考虑电转气消纳风电的电-气综合能源系统两阶段鲁棒协同调度

针对传统随机规划方法和区间优化方法处理风电出力不确定性的不足之处,该文提出含电转气设备的电力-天然气综合能源系统两阶段鲁棒协同调度模型,并考虑天然气网络运行约束对燃气轮机和电转气设备调度出力及备用配置的影响。模型以风电基准场景下系统的日前调度运行成本及最劣风电场景下实时调度成本之和为目标函数,建立具max-min结构的双层优化模型,并在主/子问题求解框架下采用列约束生成（C&CG）方法进行求解。最后,在Matlab平台下构建仿真算例验证所提鲁棒协同调度模型的有效性。     

考虑风荷不确定性的大用户直购电鲁棒区间优化调度

该文以发电企业运行效益最优为目标,使用鲁棒区间优化方法对风电出力进行建模,用基于价格的需求响应对负荷不确定进行建模,建立考虑风电和负荷不确定性的大用户直购电鲁棒区间优化调度模型。最后,通过Matlab和CPLEX求解目标函数,验证所提模型的有效性和可行性。     

含分布式发电并网虚拟发电厂鲁棒优化经济调度方法

文章基于鲁棒优化理论建立了虚拟发电厂最优经济调度模型。首先以虚拟发电厂发电净收益最大为目标函数,计及出力计划约束、机组运行约束、机组启停约束、储能运行约束等必要约束条件建立系统优化运行模型;然后考虑风光出力区间不确定性,以风光出力为自然决策者,以虚拟发电厂为系统决策者,分别制定博弈策略和支付,建立虚拟发电厂最优经济调度鲁棒优化模型,并对其Nash均衡点进行分析;基于两阶段松弛法将所建立的鲁棒优化模型转化为有限可解的步骤;最后通过一个算例验证了所建立的模型在制定虚拟发电厂运行计划方面的经济优势。     

基于风电消纳评估的电力系统鲁棒低碳经济调度

在低碳经济背景下对供暖期电力系统风电消纳进行研究。首先对系统风电消纳能力进行评估,并应用于风电预测不确定区间处理;然后以系统的总发电煤耗成本最低以及碳排放量最少为目标,引入平均有效目标函数,建立计及储热装置、热电联产电厂、碳捕集装置以及蓄热电锅炉组成的电力系统鲁棒低碳经济调度模型。采用多目标细菌群体趋药性算法(MOBCC)对系统目标函数进行求解。结果分析表明,对风电的不确定区间进行处理,可减小不确定区间,能够使调度结果更加贴近实际,并且储热装置、蓄热电锅炉和碳捕集装置的加入对系统低碳性与经济性有积极作用。     

基于大M法的MILP的风电区间可优化和可调节的安全约束机组组合

不同于现有的鲁棒机组组合,本章提出了基于大M法的MILP的风电区间可优化和可调节的安全约束机组组合。含大规模风电接入的电网,其所能消纳的风电出力区间受到电网备用容量和线路传输功率两方面约束。本文提出设置最优弃风限制以确定安全风电出力区间,保证电网备用容量充裕且各条线路的传输功率不越限。在算法上,基于大M法将初始风电出力...     

考虑风电出力不确定性的风电-抽水蓄能互补系统短期优化调度北大核心CSCD

风电和抽水蓄能电站联合运行可以平抑风电随机波动、提升风电消纳率。文章针对多个风电场的出力不确定性,采用概率性序列方法进行处理,提出了一种基于厂网协商机制的风电-抽水蓄能联合调度模式,并建立了基于机会约束规划的风电-抽水蓄能互补系统短期优化调度模型。模型以风电-抽水蓄能互补系统总发电收益最大为目标,综合考虑了抽水蓄能电站的水力约束、机组运行约束和系统功率平衡约束。为提高模型求解效率并获得全局最优解,文章将原模型转换为混合整数线性规划(Mixed Integer Linear Programming,MILP)模型,最后使用商业化求解器LINGO进行求解。优化调度结果表明,抽水蓄能电站能够很好的补偿风电出力的波动性,并显著提升互补系统的总发电收益。     

计及风电条件风险价值的鲁棒柔性超前调度

提出一种考虑大规模风电并网的超前优化调度方法,引入风电条件风险价值来评估风电消纳风险。建立基于鲁棒优化的柔性超前调度模型,以平衡运行成本与风电条件风险价值。根据该模型,对AGC机组的基点功率、参与因子、柔性容量进行协同优化,还可得到各风电场输出功率的可容许区域。提出一种基于大M法和分解法的求解双线性规划模型的高效算法。所提模型及算法结合鲁棒优化与随机优化的优点,在保证计算效率的同时,可避免鲁棒优化的过度保守。仿真结果验证了所提模型及算法的有效性。     

