混合系统中、长期节能调度发电计划的蒙特卡罗模拟

发电计划是电力市场运转的中心环节,是电网调度的前提条件和重要手段,具有十分重要的经济效益和社会效益.重点论述了节能调度下兼顾环境保护和经济效益的多目标混合电力系统发电计划模型.鉴于节能,环保的要求,提出在节能调度下风、水、火电混合系统的中长期发电计划模型.该模型同时考虑系统能耗、氮氧化物排放量和电网购电费用三个目标.首先利用蒙特卡罗随机方法,处理风能、水能的随机特性.然后对各个单目标确定性模型求解得到目标函数值,其次对目标值进行一定程度的伸缩,并且定义目标隶属函数将确定性问题模糊化.接着采用最大满意度法将多目标问题转化为单目标非线性规划问题求解,得到火电机组的月度发电计划.仿真结果表明该策略对节能问题和经济问题的解决具有重要现实意义.     

广东电网节能发电调度计划模型与算法

开展节能发电调度是我国电力行业实现节能降耗的重要举措。以全国节能发电调度5个试点省份之一的广东为研究对象,本文分析了广东电网推行节能发电调度面临的网络约束,时段耦合与网损折算等突出问题,提出了以煤耗最小化为目标、考虑网损的日前节能调度计划的优化模型。为了有效地求解问题,本文提出两阶段求解方法,首先求得日发电计划的可行解,进而在可行域内部逐步优化,模型与算法考虑了电网众多复杂的约束条件,具有一定的通用性与灵活性。利用广东电网实际数据制订了不同调度目标下的发电计划,对各种发电计划进行了对比分析,验证了算法的适应性与有效性。     

广东电网节能发电调度模型与应用

为了应对日益严峻的能源与环境形势,中国颁布并实施了电网节能发电调度办法。由于该办法仅仅提供了基本的调度原则,广东电网在节能发电调度的推行过程中,缺少能满足政策的节能发电调度模型与算法。为解决这一实际问题,在分析现有节能发电调度方案不足的基础上,提出了考虑节能发电调度规则的混合整数线性规划机组组合与发电计划模型,以实现广东电网的节能发电调度。由于广东电网的抽水蓄能装机容量比重较高,在模型中考虑了抽水蓄能的作用。所提模型的有效性在IEEE10机39节点系统上得到验证。将该模型用于广东实际电网,分别给出了以节煤和降低购电成本为目标的广东电网节能发电调度模式下的调度策略及分析。在此基础上,探讨广东电网抽水蓄能机组在不同调度模式下的一般调度原则。     

基于节能发电原则的实时发电调度优化模型的研究

随着国家实施节能发电调度的逐步展开,电网调度机构如何落实节能减排政策已成为当前重要的研究课题。论文从影响实时发电调度的因素出发,研究了适用于电网调度员节能发电实时调度的优化模型,以指导调度员实时发电调度。该模型依据节能发电排序表,采用小步长最优次序法,以发电能耗最少为目标函数,并以四川电网发电运行实例,计算验证了该模型的正确性。     

基于节能发电原则的实时发电调度优化模型的研究

随着国家实施节能发电调度的逐步展开,电网调度机构如何落实节能减排政策已成为当前重要的研究课题.论文从影响实时发电调度的因素出发,研究了适用于电网调度员节能发电实时调度的优化模型,以指导调度员实时发电调度.该模型依据节能发电排序表,采用小步长最优次序法,以发电能耗最少为目标函数,并以四川电网发电运行实例,计算验证了该模型的正确性.     

考虑风光不确定性的高比例可再生能源电网短期联合优化调度方法

随着风电、光伏的规模化并网,如何考虑其出力不确定性和难预测性,制定出更为可靠的水电发电计划是水电主导的高比例可再生能源电网亟需解决的关键难题。该文基于随机规划理论,以系统剩余负荷方差的期望值最小为目标,构建随机期望值调峰模型,实现水风光短期联合调度。为表征新能源出力不确定性,提出一种耦合分位点回归理论和降维聚类技术的新能源组合出力场景集生成方法,利用历史统计信息将新能源出力由确定性预测序列转化为出力场景集。最后,利用商业求解器LINGO 18.0求解模型。依据云南电网主要大中型水电站群、全网风电和光伏,开展模型应用测试。与确定性调峰调度模型对比表明,随机期望值模型制定的水电发电计划更加可靠,鲁棒性更高,有利于应对新能源出力不确定性。     

计划安全校核在实时节能发电调度中的应用

节能发电调度在达到节能、环保目标的同时也必须保证电力系统的安全运行,对调整后的节能发电计划进行安全校核是保障系统安全运行的重要环节。针对此,描述了实时发电计划安全校核的实现方法、技术特点和校核步骤等内容。在广东电网中调的实际应用表明,发电计划安全校核可以在节能发电调度的同时有效保障电力系统的安全运行,具有重要的安全意义。     

