含风电场和抽水蓄能电站的多目标安全约束动态优化调度EI北大核心CSCD

建立含风电场和抽水蓄能电站的电力系统动态优化调度模型,以总燃料耗量、污染气体排放量和购电费用最小为目标,并考虑基态和N-1条件下的网络安全约束和抽水蓄能机组的运行调度约束。引入满足互补条件的两个连续变量发电功率和抽水功率来描述抽水蓄能机组的运行特性,避免引入离散变量,并通过对抽水蓄能机组各个时段的工况约束的累加来减少不等式约束个数。并采用"校验—添加—再校验—再添加"的思想处理N-1安全约束,提高了求解效率。采用法线边界交叉法(normal boundary intersection,NBI)和内点法求解多目标优化问题获得均匀分布的Pareto最优解集。某省级167机2299节点系统的计算结果表明,所提出的方法能够综合考虑发电计划在安全性、经济性和环保性之间的最优折中,并发挥抽水蓄能电站削峰填谷和应对风电场出力随机性的作用。     

风电—抽水蓄能联合日运行优化调度模型

基于日前负荷预测和风电出力预测,研究了风电—抽水蓄能联合日运行的优化方法,提出了电网消纳风电出力的新模式。以风电—抽水蓄能联合运行的效益最大化为目标,考虑抽水蓄能机组的启停限制和发电—抽水工况转换限制,以二次约束表征机组启停约束和抽水蓄能电站运行工况约束,建立了含全天96个时段的混合整数规划模型,并采用商业优化软件求解。基于实际抽水蓄能电站参数设计了算例系统。测试结果表明,抽水蓄能电站与风电场配合可大大降低风电出力随机性对电网运行的负面影响,经济和社会效益显著。     

含抽水蓄能电站电力系统动态环境经济调度

针对抽水蓄能电站在调度中的环境效益和经济效益问题,建立了含抽水蓄能电站的电力系统动态环境经济调度模型。类比火电机组的最小比耗量功率运行点定义了最小比排量功率运行点,在此基础上分析抽水蓄能机组的运行特性。采用改进粒子群算法对模型进行求解,同时利用动态约束处理方法处理复杂等式约束,避免了利用罚函数法时罚系数的选择问题。通过算例,从最小比耗量和最小比排量功率运行点的角度分析了抽水蓄能机组在不同经济效益和环境效益偏好下的运行情况,低谷抽水高峰发电能够带来环境效益提供理论依据。     

抽水蓄能电站与风电场联合调峰优化调度

<正>考虑峰谷分时电价政策和减少弃风等各方面的因素,并充分发挥抽水蓄能电站的调峰填谷作用,分析了抽水蓄能电站与风电场联合调峰优化调度的运行模式,提出了风水联合体申报计划出力的新模式。该模式基于火电机组出力曲线、风功率曲线和电网负荷特性,以风电-抽水蓄能联合运行的效益最大化为目标,计及抽水蓄能电站的库容、抽水发电、黑启动电源预留水量和旋转备用等约束,建立1天96个时段的混合整数规划模型,分析了抽水蓄能电站配合风电场对综合效益和电网稳定性的影响。算例分析表明,抽水蓄能电站配合风电场联合运行可以提高风电场的效益并减少弃风,起到调峰填谷的作用,并降低电力系统调度计划的不确定性。     

考虑输出波动的风电-抽蓄联合日前优化运行

基于风电场及抽水蓄能电站的运行特性,建立了考虑输出波动的风电-抽水蓄能联合优化运行的模型。以风电-抽水蓄能联合体输出功率最平滑为目标,引入上水库库容日循环约束和抽水蓄能机组最大启停次数约束。基于风电场4种典型风电参数设计了算例系统,采用改进的粒子群算法进行优化求解,仿真结果表明:风电场与抽水蓄能电站联合运行不但能够降低风电波动性对电网运行的影响,提高电网消纳风电的能力,而且还能够对联合输出功率起到平滑作用。     

含抽水蓄能电网安全约束机组组合问题的混合整数线性规划算法

抽水蓄能机组的投运对电网发电调度计划的制定具有很大影响,建立了含抽水蓄能机组电网的安全约束机组组合模型。以考虑了抽水蓄能机组启停费用的所有机组总运行费用为目标函数,根据抽水蓄能机组的不同运行工况给出旋转备用容量的解析表达式,同时在系统功率平衡约束中考虑了网络损耗的影响,并考虑了抽水蓄能机组的运行调度约束及网络安全约束。为了保证模型求解的可靠性和提高模型求解的计算效率,将目标函数进行分段线性化,并根据抽水蓄能机组的运行特点将其旋转备用容量约束等价转化为线性表达式。同时采用一种动态分段线性化方法近似逼近网络损耗,从而将机组组合模型转化为混合整数线性规划模型,并采用成熟的数学优化求解器CPLEX进行求解。对某实际23机306节点电网算例的计算结果表明,所提出的混合整数线性规划调度模型的网损逼近效果合理正确,算法求解速度快,具有较好的工程实用价值。     