电动汽车-风储混合系统联合运行的日内优化调度模型

文章通过运营商调度电动汽车参与风电场运行,建立了以风电场运行经济效益最大为目标及考虑风储混合系统出力约束、储能蓄电池控制模式约束的风电场日内优化调度模型。基于混合整数规划技术和CPLEX优化软件对模型进行了求解。算例分析了电动汽车提供备用服务和储能蓄电池不同控制模式对风电场运行经济性的影响,结果表明,当大规模风电入网时,风电场调度电动汽车和储能蓄电池联合运行,能获得更好的经济效益。     

基于能量可实现的多源电力系统短期优化调度

针对风电出力的不确定性和波动性在电力系统调度中引起的能量不平衡,在离散时间平均模型的基础上,考虑调度计划的可实现性,引入积分约束,同时将需求侧响应和储能技术纳入,建立以弃风量最小为目标的能量可实现短期联合优化调度模型。并将含积分约束的调度模型转化为线性目标函数和非线性约束的凸规划问题进行求解。实际算例的结果表明,该文提出的优化调度模型在考虑能量可实现的基础上增加电力系统对风电的消纳能力,凸规划的求解方法能快速获得全局最优解。     

基于风电功率预测与储能技术的风电消纳预测研究

针对风电出力的间歇性、波动性导致的消纳、并网难等问题,提出一种基于风电功率预测与储能技术的风电消纳预测方法。首先,以弃风量最小为目标,构建基于含风电系统各类常规机组的启停状态的组合优化模型,并采用新型离散粒子群算法求解;其次,探寻系统次日24 h全时段可消纳风电的上、下限,并对其加以校核;最后,兼顾系统安全稳定运行与风电调度计划允许误差两个因素,对某实际39节点10机系统分析并引入储能,以实际风电出力为测试对象,并以不同方案调度储能来验证所提方法的有效性与实用性。     

基于最优滚动控制域的储能控制策略

针对风电场预测功率与实际功率不匹配以及风力发电不确定性问题,提出一种以补偿风电预测误差和平抑风电波动为目标的储能控制策略。该策略以先进控制理论为基础,结合储能补偿预测区间和储能平抑风电波动区间,提取考虑储能运行成本的储能最优滚动控制域。首先,针对储能补偿预测误差目标,制定储能控制策略,提取允许误差内的储能补偿区间;其次,考虑风电功率波动要求及荷电状态（SOC）约束,采用模型预测控制求解出储能滚动控制序列,确定储能平抑区间。最后,考虑储能运行成本,将补偿区间和平抑区间相结合,制定储能最优滚动控制区间,以此为基础确定储能容量。以中国新疆某风电场为例,对该文提出的储能控制策略与传统控制策略进行对比验证,验证所提策略的可行性和有效性。     

考虑多参数影响的风电场多状态出力概率性评估

大规模风电并网会对电力系统的可靠性带来严峻挑战,其出力的随机性也会对电力系统可靠性评估带来难题。为了准确地对风电场出力进行评估,结合风速的随机性,考虑了风电机组的故障、降额和随机投产状态以及风速分布的威布尔参数对风电场出力的影响,建立了风电场多状态出力的可靠性模型;基于蒙特卡洛法对风电场的有功出力进行了概率性评估,并分析了不同状态数、不同降额概率、故障停运概率、随机投产率及不同的风速分布威布尔尺度参数和形状参数等对评估结果的影响。仿真结果表明,所建模型切实可行,能有效地对风电场出力进行评估。     

The effect of timescales on wind farm power variability with nonlinear model predictive control

Model predictive control techniques enable operators to balance multiple objectives in large wind farms, but the controller design depends on modeling effects that propagate at different timescales. This paper uses nonlinear model predictive control to investigate how wind farm power variability can be reduced both by varying ratios of three timescales impacting the system control and by inclusion of a power variability minimization measure in the controller objective function. Tests were conducted to assess how different timescale ratios affect the average farm power and power variability. Power variability measures are shown to be sensitive to the ratio of the incident wind period and the turbine time delay, particularly for cases with dominant incident wind frequencies. The average farm power increases in a series of steps as the controller time horizon increases, which corresponds to time horizon values required for wakes disturbances to propagate to downstream turbines. A second set of tests was conducted in which various measures of power variability were incorporated into the controller objective function and shown to yield significant reductions in farm power variability without significant reductions in farm power output. The controller was found to utilize two different approaches for achieving power variability reduction depending on the formulation of the controller objective function. These results have important implications for the design and operation of wind power plants, including the importance of considering the frequency components of wind during turbine siting and the potential to reduce power variability through the use of farm‐level coordinated control. Copyright © 2017 John Wiley & Sons, Ltd.     

