计及阀点效应负荷经济分配的SCE-UA算法

针对水火电能源丰枯、峰谷补偿特性,研究水火电力系统补偿调节机制,建立了基于SCE-UA算法解决水火电力系统短期联合优化调度模型,该模型以阀点效应下最小发电成本为目标函数,同时考虑了包括功率平衡、水量平衡、库容及发电机组功率限制等约束条件。本文用罚函数约束策略有效处理系统运行约束,实现对水火电联调系统运行区域的精确描述。为了说明SCE-UA算法的一致有效性,我们分别用SCE-UA和粒子群优化(PSO)两种算法对短期水火电优化调度问题进行求解。计算结果表明:粒子群算法(PSO)算法在求解过程中存在"早熟现象",无法寻找到全局最优解;而SCE-UA算法能在很少的迭代次数内收敛到较好的优化结果,同时满足水火电联调系统所有约束条件。因此,SCE-UA算法在求解以发电成本最小为目标函数的短期水火电优化调度问题上是非常有效的。     

基于模糊机会约束规划的水火电力系统多目标随机调度模型

针对水火电力系统运行调度中所包含的不同种类的不确定量,提出了一种基于模糊随机机会约束规划的短期水火电力系统多目标优化调度模型。将调度周期开始的水库蓄水量作为一个三角模糊量,以描述初始蓄水预测可能存在的误差。针对某些随机变量可能由于历史数据不足而存在误差的问题,用模糊随机变量替代这些随机变量,描述水火电力系统运行中的不确定性。在考虑整个系统发电煤耗最小化和污染物排放最小化的目标同时,考虑了龙头电站周期末蓄水量最大的优化目标,并引入了火电机组煤耗量与梯级水电站蓄水量目标的协调函数。按照模糊机会约束和随机机会约束的确定性等价形式,将短期水火电调度不确定模型转化为确定性模型。以一个8级梯级水电站和6台火电机组组成的水火电力系统为实例进行计算,验证了所提出的水火电力系统随机调度模型的正确性。     

水火电力系统开停机计划与调度

本文给出了处理复杂水火电系统中火电机组组合与水火电调度优化的数学模型,井结合我国电力系统经济运行的需要,提出了一种适用于多水电系统开停机优化的综合算法。 对具有梯级水电站和53台机组的水火电力系统进行了计算,计算结果表明,优化效果和计算速度都是满意的。该方法可适用于短期优化调度计算与分析。     

基于随机规划的含风电场的电力系统节能优化调度策略

含风电场的多电源电力系统优化调度是一个新的具有重要经济和社会效益的复杂非线性问题.针对传统的水火经济调度模型以及新兴的火风互补经济调度模型,提出了基于随机规划的水、火、风混合系统短期优化调度模型,利用机会约束描述目标函数和约束条件,并给出不同置信水平下的调度方案.同时考虑水电站耗水量最小、火电煤耗量最小以及氮氧化物排放...     

基于微分进化算法的水火电短期优化调度的研究

在电力市场机制不断更迭情况下,针对水电发展趋于完善的过渡时期,充分考虑当前环境下水火电协调的新内涵,以电网经营企业利益为核心,提出了适合当前阶段,含阶梯水电站的水火电混合系统发电侧短期购电费用最低的联合调度模型。初次在国内引入微分进化算法到电力系统短期优化调度,以使水火电的出力分配达到最优。实际算例的计算结果表明,该算法能够较好地实现该模型下的经济调度。     

基于互补机制的水火电力系统机组组合

针对水火电力系统短期发电计划中火电机组的开停机组合与水电调度问题解法复杂性,提出以水电发电量最大、耗水量最小和火电煤耗量最小且具有时序的3个优化子问题的发电调度模型,综合考虑一个调度周期内系统机组的运行状态。基于解耦的水火电力系统优化模型不仅可以确定水电的最佳放水策略,也可以体现水电和火电互补作用,充分提高水火电力系统联合运行的经济性。针对水电系统强非线性特点,采用新型随机全局优化仿电磁学算法进行求解,对火电系统则采用改进微粒群优化算法进行求解。通过一个具有3个体积水电站和5个火电厂的水火电力系统的仿真分析,表明以互补机制为理论基础的优化模型的正确性及算法求解的有效性。     

计及节能减排的梯级水火电优化调度研究

针对梯级水电站与火电联合调度难度大、约束多的困难,考虑了节能、减排及梯级蓄能等三个目标,并引入模糊理论建立多目标水火电优化调度的模糊模型,采用最大化满意度指标法将多目标转化为单目标优化,然后通过遗传算法求解此问题。结果表明,相较于纯火电优化调度,梯级水火电调度能有效节约能源,减少污染气体排放;在此基础上多目标的水火优化调度比单目标的水火优化调度更能同时兼顾节能、减排及水电站的蓄能,达到社会综合效益最大化。     

