考虑虚拟电厂组合策略的售电公司优化调度及购售电决策EI北大核心CSCD

在开放的电力市场环境下,售电竞争愈发激烈。拥有配电网运营权的售电公司,在分散式资源交易准入和调度安全要求下,如何通过虚拟电厂整合多种资源参与电力市场运行,调度所辖配网内的电力资源,提高购售电收益,是售电公司在市场竞争中取得有利地位的关键。基于含虚拟电厂交易组合平台的售电公司运营框架,将虚拟电厂的实时动态组合纳入优化调度中,以售电公司的运营经济性为目标,提出了考虑虚拟电厂动态组合策略的售电公司调度方法。最后通过修改的IEEE33节点配电系统进行了算例分析,结果表明,通过合理组合虚拟电厂和调度分布式能源、可调负荷、虚拟电厂,可以使售电公司在保证所辖配电网安稳运行的同时,整合利用分散式资源参与市场,实现售电公司运行经济效益的最大化。     

市场环境下含氢储能的售电公司优化调度

电力市场可促进新能源的充分消纳，为能源互联网的高效运行提供平台。市场环境下的氢储能系统不仅具有充电、放电的双向调节性能，还可以通过售氢服务参与市场行为。售电公司作为售电侧改革的焦点，可以通过氢储能平抑由可再生能源不确定性引起的风险，增加收益。文章首先针对含售氢服务的储氢站进行系统建模，全面考虑制氢、发电和售氢3种工作模式；其次，综合考虑配网安全运行要求以及售电公司运营经济性，以售电公司日前收益最大为目标，建立含氢储能的售电公司优化调度模型。利用二阶锥松弛技术将原混合整数非凸非线性模型转化为混合整数二阶锥规划模型，在商业优化软件GAMS 中调用Cplex求解器进行求解。算例表明，氢储能的参与可为售电公司带来较大收益，并且质子交换膜燃料电池并网逆变器产生的无功功率可为配电网提供多样化辅助服务。     

含分布式电源优化调度的配电网络重构

配电网络重构是配电网优化的重要措施,分布式电源（DG）接入配电网将改变网络潮流分布,直接影响网络重构结果,而网络重构引起的DG相对位置变化也将引起DG最优输出功率的变化,进行单个优化不能达到整体最优的效果。针对这一问题提出了一种含分布式电源优化调度的配电网络重构方法。采用改进最小生成树算法和改进粒子群算法将网络重构和DG的优化调度相结合进行交叉迭代。首先,进行DG的优化调度;其次,进行网络重构。只要网络结构发生变化,就需要重新进行DG优化调度,直到重构和DG优化调度均无操作时算法收敛,停止计算。实际算例表明,该方法能有效降低配电网的网络损耗、改善电压质量,可以达到配电网总体最优。     

考虑可转移负荷的售电公司负荷组合优化

在电力市场环境下,售电公司根据用户的负荷特性,进行用户负荷的组合优化可以降低售电公司的购电成本,从而提升售电公司效益。针对售电公司如何根据电力负荷的互补性、多样性整合优化用户资源的问题,从降低购电成本,提高售电公司效益角度,首先分析了负荷率对购电成本的影响,接着基于用户综合负荷特性,构建售电公司初步负荷组合优化模型,再进一步考虑了用户可转移负荷,对用户的组合负荷特性进行优化,最大化售电公司售电利益,最后根据某市2019年工业用户群组负荷数据,对提出的模型进行仿真分析,并对研究实施的软件功能架构进行了设计。     

含高渗透分布式电源配电网灵活性提升优化调度方法

高渗透率分布式电源接入配电网,加剧了配电网的波动性和不确定性,为提高配电网应对不确定扰动的能力,针对含高渗透率分布式电源配电网的灵活性提升开展研究。首先,分析了含高渗透率分布式电源配电网的灵活性需求。其次,从配电网容量灵活充裕度和分布式电源接纳的灵活适应性两个方面,提出了线路容量裕度、变压器向上容量裕度、变压器向下容量裕度、净负荷波动率、净负荷最大允许波动率5个配电网灵活性评价指标。进而构建了在灵活性指标约束下计及可中断负荷及储能的配电网灵活性提升的多目标优化调度模型。仿真结果表明,通过灵活性资源的优化调度,可以有效提升含高渗透率分布式电源的配电网灵活性,提高配电网接纳分布式电源的能力。     