多目标发电调度策略与方法

采用多目标规划中的分层序列法,以节能发电调度为背景,建立了以优先级方式协调不同目标发电调度计划的决策模型。模型以发电计划的安全性为前提,以节能性为主目标,同时兼顾考虑环保性。第1阶段以节能性为优化目标,区分不同能耗机组的平均负荷率;第2阶段以环保性为优化目标,在第1阶段的优化结果基础上,根据脱硫效率对能耗相当的机组进行区分。在目标函数中,通过对约束条件松弛因子添加不同的惩罚系数,实现了发电计划节能性、环保性、安全性之间的精确协调。基于某省级电网的数据,对两阶段优化模型进行了算例分析,验证了文中模型的科学性和有效性,所述方法对以优先级方式协调各种优化目标具有重要的参考价值。     

考虑电力电量平衡的安全约束经济调度

智能电网调度发电计划要求能够统筹考虑安全与经济、节能与减排、效率与公平等诸多因素,以实现兼顾各方利益,满足系统安全的整体发电计划的优化决策。为此,在综合考虑节能减排、安全以及传统意义上"三公"要求的基础上,建立了考虑电力电量平衡的安全约束经济调度模型,它是以发电成本最小和合同电量偏差最小的多目标优化模型,在对各个目标进行模糊化后,将其转化为多目标滑动模型,并引入了目标函数满意度及许可度因子的概念,用以反映多个相互矛盾目标的重要程度。采用基于序列二次规划的序列线性方程组算法(QP-free算法)进行计算,计算结果表明了该方法的有效性,决策者可以通过许可度因子所提供的丰富信息进行决策,方法灵活而富有弹性,符合电网安全性和公平性要求。     

基于模糊多目标优化的电网日前风电接纳能力评估模型

随着风电渗透率的日益提高,我国部分电网出现了日益严重的"弃风"现象。从日前时间角度对电网风电接纳能力进行评估有利于优化系统的调度运行,提高风电利用率。构造了以最大化接纳风电和经济发电为目标的电网多目标日前风电接纳能力评估模型。为协调2个互相矛盾的优化目标,通过定义目标隶属度函数将确定性问题模糊化,采用最大化满意度指标法将所构建的多目标优化问题转化为单目标优化问题。以IEEE118节点54机测试系统为例,利用GAMS仿真平台对模型进行了求解。结果表明:上述模型能兼顾风电接纳能力的最大化及系统发电的经济性,计算结果可为调度人员制定日前计划提供参考,有利于提高风电利用率并降低发电成本。     

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。     

考虑风电不确定性的电力系统多目标优化调度

针对风电机组并网规模的增加使火电系统面临平频繁启停、运行效率低的问题,建立考虑风电机组不确定性的电力系统多目标调度模型.在一定的风险情况下,对电力系统进行调度,对机组按照能耗量高低进行排序,安排机组开停机顺序,既提高机组运行效率又符合节能调度的要求.在传统经济调度模型的基础上,考虑机组运行稳定性,建立电力系统经济平稳调度模型,引入maxmin函数和ε支配的多目标粒子群算法对模型进行求解.算例分析表明,该模型能够在一定的风险情况下取得较好的经济性和平稳性。     

Design of economic dispatch model for Gencos with thermal and wind powered generators

This paper introduces a new generic equation for the economic dispatch model of power systems, which include conventional generators as well as wind powered generators considering the variable nature of wind velocity and power demand. Objective function of the proposed model presents a major novelty in the economic dispatch modeling, namely: dynamic cost coefficient, which is computed using fuzzy logic considering both the variable nature of wind velocity and power demand. This dynamic cost coefficient is designed to benefit both the Wind Power Producers and Genco. This model allows for one hour ahead of revision of conventional and wind generation unit schedule, using the information of ‘Dynamic Feed in Tariff’ of total wind powered generation. This methodology is implemented for a simple test system and Genco system. Genco system comprises of ten thermal units and two wind farms. Genetic Algorithm is used to solve the proposed generic economic dispatch model and find the optimal cost of power generation. In addition, the impact of dynamic cost coefficient on the operation cost of the system is analyzed in the simple test system. Simulation result shows that under critical demand situation, ‘Dynamic Feed in Tariff’ favors reduction of the operating cost of the systems. The result of the simulation done on Genco system shows that this proposed model benefits both Genco and Wind Power Producer.     

