基于备用安全的含风电场的电力系统经济调度

随着风电在电网中渗透功率的持续增加,风电的不确定性给系统的备用决策和发电调度带来新的难题。为保障含风电场电力系统的安全运行,本文结合风电预测误差的概率密度函数,提出了一种系统运行安全性指标——备用安全可信度,并以备用安全可信度最大化和火电机组运行费用最小化作为优化目标函数,建立了含风电场的电力系统经济调度模型。针对寻优效率,本文采用了一种将优先顺序法和内点法相结合的优化方法对机组组合问题求解。算例分析证明了所提模型和解法的可行性和合理性。     

考虑备用成本的含风电场短期经济调度

研究含风电场的电力系统短期经济调度问题,针对风电的随机性和波动性对调度的影响,建立了考虑备用成本的电力系统短期调度模型,充分考虑到系统运行经济性,模型中引入了一种特殊旋转备用--可中断负荷,使电力资源得到优化配置并提高系统运行经济性.在求解算法方面,将优先顺序法(Priority List,PL)和离散粒子群算法结合并...     

计及风险备用约束的含风电场电力系统动态经济调度

为解决风电的不确定性给电网调度带来的问题,必须开展含风电场的经济调度问题研究。通过引入风速和负荷预测误差的概率分布函数来描述系统中存在的不确定性因素,提出了一种基于风险备用约束的含风电场电力系统动态经济调度新模型。在目标函数中采用惩罚的方式对风电计划出力相对于实际出力的偏差所造成的备用成本加以考虑。该模型采用收敛特性稳定的非线性预估–校正原对偶内点法进行求解。通过含有一个风电场的10机组系统算例,验证了所提调度模型的可行性。分析表明,该模型可以在保证系统可靠性要求的基础上,实现经济性最优的目标。     

含风电场的发电系统旋转备用优化调度模型研究

为研究风电的随机性和间歇性对电力系统调度计划中旋转备用的影响,建立风电预测偏差的概率密度函数,将正态分布与拉普拉斯分布联合,拟合风电预测偏差的概率分布。在处理风电预测与负荷预测的不确定性因素时,基于置信度确定了系统需要增加的旋转备用容量,并在此基础上建立旋转备用优化调度模型。通过算例仿真分析,表明置信度可作为调整系统经济性与可靠性的平衡因素,且文中模型的经济性优于传统等备用调度模型。     

含风电场电力系统旋转备用获取模型

为反映风电对电力系统备用容量获取的不确定性影响,以含风电场电力系统为研究对象,建立了风电出力偏差的概率密度函数,基于机会约束规划方法构建了考虑负荷预测误差、风电出力偏差以及发电机组的故障停运等不确定随机因素的旋转备用获取模型.该模型通过设定旋转备用被满足的概率大于给定的置信度水平的约束条件,反映了旋转备用充裕水平对系统经济性的影响.算例分析表明,在满足系统可靠性的前提下,文中模型的经济性优于传统模型,同时,风电出力偏差采用文中建立的概率分布较之正态分布的可靠性更佳,通过置信度水平的合理选取,所建模型可以实现可靠性与经济性的平衡.     

含风电场的优化经济调度

为解决风电的不确定性、不可预测性和低谷的反调峰等特性给电网运行与调度带来的困难,引入可切除负荷模型,构造了包含风电场和可切除负荷的电力系统经济调度模型,并利用非线性内点法及超级稀疏技术实现了该模型的解算.同时,通过经济手段,消峰填谷,提高了系统备用容量.算例验证了所提模型及解算方法的正确性.     

含风电场的电力系统经济调度研究综述

由于风电具有随机波动特性,大规模风电功率注入电网给电力系统调度运行带来了严峻的考验。分别从建模和求解两个方面阐述并分析了计及风电场的经济调度问题。根据对风速/风电功率不确定特性的不同处理方法,将含风电场的经济调度模型分为确定性建模、模糊建模以及概率建模方法进行论述,并进一步阐明了建模过程中风电引起的备用及风险调度管理问题。对应于优化模型的分类特点,相应地将优化模型的求解方法归结为确定性和不确定性求解方法两大类。最后指出了含有大规模并网风电场的电力系统经济调度问题需要进一步深入开展的工作。     

含风电场的电力系统经济调度研究综述

由于风电具有随机波动特性,大规模风电功率注入电网给电力系统调度运行带来了严峻的考验.分别从建模和求解两个方面阐述并分析了计及风电场的经济调度问题.根据对风速/风电功率不确定特性的不同处理方法,将含风电场的经济调度模型分为确定性建模、模糊建模以及概率建模方法进行论述,并进一步阐明了建模过程中风电引起的备用及风险调度管理问题.对应于优化模型的分类特点,相应地将优化模型的求解方法归结为确定性和不确定性求解方法两大类.最后指出了含有大规模并网风电场的电力系统经济调度问题需要进一步深入开展的工作.     

