化调度为高维、有时滞且带有大量约束条件的非线性优化问题,因此采用微分进化算法对该优化模型进行求解。算例结果验证了该模型及算法的有效性。     

电力市场中的水电机组优化调度模型

首先建立了一种完全竞争电力市场环境下的水电机组线性优化调度模型,既考虑了电厂运行的技术和物理约束,也考虑了用水的持续综合效益。然后提出了一种新的水价值估计方法,可用于指导电厂确定自身的报价是否合适,从而提高中标机会。针对调度模型的结构特点采用变量有界的单纯形算法对其进行求解,使整个计算过程简单快速。采用上述方法对某实际水电厂进行了仿真计算,结果表明本文推荐的模型中电价对资源的利用具有引导作用,当计及蓄能效益时,虽然计划期内的发电效益下降,但总体效益增加,这说明该模型是可行有效的。     

电力市场中的水火电优化调度模型及其应用

分析了水电站如何根据市场需求、价格情况、生产成本函数及利润函数确定其最佳放水率的问题,然后根据水、火电的不同特点并综合考虑电力市场环境下水、火电收益函数和用户需求,以水力、火力发电资源在最经济利用的条件下满足顾客需求为目标建立了水火电优化调度模型,并推导出水火电联合系统最佳经济调度的必要条件,由此求出了一天中各时段的各水电厂最佳放水率(或最佳出力)和各火电厂最佳出力。最后举例说明了该模型在电力市场环境下的水火电优化调度中的应用,并证明了在该环境下通过水火电优化调度实现水电、火电和电网三方“共赢”的可行性。     

兼顾激励相容的水电富集电网中长期电力市场交易模型

针对我国水电富集地区梯级电站上下游中标电量与发电水量不匹配导致弃水和违约等问题，借鉴巴西电力市场中长期交易模式，提出兼顾激励相容的水电富集电网中长期交易模型。该模型以个体发电效益最大和电网侧购电成本最小作为激励相容的双重目标。首先以最小出力最大为目标对水电站群进行优化调度，所得各水电站每月发电量定义为其该月保证电量，并将保证电量拆分成基础电量、省内电量和西电东送电量。然后建立各级市场交易方法，基础电量按相似来水频率的历年平均电价收购，省内电量参与两轮拍卖，西电东送电量按剩余电量比重排序依次收购，采用强化学习确定各发电商份额和电价。最后利用改进的电量再分配机制对联盟内各水电站实发电量进行再分配。云南省5个流域52座电站群实例结果表明，所提模型能有效缓解当前梯级上下游电站弃水和违约等问题，促进了水电市场合理竞争和水资源充分利用。     

三峡电力系统大型水电站群与三峡电站联合运行优化补偿调度运行方式研究

在对三峡电力系统及电网内大型水电站特性分析的基础上,以提高水电站群整体调峰能力为目标,建立了水电站群优化补偿调度计算模型;并应用该模型对三峡电力系统水电站群与三峡电站联合运行进行了优化补偿调度研究.引入了水电站群"电能价值最高"的概念,为优化目标的度量和优化模型的建立奠定了基础.研究结果表明,三峡电力系统大型水电站群与三峡电站之间存在明显的优化补偿效益,在优化补偿调度方式下,水电站群的整体调峰能力有明显提高.     

考虑结算规则的多尺度市场耦合下梯级水电站中期运行风险分析方法

因为径流时空分布不均和不确定性,水电、火电为主的电力市场之间存在极大的不同,如何评估梯级水电参与电力交易风险是亟待解决的问题。该文结合西南某水电居主导地位的电力市场交易规则,构建了耦合月度交易和日前增量交易的梯级水电站参与市场交易的风险分析方法:采用Copula-Monte Carlo方法生成日径流和日前增量交易出清电价的组合场景,利用增强精英保留策略遗传算法计算所有场景的发电收益,获得给定置信水平下相应的条件风险价值。提出的方法综合考虑了径流、电价的不确定性,也计及了结算规则中各交易品种结算顺序和偏差考核标准,能直观求解收益风险值,过程简单、物理意义明确。以某电网梯级水电参与电力市场的实际资料为例,进行结果的仿真分析,结果表明所提方法可方便地求解交易组合风险价值,与单独考虑电价和径流相比能更合理的评估收益风险价值。     

