多级电力市场之间协调的模型与方法

在电力工业市场化运行过程中,年度/月度合约交易市场、日前市场、时前/实时平衡市场及辅助服务市场是并存的,而电力各个市场之间的衔接与协调一直是电力市场理论研究中的一个重要问题.目前国内外真正实现多级电力市场的情况并不多见,而对于经济性、安全性进行多级市场协调的研究也不够深入.为此,提出了多级市场之间协调的模型与方法,能够做到在保障电网安全稳定经济运行的情况下保证市场公平交易.     

松弛约束发电计划优化模型和算法

安全约束机组组合和安全约束经济调度是发电计划优化的核心,算法鲁棒性是影响其工程应用的关键因素.在对通用安全约束机组组合优化模型分析基础上,提出安全约束发电计划的松弛约束模型.通过松弛机组发电量约束、环保约束、网络约束、机组速率约束和机组调节范围约束等,提高算法收敛性能.文中所提出的模型和算法已成功应用于某省级电网.     

网省紧耦合电网实时发电计划优化模型及应用

由于负荷、新能源功率等不确定性因素的影响,在日前发电计划执行过程中需要利用实时发电计划应用进行滚动修正。对于网省两级耦合紧密的区域电网,网调与省调机组共同承担省内用电负荷,跟随负荷预测偏差与新能源预测偏差进行实时调整,保证发用电平衡,网省间联络线交换功率计划呈动态变化特点。为此,在常规发电计划优化模型基础上,提出针对紧耦合电网的网省分担的虚拟功率交换计划(VIS)约束,建立网调和省调实时发电计划优化模型。针对运行中网调在局部省区调节能力不足的问题,提出网调多控制区优化模型,实现网调控制机组在省区之间的相互支援,并可量化分析支援大小。通过电网实际运行结果分析,验证所提出的方法的有效性,提高电网调度大范围资源优化能力。     

计及机组组合状态调整的发电计划安全校正策略

发电计划安全校正是调度计划和调度运行的一项重要内容.提出了一种基于调整量最小的安全约束经济调度模型的发电计划安全校正新策略,并通过松弛机组出力限值约束,可以在调整机组出力无法满足电网安全的情况下,进一步调整机组的组合状态来消除潮流越限,从而提高安全校正算法的鲁棒性和实用性.实际系统算例分析证明了算法的有效性,在此基础上...     

考虑多级调度的跨省区大电网安全约束经济调度模型

大电网安全约束经济调度(SCED)是一种解决大范围资源优化配置的有效技术手段。不同于单一省级电网优化调度,涉及跨省区的大电网SCED一方面计算规模成倍增加,另一方面需要合理协调机组及跨省区联络线输电计划,还应考虑国(分)省各级调度实际业务及特色需求。更大规模、更多更复杂的约束将给模型构建和求解带来困难。文中着重对跨省区大电网SCED所涉及的平衡策略、联络线计划及大规模网络约束等问题进行模型构建,并通过优化目标选择及约束条件配置构建适用于满足不同需求的SCED模型,从而实现求解性能与使用效果的合理匹配。通过实际电网算例仿真验证了所提方法的有效性。     

电力系统多级负荷预测及其协调问题(四)约束最小二乘可信度

多级负荷预测的基本协调模型和关联协调模型能够较好地解决各种具有直接加和特性的多级预测协调问题.文中在分析其模型特征的基础上,针对原有的加权最小二乘可信度容易出现对预测值调整幅度过大的不合理现象,提出了约束最小二乘可信度优化模型,使得由此形成的多级协调模型可以更加有效地提高电力需求预测的精度.文中还分析了基于约束最小二乘可信度的多级协调模型提高预测精度的机理,并通过实例验证了约束最小二乘可信度的有效性及其对多级预测效果的改善.     