基于条件成本收益分析的旋转备用优化配置

电力系统需要权衡可靠性和经济性以实现旋转备用的优化。基于整体均值的传统可靠性评估方法和指标,将高损失—低概率事件与低损失—高概率事件同质化,无法反映决策者的风险偏好和关注的损失范围,也无法体现旋转备用配置对极端损失情形的敏感性。文中引入条件可靠性评估的方法和指标,建立条件成本收益分析模型,在决策者关注的风险范围内优化旋转备用。通过逐时段地进行时序解耦的机组组合,确定运行成本和开机方式;再对在线机组进行状态抽样,计算条件可靠性成本,确定使该时段条件总成本最小的条件最优旋转备用容量。最后,进行一次完整约束的机组组合,将备用要求分配至机组。算例表明,决策者的主观风险偏好对最优旋转备用方案有显著影响,随着关注的损失范围由整体平均转向极端不利,系统对旋转备用的需求持续提升,甚至超出现有装机容量的提供能力。     

机组组合在含风电系统的备用协调优化

针对风电出力、负荷预测偏差,发电机组故障停运等不确定因素,在传统模型的基础上,增加负荷跟踪时间和快速旋转备用的限制,建立兼顾系统运行效益和备用效益的机组组合模型。以快速旋转备用来平抑风电功率和负荷的波动,以系统的发电成本和备用成本之和最小为目标函数,采用改进的遗传—粒子群算法优化求解。算例仿真验证了模型和算法的有效性。     

基于多时间尺度协调机组组合的含风电系统 旋转备用优化研究

考虑风电出力的预测误差和负荷功率的预测误差具有随预测时间尺度的缩短而减小的特点,以及电力系统旋转备用容量的配置离不开机组组合,建立了多时间尺度下协调机组组合的含并网风电电力系统旋转备用预留容量的优化模型。对该模型的求解,先采用优先顺序法求取各机组的启停机顺序,再通过粒子群算法滚动计算求解得出不同等效旋转备用容量水平下所对应的系统最经济调度计划。通过利用不断更新的风电出力预测和负荷预测结果信息来调整调度计划,在保障系统可靠性达到要求的前提下,减少含风电电力系统旋转备用容量的配置,从而提高风电并网后电力系统运     

基于多时间尺度协调机组组合的含风电系统旋转备用优化研究

考虑风电出力的预测误差和负荷功率的预测误差具有随预测时间尺度的缩短而减小的特点,以及电力系统旋转备用容量的配置离不开机组组合,建立了多时间尺度下协调机组组合的含并网风电电力系统旋转备用预留容量的优化模型。对该模型的求解,先采用优先顺序法求取各机组的启停机顺序,再通过粒子群算法滚动计算求解得出不同等效旋转备用容量水平下所对应的系统最经济调度计划。通过利用不断更新的风电出力预测和负荷预测结果信息来调整调度计划,在保障系统可靠性达到要求的前提下,减少含风电电力系统旋转备用容量的配置,从而提高风电并网后电力系统运行的经济性和系统吸纳并网风电的能力。     

Multi-area economic dispatch with reserve sharing using dynamically controlled particle swarm optimization

A dynamically controlled PSO (DCPSO) is proposed to solve Multi-area Economic Dispatch (MAED) problem with reserve sharing. The objective of MAED problem is to determine the optimal value of power generation and interchange of power through tie-lines interconnecting the areas in such a way that the total fuel cost of thermal generating units of all areas is minimized while satisfying operational and spinning reserve constraints. The control equation of the proposed PSO is augmented by introducing improved cognitive and social components of the particle’s velocity. The parameters of the governing equation are dynamically controlled using exponential functions. The overall methodology effectively regulates the velocities of particles during their whole course of flight in such a way that results in substantial improvement of the performance of PSO. The effectiveness of the proposed method has been investigated on multi-area 4 generators, 40 generators and 140 generators test systems with multiple constraints such as reserve sharing and tie-line power. The application results show that the proposed DCPSO method is very promising for large-dimensional MAED problems.     