基于互补机制的水火电力系统短期节能发电调度

为充分提高水火电力系统联合运行的经济性,将减少非可再生能源的使用量及降低火电成本为主要目标的水火电力系统短期发电调度问题,转化为水力发电量最大、耗水量最小和火力发电燃料总耗量最小且具有时序的3个优化子问题。该优化模型不仅可确定水电的最佳放水策略和火电的最佳出力,还可描述水电和火电的互补作用,充分体现节能和效益的理念。针对水电系统具有强非线性的特点,采用改电磁学算法进行求解,对火电子系统则采用内点法进行求解。算例结果验证了该方法的有效性。     

云南电网水火电AGC机组协调优化控制策略研究

云南电网属于水火电资源丰富的电网,为水火电协调控制提供了有利的条件.针对云南电网负荷时段上的变化特点提出水、火电AGC机组分时段协调控制模式,即将不同水电、火电模式预先排序成组.利用火电AGC机组在超短期负荷预测模式或计划值模式下跟踪省内负荷,中小水电AGC机组跟踪联络线和频率变化,大型水电厂适当参与调节.运行测试结果表明,该水火电协调控制架构体系能较好地适应于云南电网现有的调度方式.     

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。     

含流域梯级水电的水火风互补发电系统联合运行优化

大规模水电和风电并网后,来水和风速的随机性降低了发电的可控性,如何科学地在多元电源系统联合运行中确定旋转备用容量,更好地协调系统经济性与可靠性,是市场化背景下亟需解决的理论和现实问题。在分析水电和风电的自然与技术互补特性的基础上,建立考虑水流滞时效应的梯级水电水量平衡关系。通过结合传统梯级水电联合调度模型与火电、风电的经济调度模型,引入水力发电的水资源费用成本,综合考虑梯级水电能量转换、水量耦合、库容限制、水流滞时和风电穿透率等多类复杂约束,在分析电能市场与备用市场顺序决策经济意义的基础上,构建以运行成本最小为目标的考虑梯级水电的水火风互补发电系统短期优化运行模型。采用外点罚函数法将模型转化为无约束优化问题,基于加惯性权重的粒子群优化算法,运用MATLAB软件编程实现优化功能。4个梯级水电、3个常规火电、2个大型风电场构成的算例系统验证了所提模型的有效性和适用性。     

需求响应不确定性对日前优化调度的影响分析

需求侧资源参与电网有功调度是消纳风电的重要方式之一,但价格型需求响应的不确定性又会对电网调度产生重要影响。为分析该影响,文中首先分析了负荷响应量、负荷自弹性系数和电价激励水平对价格型需求响应不确定性的影响,并建立了分时电价下的负荷模糊响应模型。在此基础上,考虑价格型需求响应、风电出力和系统负荷的不确定性,建立了考虑风电消纳效益的电力系统源荷互动日前模糊优化调度模型。根据模糊规划理论,对模糊期望约束和模糊机会约束进行了等效处理,等效后的模糊优化问题可以转换为确定性优化问题,并分析了价格型需求响应不确定性对电力系统日前优化调度的影响。通过仿真算例验证了模型的有效性。     

水火电力系统短期节能与经济发电优化调度

选取节能和经济两个决策目标,建立水火电力系统发电多目标优化调度模型,寻求满足决策目标的最优调度方案。根据水力发电和火力发电的能耗特性,引入同等装机容量技术条件下水煤转换系数的概念,建立了水火电力系统联合发电能耗模型以及火电综合成本模型,并选取水火电力系统发电等效总煤耗最小作为节能调度的目标,选取火电厂发电综合成本最小作为经济调度的目标,对含有梯级水电站群和多个火电厂的大区域性电力系统进行多目标优化调度。以一个具有8个梯级水电站和8个火电厂的水火电力系统为例进行仿真,其结果证明所建的节能与经济发电优化调度模型能够在增加发电量的同时,提高水资源利用率,节约煤炭资源,降低火电成本,创造良好的发电效益和经济效益。     

Optimal short-term scheduling for a large-scale cascaded hydrosystem

This paper describes a short term hydro generation optimization program that has been developed by the Hydro Electric Commission (HEC) to determine optimal generation schedules and to investigate export and import capabilities of the Tasmanian system under a proposed DC interconnection with mainland Australia. The optimal hydro scheduling problem is formulated as a large scale linear programming algorithm and is solved using a commercially-available linear programming package. The selected objective function requires minimization of the value of energy used by turbines and spilled during the study period. Alternative formulations of the objective function are also discussed. The system model incorporates the following elements: hydro station (turbine efficiency, turbine flow limits, penstock head losses, tailrace elevation and generator losses), hydro system (reservoirs and hydro network: active volume, spillway flow, flow between reservoirs and travel time), and other models including thermal plant and DC link. A valuable by-product of the linear programming solution is system and unit incremental costs which may be used for interchange scheduling and short-term generation dispatch     