基于斑点鬣狗算法的风/光/抽水蓄能联合运行系统优化调度研究

针对分布式能源发电给配电网带来的冲击问题,提出了利用抽水蓄能电站与新能源发电联合运行优化调度的解决方案。综合考虑功率平衡、抽水蓄能机组启停与工况转换等约束条件,构建了含风电、太阳能和抽水蓄能电站的多目标优化调度模型,并采用斑点鬣狗算法进行求解。仿真结果表明,在风光并网系统中加入抽水蓄能电站后,能够实现对电力系统的削峰填谷作用,其经济效益显著;斑点鬣狗算法在收敛速度和全局寻优的能力上具有明显优势。     

获得固定输电权的风电公司日运行优化的研究

风电为平衡自身波动性需与储能装置联合运行,基于风蓄联合发电公司在电力市场环境下获得固定输电权的前提下进行分析,建立了以日运行收益最大化为目标的含风电场、抽水蓄能电站、常规火电厂和系统负荷的简单电力系统模型。考虑峰谷电价、功率平衡、风电场的运行约束和抽水蓄能电站的运行约束的情况下,应用在标准粒子群算法基础上进行改进的粒子群算法迭代寻优,最后求得最优解。仿真结果表明所提出的模型及求解方法能够计算风蓄联合发电公司的最优日收益,实现收益的最大化。     

基于风蓄协调的节能调度方法

为解决节能调度中风能接入造成运行成本增加和可靠性降低的问题,提出了一种基于风蓄协调系统的节能调度方法.通过引入多个整型优化变量与协调周期不平衡量约束,反映抽水蓄能机组发电、抽水、空闲等不同运行状态以及风电机组的出力波动特性,并采用混合整数规划方法求解.算例分析表明,该模型能克服风能的间歇性和波动性缺点,提高系统运行可靠性与风能利用率,降低整体运行成本,能提供抽水蓄能机组适应节能调度需求的新型调度方案,具有显著的经济效益与实用价值.     

风电场中抽水蓄能系统容量的优化选择

为了改善风电场的功率输出特性,在有水资源的地区可采取风 - 水电联合供电模式.本文将风电场中抽水蓄能系统分为抽水系统和发电系统,并以获得风电场最大经济效益为目标建立了风-水电联合优化运行模型,考虑在一定的电网约束条件下,对于风电场中抽水蓄能系统配置不同抽水容量和发电容量的情况,采用改进遗传算法分别进行了优化仿真分析,仿真的结果表明风电场中配置抽水蓄能系统可以增加风电场的综合效益.文章给出的确定风电场中抽水蓄能系统最优容量的方法;具有一定的实践意义.     

基于风蓄协调的节能调度方法

为解决节能调度中风能接入造成运行成本增加和可靠性降低的问题,提出了一种基于风蓄协调系统的节能调度方法。通过引入多个整型优化变量与协调周期不平衡量约束,反映抽水蓄能机组发电、抽水、空闲等不同运行状态以及风电机组的出力波动特性,并采用混合整数规划方法求解。算例分析表明,该模型能克服风能的间歇性和波动性缺点,提高系统运行可靠性与风能利用率,降低整体运行成本,能提供抽水蓄能机组适应节能调度需求的新型调度方案,具有显著的经济效益与实用价值。     

含抽水蓄能电站的电力系统动态环境经济调度与效益分析

针对抽水蓄能机组在调度中的作用无法合理体现和对其存在错误认知的问题,提出了对抽水蓄能机组进行全面的效益评估,即利用两部制电价合理反映抽水蓄能机组的容量效益和电量效益.在火电价格中引入环境名义补偿价格,建立了能够体现抽水蓄能电站效益的环境经济调度模型,并引入粒子浓度认知的粒子群算法对模型进行求解.通过算例证明了抽水蓄能机组在环境经济调度中能够带来经济效益,有利于提高抽水蓄能电站的利用率.     

考虑可变速抽水蓄能机组运行特性的低碳调度

针对恒速抽水蓄能机组在调度过程中调节范围小的缺点,当扬程偏离额定值时造成抽水效率降低,提出采用可变速抽水蓄能机组投入电力系统低碳调度,发挥可变速抽蓄机组的运行范围宽效率高的优点。在含有风、火和水电及抽水蓄能机组的系统短期优化调度中,采用图论中的最小费用流算法,建立以系统CO2排放量最小为目标的模型,考虑网络损耗和可变速抽蓄机组运行特性,采用扩展水电调峰法进行负荷分配,利用LINGO11软件对含有二次约束的目标函数进行求解。算例分析表明,考虑可变速抽水蓄能机组的运行特性,能更好地发挥抽蓄机组调峰作用,对实现电力系统的低碳调度具有一定的现实意义。     