调峰辅助服务与电量协调优化的日内安全约束经济调度

大规模可再生能源的接入给电网调峰带来了巨大挑战,使得当前调度模式下发电机组均衡地完成其电量进度愈发困难。针对电网的日内调度计划,提出了调峰辅助服务与电量协调优化的日内调度模式,避免调峰服务市场机制与现有调度模式产生冲突。在该调度模式的基础上,建立了调峰辅助服务与电量协调优化的日内安全约束经济调度模型,实现了调峰资源与常规发电资源的协调调用,最优化系统的总调度成本。为了加速求解该调度模型,提出了以识别起作用安全约束为特征的迭代求解算法。最后,通过基于IEEE-30节点系统和实际省级电网的算例分析验证了所提模型方法的有效性、高效性与实用性。     

含多端柔性直流电网的调度计划优化建模

发展建设多端柔性直流电网为大规模风光等清洁能源并网提供了一种新的技术手段。当直流电网与交流电网紧密耦合时,电网调度运行业务中的传统调度计划应用由于缺少对直流控制单元、交直流互动方式、直流电网潮流约束等问题的考虑,在调度对象、计划模式、平衡策略及交直流双侧网络约束等方面均缺少考虑。针对上述问题,提出了含多端柔性直流电网的调度计划优化建模方法。该模型可灵活处理交直流互动方式,新增了直流电网有功平衡及交直流双侧网络传输限额等约束,为直流电网纳入传统调度计划应用提供了一种建模策略。将所述模型应用于5端直流与新英格兰10机系统相结合的电网,验证了模型在处理交直流互联电网调度计划方面的灵活性及有效性。     

计及新能源消纳的多级调度计划协调决策方法

构建以新能源为主体的新型电力系统是碳中和、碳达峰的重要举措。针对新能源具有的独特特性与成本模式，在当前中国大电网多级调度计划协调编制模式中，为避免国分调在编制跨区跨省联络线计划时基于电力交易而较少考虑省网约束，可能导致的省网计划无法收敛而需要反复流转修改，文中设计了一种“自下而上”的多级调度计划编制方案。考虑新能源消纳情况，将联络线计划作为可调的决策变量，同时考虑运行约束，建立省网外送或受入的极限能力分析模型，求解获得联络线计划的边界条件。最终得到国分调据此边界条件编制满足省网约束的联络线计划。并以实际电网算例对所提方法的有效性进行了验证。     

电力系统多级负荷预测及其协调问题(三)关联协调模型

考虑到多级负荷预测协调的关联特性,将多级负荷预测的基本协调模型扩展为多维多级。首先针对典型的2维2级协调问题,建立了关联协调的标量模型和矩阵模型,并提出了相应的关联协调方法。引入了不平衡向量和调整系数矩阵的新概念,从而阐明了2维2级关联协调方法的物理机理。为便于比较不同协调方法的协调效果,文中继承和扩展了基本协调模型的评价标准,提出了关联协调模型的单项评价指标和综合评价标准。最后,通过实例验证了关联协调模型的协调效果。     

基于多源协同的区域分层能源综合调度优化

为解决区域综合能源的调度优化问题,提出了基于多级能源协同的区域分层能源综合调度方案。分析了多级能源区域协调系统特点以及分层优化需求;建立了双层优化模型,上层优化输电网经济成本,下层优化微网运行成本,二者通过联络线交换功率形成信息流,利用典型算法对本文提出模型进行求解。通过仿真分析了所提方法的有效性,对比了微网联网运行和孤岛运行模式下的系统经济性,说明了双层优化的合理性,即在不同的可响应负荷水平下,相比孤岛模式系统成本下降在11%~17%之间。     

线路保护整定计算中的自动调整问题

对整定计算的自动调整问题进行了研究,提出了基于整定保护灵敏度约束条件、远后备保护灵敏度约束条件和远后备保护灵敏度传递约束条件的线路保护整定计算自动调整算法,由整定计算程序最大限度地代替工作人员自动实现保护定值的调整。算例表明,所提出的自动调整算法可以大大减轻整定计算人员的工作量,具有较好的实用价值。     

基于多级负荷智能协调的母线短期负荷预测

为提高母线负荷预测精度,提出一种基于多级负荷智能协调的母线短期负荷预测方法。首先对预测母线负荷序列进行历史负荷与当前负荷的相关性分析,再进行系统空间母线与预测母线的相关性分析,根据两次相关性分析结果合理设置算例,得到预测网络的最优输入方式,然后利用长短时记忆网络(LSTM)建立母线短期负荷预测模型,最后运用吉林省某地区的实测数据将提出模型与反向传播(BP)神经网络和支持向量机(SVM)的预测结果进行对比分析,验证本文提出的预测模型具有更高的精确度。     