基于分区协调优化的环境经济调度策略

传统发电调度一般以发电成本最小为目标,环境经济调度则不仅要考虑经济运行目标,还需要兼顾环境保护。本文从协调优化的角度探讨了互联电网的环境经济调度策略,将电力市场购电成本最小和发电机组污染气体排放最小同时作为目标函数,提出了各分区分别设置多目标权重的方案;并根据电网分解与协调原理,进行分布式并行计算。算例表明,本文提出的调度策略能够以尽可能小的经济代价,达到污染排放总量控制更优的效果。在不添加环保投入、并保证发电量需求的条件下,通过分区调度策略,实现了环境与经济的双目标均衡优化。     

考虑大量EV接入的电-气-热多能耦合系统协同优化调度

随着能源互联网的发展,在未来多能源网络将深度耦合的大背景下,传统的电网调度模式已不能够满足对多能源系统协同优化的要求,电动汽车的大量推广也给制定更合理的调度策略,支撑多能源系统运行带来了新的挑战和机遇。基于上述背景,文中考虑电网潮流、天然气网潮流、能源中心供能和电动汽车出行及充电需求等约束,利用模糊理论处理电动汽车总体需求及风电出力的不确定性,以全系统供能成本和污染物排放最小为目标,建立了计及大量电动汽车接入下的多能源系统协同调度模型,并采用内点法进行求解。最后,以典型的11节点多能源系统为算例,分析了电动汽车不同充放电模式和不同能源中心结构下的调度策略及效益,并比较了不同接入车数与不同置信水平下的调度结果,验证了电动汽车参与多能源系统的协同调度能够提升系统运行的经济性。     

基于进化捕食策略法的风-水-火电短期负荷分配优化

考虑负荷与风电的不确定性,建立了基于机会约束规划的风-水-火电短期负荷分配优化模型。为了更好地权衡局部搜索与全局搜索性能,应用进化捕食策略法求解水-火电短期优化调度与风-水-火电短期负荷分配问题。算例结果表明,与其他算法相比,进化捕食策略法在水-火电短期优化调度中能够搜索到更优的解,同时基于机会约束规划的优化方法为系统旋转备用容量的合理设置提供了依据。     

计及大规模电动汽车接入的AGC功率动态分配深度交互教学优化算法

为提高区域电网自动发电控制(automatic generation control,AGC)的控制性能指标,利用接入电网的大规模电动汽车参与AGC。在满足车主充电需求的前提下,建立了电动汽车的实时上下调节容量评估模型。在此基础上,构建了电动汽车集群与传统水电、火电机组的AGC功率分层分配框架。为满足上层不同类型机组的快速经济分配,提出了一种深度交互教学(deep interactive teaching-learning,DITL)优化算法进行求解,该算法在标准教学优化算法的基础上,将单个班级扩展到多个班级,并采用小世界交互网络构建不同教师/学生之间的交互网络,从而提升算法的全局搜索及局部搜索能力。在电动汽车集群内部,则根据调节成本系数实现第二层不同局部控制中心的AGC功率分配,然后根据充电时间裕度排序实现不同电动汽车的底层AGC功率分配。海南电网仿真算例表明:该文所提的上层分配框架可有效实现电动汽车与传统水火电机组的协调,DITL算法能有效提升AGC的动态控制性能,降低系统的调节成本。     

含P2G和混合电储能的矿山综合能源系统多目标优化调度

为了提高分布式光伏消纳能力、优化矿山能源利用效率,提出一种基于电转气(P2G)技术和煤层气发电技术的光-储-气-废弃矿井抽蓄多能耦合矿山综合能源系统(MIES),该系统将弃光电量通过电解水制CH4作为煤层气发电的补充,并采用混合电储能平抑光伏出力波动.在对多能耦合MIES进行分析的基础上,构建矿山电、气、热、冷不同能源转换装置的数学模型,并以总运行成本和弃光电量最小为目标,建立MIES协调优化调度模型.不同运行场景下的调度结果表明,所提模型能实现协调调度,提高弃光电量的消纳,降低总运行成本.对不同储能模式下P2G和混合电储能装置之间互补协调能力的分析结果表明,所提模型能提升系统运行灵活性,实现能源最优经济利用.     

考虑SVC和储能接入电网的多目标协同经济调度

针对风电并网引起的电网功率波动和安全运行问题,提出一种考虑SVC和储能的多目标协同经济调度优化方法.以典型日运行为例,建立了以系统综合运行成本、电压偏差和系统网损最小为目标函数的经济调度多目标优化模型,在优化过程中对经济调度和无功优化模型的目标进行协同迭代,获取兼顾电网经济性和安全性的最优解,并将结果与利用权重系数法获...