考虑虚拟电厂调度方式的售电公司多时间尺度滚动优化

为了增加售电公司参与电力市场的灵活性和经济性,提高售电公司对分散式资源的利用效率,基于虚拟电厂的聚合管理方式,提出了一种售电公司多时间尺度滚动优化模型。日前阶段以售电公司收益最高为优化目标,融合多场景分析方法,制定售电公司购售电策略及各虚拟电厂日前调度计划。日内阶段考虑更高精度的分布式光伏和负荷预测,以虚拟电厂调度成本最低为目标构建日内优化调度模型。实时阶段以机会约束形式考虑虚拟电厂容量备用,修正虚拟电厂部分单元的出力,并将不确定性单元出力情况向日内阶段反馈校正。算例仿真验证了售电公司采用所提多时间尺度优化模型能够改善运营策略,合理分配资源,实现自身经济效益最大化。     

计入柔性负荷的售电公司参与市场竞价两阶段优化模型

在售电市场开放的环境下,为获取最大社会效益,把售电公司参与市场竞价的行为与其内部的多类型柔性负荷管理有机结合起来,建立两阶段优化模型,第1阶段是售电公司参与市场竞价,第2阶段是在第1阶段基础上售电公司对内部多类型柔性负荷的管理。为配合获取最大社会效益,得到最小柔性负荷补偿费用,售电公司对内部用电客户柔性负荷的中断费用、转移费用和激励费用组成的目标函数进行优化管理。实际算例采用遗传算法(genetic algorithm,GA),以IEEE 14节点测试系统为例验证该模型有效提高了社会整体效益。     

含分布式电源的智能配电网的多目标优化调度

随着智能电网的建设,分布式电源越来越受到青睐,对配电网内各个分布式电源的优化调度也越来越重要。本文综合考虑了配电网的运行费用和环境效益,建立了含有柴油机、风力发电机、光伏发电单元和燃料电池等分布式电源的智能配电网优化调度模型。然后在满足各种约束条件的基础上,使用遗传算法求解了该模型。接下来给出相应算例计算了目标函数,通过分析计算结果,得出多目标优化调度模型的可行性与优越性。     

基于负荷转移的售电公司分时电价优化策略

随着电价新政的发布,电力市场将进一步开放,同时目录电价的取消将加快分时电价机制的建立,在此背景下售电公司如何针对电力用户采取有效的分时电价措施是亟需解决的问题。为此在分析湖南省钢铁、电石等高能耗工业用户用电特性的基础上,结合售电公司、工业用户的成本及收益构建了售电公司成本收益模型、工业用户负荷转移成本模型,进一步提出了售电公司峰谷分时电价双层优化模型,上层模型优化目标为售电公司收益最大,下层模型优化目标为工业用户用电成本最小,以此确定峰谷分时电价套餐。以钢铁、电石等高能耗工业用户数据为例的仿真测算结果表明通过双层优化模型所得的峰谷分时电价套餐能够保证双方的利益,并有效引导工业用户合理用电、削峰填谷。     

考虑负荷不确定性的微电网优化调度研究

近年来,随着能源危机及环境污染问题不断加重,微电网作为一种新型的能源网络化供应与管理结构,为新能源的广泛接入提供了一种有效途径,在降低能耗减少环境污染的同时也提高了系统运行的可靠性和灵活性。为提升微电网运行的经济性与节能环保性,基于含风力、光伏、燃气轮机、燃料电池及蓄电池的微电网模型,在综合考虑能量供需平衡、爬坡速率约束及蓄电池充放电容量条件下,运用混合整数规划优化方法,建立了考虑负荷的不确定性因素下以离网型微电网为主的微电网经济调度模型。     

考虑用户需求响应的售电公司购售电决策双层模型

随着中国售电侧市场的逐步开放,大量售电公司迅速成立。作为新型市场主体,售电公司购售电决策成为其运营的核心问题。针对不断增强的用户响应市场价格和激励信息的能力,提出了一种考虑用户需求响应的售电公司购售电决策双层模型,上层模型以售电公司利润最大化为目标,下层模型以用户用电效用最大化为目标。模型考虑了双边合同违约惩罚机制,且对具有需求响应能力的用户用电负荷进行建模,采取了售电公司代理用户需求响应资源参与实时市场的互动机制。最后对所建模型采用美国PJM市场数据进行了验证,结果表明考虑用户需求响应能够给出更优的售电公司购电决策方案。     

考虑污染物限排的初期电力市场动态优化调度

在有功调度中考虑火电机组污染物限排目标可有效限制发电生产对环境的不利影响,促进发电厂商自主采用新技术降低污染物排放.为此,研究了初期电力市场短期发电计划中计及污染物排放控制的动态有功优化调度问题,着重考虑不同机组的发电成本及排污成本具有较大差异的特点,建立多个计及排污因素的动态优化调度问题的数学模型,并提出改进算法.算例表明,该模型可以在有功动态优化调度中有效控制发电机组的污染物排放.     