电热联合调度模型综述

区域电热综合能源系统在能源利用方面有独特优势,为了准确把握电热联合调度的研究重点,综述了电热联合调度模型的相关研究热点问题。介绍了以区域供热为对象的电热联合系统的基本结构与特点。从电热能流差异出发,分析了联合调度模型中热力系统各元件热力特性模型、电力系统典型模型和电热耦合元件典型模型。针对目前电热联合调度模型的研究侧重点与进展,从基本调度模型、考虑能流差异性、考虑系统不确定性、考虑调度机制、考虑主体利益与电力市场的调度模型等五个方面综述了主流的电热联合调度模型,并展望了电热联合调度模型未来研究方向。     

Stochastic Hopfield artificial neural network for unit commitment and economic power dispatch

This paper presents a Hopfield artificial neural network for unit commitment and economic power dispatch. The dual problem of unit commitment and economic power dispatch is an example of a constrained mixed-integer combinatorial optimization. Because of uncertainties in both the system load demand and unit availability, the unit commitment and economic power dispatch problem is stochastic. In this paper we model forced unit outages as independent Markov processes, and load demand as a normal Gaussian random variable. The (0,1) unit commitment-status variables and the hourly unit loading are modelled as sample functions of appropriate random processes. The problem variables over which the optimization is done are modelled as sample functions of random processes which are described by Ito stochastic differential equations. The method is illustrated by a simple example of a power system having three machines which are committed and dispatched over a four-hour period. In the method, unit commitment and economic dispatch are done simultaneously.     

含风电的电力系统鲁棒优化调度

风力发电是目前较为成熟的一种可再生能源发电技术,其出力具有随机性和间歇性,电力部门很难对其进行准确的预测。风电的不确定性给电力系统的经济调度带来重大挑战,如何最大化利用风电资源以及减小风电波动对系统供电侧的影响,是经济调度常需要解决的问题。文中建立了含风电且以最低发电成本为目标的鲁棒优化调度模型,该模型考虑机组的自动发电控制(Automatic Generation Control,AGC)响应来应对不确定性出力波动,维持系统功率平衡。然后模拟实际场景,分析该鲁棒调度方法的安全性和经济性。     

短时间区间最优意义的机组负荷在线经济分配

尝试了机组实时运行中的在线机组负荷的优化分配。提出了机组负荷在线经济分配系统数学模型及其解法,特别是将机组实时运行中总负荷需求的不断变动这一因素加入数学模型中,追求对于负荷分配指令之后的一个短时间内,该负荷分配指令都是最经济的。基于该方法,建立了闵行电厂负荷优化在线分配系统。     

利用节能减排专利技术构筑具有中国特色的发电交易调度新模式

在深入比较分析现有发电竞价交易的一部制电价、两部制电价和差价合同3种模式利弊的基础上,提出有效功率耗量准则,依据该准则,发明了发电竞价交易节能减排新模式.该模式既追求有效功率耗量减小,又追求有效功率费量减小,实现资源的高效配置,为减排成本进入交易与调度系统搭建平台;将电力的交易与调度分别设计成金融系统与物理系统,使电网的自然垄断属性与电力的商品特性得以充分体现,为电网的安全可靠运营提供技术保障.并针对新模式的发电竞价交易的结算规则、纳什平衡和发电商的博弈策略等方面进行论述.通过模拟仿真分析,证明该模式的可行性.     

Optimal generation dispatch with renewable energy embedded using multiple objectives

Traditional economic dispatch focuses mainly on minimizing the total operation cost of the power system. With the appearance of energy crisis and environmental pollution becoming a public issue, environmental effect of generator should be taken into consideration through the dispatch process. In this paper a multi-objective dispatch problem considering the integration of wind power is solved whose objectives include the generation cost, the reserve capacity and the environmental emission. To compromise different objectives, a coordination degree combined with a satisfaction degree are introduced in order to transform the multi-objective dispatch problem into a single-objective one, i.e., the optimal generation dispatch (OGD) model. Then the OGD is solved by a particle swarm optimization algorithm on an IEEE 30-bus system, with wind power generation and coal-fired generation embedded. The simulation results show that better results in terms of all the three objectives can be obtained from the OGD model, in comparison with two other multi-objective dispatch models. The simulation results also show that the integration of wind power will cause the increase of both the generation cost and the reserve capacity but will decrease the environmental emission.     

基于层次分析法建立调度自动化系统的综合评价

在分析及研究广东电网调度自动化系统的现状以及存在的问题的基础上,确定了综合评价指标体系构建的基本原则.在此原则的指导下,通过将评价指标逐层细化,得出地区调度自动化系统综合评价指标体系.利用层析分析法对整个指标体系进行计算,得到指标体系的权重,建立调度自动化系统的综合评价模型.