计及风电出力不确定性的抽水蓄能-风电联合优化调度方法

研究适用于风电大规模接入系统的抽水蓄能-风电联合运行优化调度方法对于系统的安全稳定运行具有十分重要的意义。结合风电场及抽水蓄能电站的运行特性,提出了一种计及风电出力不确定性的抽水蓄能-风电联合优化调度方法。利用风险约束理论来描述风电出力的不确定性,将抽水蓄能作为一种平抑风电出力波动性的手段纳入到调度体系之中,以此为基础,研究构建了一种计及风电出力不确定性的抽水蓄能-风电联合优化调度模型,并提出了一种基于改进离散粒子群算法的模型求解方法。基于10机算例的仿真验证了所提方法的正确性和有效性,结果表明,与传统调度方法相比,该方法可以有效提升系统的经济效益。     

风蓄火联合运行电力系统动态经济优化调度

针对风电的波动性和反调峰特性,为减少火电系统调峰压力,考虑到抽水蓄能机组启停迅速、工况转化灵活等良好的运行特性,建立风电-抽水蓄能电站-火电站联合调度模型。以充分利用清洁能源、降低系统运行成本和火电机组平稳运行为目标建立多目标优化调度模型,充分发挥抽水蓄能机组在电力系统中的调节作用。以避免系统容量冗余、避免火电机组频繁启停和低负荷运行为原则,确定火电机组调度台数。利用引入maxmin函数和ε支配的改进多目标粒子群算法对模型进行求解。通过算例分析,研究抽水蓄能机组的运行效益及联合调度时抽水蓄能机组的调度运行规律和各类机组间的配合运行特点,计算结果表明模型能够为充分利用风电提供良好的调度运行策略,具有一定的实用性。     

基于改进细菌群体趋药性算法的风-蓄-火联合调度

具有随机性与波动性的风电直接接入电网后,给电网的调度运行带来很大的风险。针对风电出力的随机性,结合抽水蓄能电站削峰填谷特点,利用风电场景模拟风电出力波动,编制日前发电计划,引入时前调度模型修正各机组出力,建立了含风-蓄-火联合系统的优化调度模型,并利用改进的细菌群体趋药性算法求解该模型。用IEEE-10机组标准算例进行仿真,仿真结果验证了所建调度优化模型的合理性及算法的有效性,模型可供制定含风电和抽水蓄能的电力系统发电调度方案时参考。     

计及风险备用约束的风蓄联合运行动态经济调度

抽水蓄能电站具有良好的调峰填谷功能,能够缓解大规模风电并网带来的运行挑战。通过引入风速预测误差的概率分布函数描述风电的不确定性,在此基础上引入失负荷风险指标和风能浪费风险指标进行约束,建立风蓄联合运行动态经济调度模型,保证了系统的可靠性和经济性。模型中考虑了由于风电不确定性增加的常规机组正负旋转备用成本,利用改进粒子群算法对模型进行求解。算例分析表明,抽水蓄能机组能够为风电提供备用,减小系统对常规机组的备用需求,在保证系统可靠性的条件下,使得经济性最优。     

水电站最优动力特性曲线研究分析

本文对抽水蓄能机组发电工况及抽水工况的运行特性,并采用"以电定水"的运行模式,建立了以水电站耗水量最小为目标函数的数学模型。运用动态规划算法求解了某混合式抽水蓄能电站厂内经济分配,根据抽水蓄能机组的工作特性,得到了该水电站所有可带负荷的最优动力特性曲线,并拟合出相应的最优动力特性表达式。     

基于节能环保综合效益的水火电联合调度

考虑到抽水蓄能电站与普通水火电站的联合运行特点,以及机组排污对经济发展的影响,建立了含抽水蓄能电站基于节能环保综合效益的水火电联合调度模型,并采用基于抗体片段的免疫算法进行求解。采用两个抗体片段对抽水蓄能电站的抽水发电工况分别进行编码,并引入工况耦合约束来解决抽水蓄能电站机组特有的双工况耦合问题;通过引入等效环境价值将排污量折算为排污经济损失,并与煤耗损失进行综合亲和度计算,同时在算法中利用模拟退火思想选取综合经济指标最优的抗体,以提高算法全局寻优能力。算例分析表明了该算法的有效合理性。     

含分布式变速抽水蓄能的新能源发电系统灵活性资源规划

针对含分布式变速抽水蓄能和多灵活性资源的新能源发电系统,在分析定、变速抽水蓄能运行特性差异的基础上,提出含分布式变速抽水蓄能的灵活性资源规划模型。该模型详细考虑了定、变速抽水蓄能的运行约束和库容约束,以及电池储能、需求响应、火电机组资源配置。通过松弛变速抽水蓄能的双线性约束,将所建立模型转化为以期望成本最小为目标的混合整数线性规划问题,通过两阶段随机优化方法求解得到最优的规划方案。通过与定速抽水蓄能规划方案对比,分析验证了所提分布式变速抽水蓄能规划方案的可行性以及在经济性和灵活性方面的优越性。