考虑电能质量的分布式电源优化配置

针对大量电力电子设备投入电网造成严重电能质量问题的现状,提出考虑谐波畸变和电压暂降损失的分布式电源(Distributed Generator,DG)优化配置方法。该方法以DG配置成本、有功损耗、电压暂降损失最小为目标函数,并在满足配网潮流等式和不等式约束的基础上增加谐波畸变限值的约束条件,建立多目标优化模型,最后采用非劣排序遗传算法(Nondominated Sorting Genetic Algorithm-II,NSGA-II)求得最优配置方案。通过IEEE 33节点配电网络对此配置算法进行仿真验证,结果证明该方法得到的DG配置方案可有效降低谐波畸变率、暂降损失及网络损耗。     

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。     

考虑脱硫补偿电价的厂内负荷优化分配

针对电网执行脱硫补偿电价政策,以及下达至机组的厂内负荷优化分配指令不能落入磨煤机接力区间要求,提出厂内负荷优化分配新模型;该模型以火电厂最终经济收益为目标,磨煤机接力区间作为不可分配区域约束条件引入。针对上述约束条件引入后,结合多精英保留策略,为不可行解设计一类基于边界信息的解修补方法,提高初始化与遗传操作的搜索效率。最后通过对某厂4台300 MW机组某日96点曲线的模拟分配,利润计算说明新的厂内负荷优化分配模型在补偿电价政策下带来了良好的经济效益,与其他不可行解处理方法的对比说明解修补策略的有效性。     

计及不确定性和谐波畸变的分布式电源最优配置

针对配网中存在谐波畸变,且存在多种不确定因素的问题,在分布式电源(distributed generator,DG)优化配置模型中考虑了谐波畸变限值,并利用区间数表示不确定因素。DG优化模型以DG成本电价、网络损耗及电压稳定性为指标,并在满足配网潮流安全性约束的基础上增加谐波畸变限值的约束,建立多目标优化模型。最后利用基于区间TOPSIS(technique for order preference by similarity to ideal solution)算法定量分析不确定因素的影响,并与非劣排序遗传算法(nondominated sorting genetic algorithm,NSGA)相结合求出DG最优配置方案。算例验证表明该方法可有效降低谐波畸变率,实现DG发电效益和供电质量的综合最优。     

考虑电网调度实时性要求的机组负荷优化分配

为了满足电网调度对火电厂负荷优化分配的实时性要求,提出了负荷优化分配总时间的概念并给出了具体计算公式。对煤耗、污染物排放、负荷调整时间的多目标数学模型进行了改进,将全厂煤耗量、污染物排放量两个目标统一为经济性成本目标,将负荷调整时间目标处理为机组变负荷范围的约束条件。通过引入遗传算法中的自然选择机制,提出了自然选择粒子群算法,并对算法的惯性权重及约束条件的处理进行了改进。实例计算结果表明：该方法与现有多目标优化方法相比可有效地缩短优化计算时间,在满足电网调度对负荷分配总时间的硬性要求的同时,更能满足电厂降低成本需求。     

可调节负荷资源参与电网调控的思考与技术实践

随着新能源规模的发展和电网特性的变化,传统调节资源的调度空间越来越小,亟须有效拓展电网调节资源,推动"源随荷动"传统模式向"源荷互动"协同模式转变。在未改变现有智能电网调度控制系统结构的前提下,提出了可调节负荷资源参与电网调控的技术架构和若干技术。可调节负荷资源通过聚合商运营平台汇聚后与调度端负荷调控平台对接,构建调控机构-聚合商-负荷资源三级业务体系,实现调控机构与聚合商的监视、控制和市场等数据的实时交互,支撑负荷资源通过功率连续调节参与全网调度优化。中国华北电网对北京地区有序充电桩和分布式储能集群开展了168 h闭环控制,验证了文中所提技术路线的可行性。该路线陆续支撑了多个可调节负荷聚合商参与华北调峰辅助服务市场。最后,对大规模可调节负荷资源参与电网调控须面对和解决的技术问题进行了思考和展望。