考虑多种变量不确定性的梯级水电站中期调度及交易决策方法

如何衡量在中期调度阶段参与中长期市场交易时由于日径流与市场出清电价的不确定性而承受的风险并做出相应决策是梯级水电站亟待解决的问题.结合中国西南某以水电为主导地位的真实市场结构与交易结算规则,建立联合信息间隙决策理论与前景理论的梯级水电站中期运行及交易决策方法.针对中期调度阶段水电站参与中长期市场交易面临的主要不确定性变量,根据信息间隙决策理论得到鲁棒模型中满足预期收益的变量的最大波动范围,再利用前景理论在该范围内构建一种计及决策者心理因素的竞价策略模型.以某电网梯级水电参与电力市场的实际资料为例进行仿真分析,结果表明所提方法可提供不同预期收益目标下日径流与市场电价波动范围,并且可在该范围内根据决策者不同的风险偏好程度制定合理的申报决策与运行方案.     

水电站变出力系数的神经网络估计方法

围绕如何提高水电站中长期发电调度出力系数估计和出力过程计算精度的问题,综合考虑水电站水头、发电流量等水电站关键状态信息对综合出力系数K的影响,建立了以水头、发电流量和入库流量为备选输入,以综合出力系数K为输出的三种神经网络模型,进而提出了水电站发电调度出力计算变K值的三种神经网络估计方法.结合三峡水电站多年实际运行资料...     

市场竞价下梯级水电站短期优化调度研究

针对梯级水电站短期优化调度的特点，通过对电力市场中发电厂商竞价策略特点的分析，提出了市场竞价下梯级水电站的竞价运行策略，构建了市场竞价下梯级水电站优化调度模型。模型采用概率分布来模拟发电厂商报价策略，并利用蒙特卡洛方法对电力市场出清过程进行随机模拟，而且在最大效益子模型中考虑了梯级各电站发电成本不同的因素。最后通过实际算例，利用改进蚂蚁算法和遗传算法对硕多岗河梯级水电站在市场竞价条件下的整体调度过程进行了模拟优化求解，得出了较优的市场出清结果和梯级优化运行方案，并通过对优化结果的详细分析，指出了模型的优点和缺陷。     

西北地区水电在年度电力期货市场中的运营

针对水电在西北电力市场运营中月发电量的不确定性及月间发电量不均匀性的特征,在电力市场化运营的背景下,提出西北二级电力市场中水电站群期货电量的划分模型。以月发电过程统计特征为依据,进行期货电量的年内分解和调整,并从梯级水电运行特征的角度验证和解释期货电量的合理性,为水电站群在电力市场中的合约签订及电量分解提供了一种可行方法和依据。以西北电网为例,计算得主要水电站期货合约可签电量达多年平均发电量的65%左右,各月分解电量保证率达95%左右,通过对该结果内在机理的进一步阐述,验证了模型的有效性和合理性。     

适应高水电占比的电力现货市场机制设计与实践

不同于中国其他水电规模占比较小的电力体制改革综合试点电网,中国四川电网存在水电装机占比高、丰枯水期发电原则差异大、网架复杂约束多、发电调度策略分散等独有特点,故设计丰枯双期的市场机制以适应四川丰枯水期电力供需形势及电网运行特性差异.首先,从市场设计思路、市场总体模式、丰枯水期电力现货市场等角度说明四川电力现货市场机制;然后在此基础上,提出适应四川现货市场机制的功能架构,以及分析四川电力现货市场在丰枯双期市场模式、市场运营物理空间、水电耦合约束、优化出清流程等方面的特色之处;最后,结合四川丰枯双期电力现货市场的运行实践情况提出若干建议.