The energy storage system output control strategy to improve theshort term windpower forecastingaccuracy rate

目前对于储能系统应用于平抑新能源发电的波动性、移峰填谷等场景的控制策略已有文献研究,但对于风功率预测准确率影响风电场效益的机制下储能系统应用的可行性尚未见研究。本文提出了一种以减小风电场短期功率预测偏差为目标的储能系统出力控制策略,控制策略以风电场实时出力数据（秒级）为数据源,采用线性外推加以移动平均优化的方法预测下一时刻风电场出力,通过比较风电场短期功率预测值与实时预测值,计算储能系统期望出力,并根据储能系统不同SOC区间内的出力能力进行约束,输出储能系统出力指令,最后进行了仿真验证。结果表明,本文提出的储能系统出力控制策略,能够使风电场通过配置储能系统,减少短期功率预测准确度考核,对风电场的精益化运行具有指导意义。     

Investigation on the integral output power model of a large-scale wind farm

The integral output power model of a large-scale wind farm is needed when estimating the wind farm’s output over a period of time in the future. The actual wind speed power model and calculation method of a wind farm made up of many wind turbine units are discussed. After analyzing the incoming wind flow characteristics and their energy distributions, and after considering the multi-effects among the wind turbine units and certain assumptions, the incoming wind flow model of multi-units is built. The calculation algorithms and steps of the integral output power model of a large-scale wind farm are provided. Finally, an actual power output of the wind farm is calculated and analyzed by using the practical measurement wind speed data. The characteristics of a large-scale wind farm are also discussed.     

考虑双馈电机极限场景出力下无功调节能力的电压分区

考虑到风电场运行在极限场景时双馈感应机组无功调节能力不足可能会导致分区内无功不平衡,提出了考虑双馈电机极限场景出力下无功调节能力的电压分区模型,即以考虑风电功率概率特征的电气距离期望矩阵为依据,以模块度为优化目标,在约束条件中加入满足双馈电机极限场景出力下分区内无功平衡能力约束,消除风电波动性对分区影响的同时求取最优的分区结果。此外,在采用静态无功储备裕度、电源控制力、区域耦合度指标的同时,新提出极限场景无功储备指标,从考虑风机常规出力和极限场景出力两个角度评价了分区结果。最后采用改进粒子群算法对所建模型求解,克服了分区数及聚类中心人为指定具有主观性的问题,并通过对IEEE33节点系统仿真,验证了方案的有效性。     

基于动态离散电价协约的风电-抽蓄联合日运行优化研究

鉴于风电场和抽水蓄能电站联合运行是电网提高风电消纳能力的有效方式,提出了风电-抽蓄联合与电网签订并网电量和多种动态离散成交价格的协约交易方式,建立了风电-抽蓄联合系统经济效益最大化为目标的调度模型,利用改进粒子群算法求解模型,得到联合系统的最优运行调度计划,分析协约条件对联合系统运行和收益的影响,进而通过实例仿真几种风电场典型日场景。结果表明,所提运行模式有助于减小弃风;降低基本并网功率、增大并网功率范围,可增加联合系统的收益。     

Output power dispatch control for a wind farm in a small power system

Nowadays, a wind turbine generator (WTG) is required to provide control capabilities as the output power of WTG fluctuates. Under this scenario, this paper proposes an output power control method of a wind farm (WF) connected to a small power system using pitch angle control. In this control approach, the WF output power control is achieved by two control levels: central and local. In the central control, the WF output power command is determined by considering the frequency deviations and wind speeds using a fuzzy function. Then, the local output power commands for each of the WTGs are based on the proposed dispatch control. In the proposed dispatch control, the output commands of each WTG are determined by considering wind conditions for each of the WTGs. The simulation results by using an actual detailed model for the wind power system show the effectiveness of the proposed method. Copyright © 2010 John Wiley & Sons, Ltd.     

考虑需求侧响应的风电并网系统旋转备用优化

随着新能源的快速发展,风电并网的规模逐渐扩大,由于风电出力的不确定性,风电消纳已成为新能源发展的主要挑战。考虑常规机组同时参与主辅市场,并融入需求侧资源可中断负荷及用电激励参与辅助服务市场,建立源荷协调的双层优化模型。上层模型以发电成本和弃风成本最小为优化目标,确定常规机组出力和风电计划出力;在上层优化结果基础上,下层针对常规机组调峰能力不足导致的弃风和失负荷情况,考虑用电激励和可中断负荷为备用资源,建立以发电侧旋转备用成本、用电激励成本、可中断负荷成本及失负荷损失和弃风损失的条件价值风险最小为目标的优化模型,得到旋转备用容量优化购买量。以修正的IEEE 6机30节点系统进行算例研究,仿真结果表明所建模型能有效提高系统经济性及风电消纳水平。