考虑源荷协调的风电并网系统旋转备用容量优化

风电的接入给电力系统带来更大不确定性,要求电网公司购买更多的旋转备用以维持电力系统的功率平衡和稳定,兼顾系统运行可靠性与经济性的旋转备用优化配置具有重要意义。考虑风电、需求侧互动资源,提出一种基于多场景的概率性旋转备用优化方法。该方法综合考虑风电预测误差、负荷波动及发电机非计划停运不确定性因素对旋转备用的需求,将弃风、可中断负荷分别作为部分负、正旋转备用融入发电日前调度计划,以购电总费用最低为目标函数建立日前机组组合优化模型,获得各时段旋转备用优化配置量。通过对IEEE 30节点、IEEE 118节点系统进行算例分析,验证了所提方法的正确性和有效性。     

基于量化风电场限功率的电力系统旋转备用优化研究

提出了基于风电场限功率运行的研究方法,将风电场限功率部分作为特殊的负旋转备用,将可中断负荷作为特殊的正旋转备用,并分析了此研究方法对电网调频产生的影响.采用成本效益分析法建立了系统启停成本、旋转备用调用成本、可中断容量成本、风电场限功率成本、约束违反成本、发电成本之和最小的目标函数.通过限功率值的量化与大小负荷的需求划...     

计及需求响应的含风电电力系统旋转备用优化配置策略

风电大规模并网影响了电力系统的稳定运行,且存在消纳困难。为保证含风电电力系统的可靠性,提出了一种计及需求响应的旋转备用优化配置策略。该策略在分析风电出力及负荷预测误差的前提下,考虑可控负荷需求响应能力,以系统发电总成本最小为目标建立电源优化组合模型。采用GUROBI求解器对模型优化求解。经仿真验证,该策略在保证电网稳定运行的前提下,可提高电力系统运行的经济性,增强常规机组提供旋转备用的能力,促进风电消纳,具有较高的工程应用性。     

计及备用容量优化配置的风火联合随机经济调度模型

风电的随机波动性对电力系统的安全造成了严重的影响,备用容量能够起到降低风电入网风险的作用。在风电全额入网的前提下,考虑风速和负荷预测误差的概率特点,以置信水平确定旋转备用需求,以最大负荷的10%确定事故备用需求,在此基础上采用bootstrap抽样法,提高置信区间的估算精确度。将发电成本与备用成本计入目标函数,建立风电和火电联合运行的随机经济调度模型,并对模型中整数变量进行处理,以降低求解难度。通过算例求解,分析了不同时段各机组承担的发电和备用任务情况,以及不同置信水平下的经济性。     

Cost allocation of spinning reserve based on risk contribution

Current cost allocation methods require generating companies (GENCOs) to afford spinning reserve (SR) costs according to their energy production rather than the impact on grid stabilization. The differences in generator reliability and forecast accuracy of renewables cause difficulty in quantifying the contribution of individual factors on the SR requirements (SRRs). First, this paper employs a reliability‐constrained unit commitment (RCUC) model to determine the SRR and SR costs according to the grid reliability. Then, a cost allocation method is proposed to allocate these SR costs based on risk contribution theories. The risk contribution theories, marginal contribution, and stand‐alone contribution are employed to measure the effect of individual risk factors on grid safety. The cost allocation method is demonstrated and discussed in the IEEE‐RTS. The proposed risk contribution method can quantify the impacts of risk factors on grid safety and allocate SR costs into them according to their contributions. Additionally, this risk‐based cost allocation method can encourage GENCOs to enhance the reliability level of generators and continuously improve the forecast accuracy of renewables to lower SR costs. © 2015 Institute of Electrical Engineers of Japan. Published by John Wiley & Sons, Inc.     

旋转备用辅助服务的需求与调度

备用辅助服务关系到电力系统的安全运行和可靠性。旋转备用与能量市场有很强的耦合关系,其容量需求和调度分配受到了人们的广泛关注。该文采用和能量市场解耦的旋转备用辅助服务模式,提出了以系统旋转备用社会效益最大的最优备用容量确定原则和基于竞争的备用分配调度模型。文中采用启发式算法求解,算例的仿真结果说明了该方法的有效性。