基于预测可信度的多级协调空间负荷预测方法

提出了一种基于负荷预测可信度的多级协调SLF方法。该方法首先确定了元胞历史负荷数据的评价指标,并运用灰色关联度理论,计算出各元胞的负荷预测可信度。然后建立空间电力负荷多级协调模型,并将元胞负荷预测可信度应用到多级协调模型中,最后利用该模型调整元胞目标年的预测值。空间电力负荷多级协调模型以不同层级负荷之间的关系为基础,在一定程度上能够消除上下级电网的预测结果之间出现的不均衡、不协调的现象,从而提高了空间负荷预测结果的准确性,为进一步的电网规划打下了坚实的基础。选取了指数平滑作为预测方法,并对预测结果采用空间电力负荷多级协调模型进行优化调整,调整结果表明空间电力负荷多级协调模型具有实用性和有效性。     

基于全网统筹的联络线分层优化调度

传统联络线计划完全基于电力交易,与电网运行长期处于松耦合状态且与机组计划相对独立,存在联络线计划调整困难,资源全局配置能力不足等问题。针对上述问题,文中以现有联络线计划编制方式为基础,提出了基于全网统筹的联络线分层优化模型。上层模型通过全网安全约束经济调度求取理想联络线计划。下层模型以理想联络线计划为优化目标,以交易合同实际执行为相关约束求解联络线计划。该模型实现了联络线计划自动编制与灵活调整,提供了一种将联络线计划与电网运行状态相结合的可用方式。将所提模型运用于华中电网联络线计划编制,并对优化结果与传统计划进行对比分析,验证了所提方法的正确性与有效性。     

基于时间尺度的节能发电优化调度协调模型及算法

以“多时间级优化协调、逐时间级细化”为原则提出了基于时间尺度的节能发电调度协调模型及算法。该模型不仅考虑了当前时间级的电力系统安全稳定运行、连续可靠供电约束和节能减排优化目标,还考虑了当前时间级与上、下时间级之间节能发电调度计划的协调,以确保调度的流畅性,最大限度地实现电力节能减排的目标。同时,本文为开发节能发电调度决策技术支持系统提供了理论支撑。     

考虑安全约束的机组组合免疫算法模型

根据机组组合问题的特点,尤其是电力系统中安全约束的特性,提出了一种基于改进免疫算法的机组组合算法.免疫算法的优势是处理0-1变量,该算法对免疫算法有2个改进:一是以一个抗体片段表示一个机组在调度期间的状态,并以抗体片段记忆库形式保留优秀抗体的信息;二是扩展抗体,将起作用的安全约束信息也作为抗体信息的一部分,并形成安全约束记忆库,从而模拟了调度中人工选择起作用的约束过程,解决了以往基于启发式算法的机组组合模型一般难以处理大规模安全约束的问题.此外,算法中采用基于群搜索优化的最优逼近变异法,减少了抗体随机变异的盲目性.最后用IEEE 118节点系统算例对所提出的方法的有效性和合理性进行了验证.     

基于实时安全约束经济调度的自动发电控制模型

为提高自动发电控制(automatic generation control,AGC)智能化水平及实时调节效果,依托新型D5000系统在线数据平台,提出基于全网分布负荷同步超短期预测的AGC主动协调安全约束经济调度模型。通过全网站点负荷差频滚动灰色预测,一方面预判AGC可调以提示人工干预,另一方面以机组发电尽量接近最优日前计划及尽量降低调节代价为目标,预分配各机组出力,从而实现高度智能化的AGC主动协调调度功能。在华中某省级电网调度模拟系统进行仿真计算,结果表明该模型在保障电网安全、优化运行指标、提高发电调度自动化程度等方面具有明显的优势。     

华北电网日内发电计划及实时调度系统

华北电网日内调度系统结合日前发电计划曲线,根据日内短期和超短期负荷预测、检修计划及电网实时拓扑情况,利用长周期优化、短周期优化完成日内发电计划及实时调度。该系统引入当前发电计划概念,将日前发电计划结果、长周期优化结果、短周期优化结果以覆盖的形式存入当前发电计划。当前发电计划将三者的优化结果关联起来,确保最终发电计划继承...