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。     

计及梯级水电站群的水火电节能调度策略

考虑火电厂的发电机组出力、能耗成本及污染排放三者之间、及梯级电站出力与水力耦合参数之间,以及水火电机组之间综合效益基础上,建立了梯级水电站弃水量最小、火电能耗成本最低、和污染排放最小的多目标综合节能调度模型,并提出了计及梯级水电站的水火电节能发电调度策略;利用标度转换法,将梯级水电站弃水量最小、火电机组能耗成本最低和污染排放最小的多目标综合节能调度模型转化为不同权重系数下的单目标函数;运用混合惩罚函数优化算法将问题的求解转化为无约束优化问题,并利用Hessian矩阵改进了该优化算法,克服了缩减系数选择问题;通过对含4个梯级水电站、3个火电厂的水火电系统进行仿真,优化结果验证了该算法的可行性,并具有较明显的节能效果。     

电力市场下考虑煤质影响的火电机组多目标优化调度

为了解决火电厂发电的经济效益与环境保护之间的矛盾,研究了电厂入炉煤质对煤耗和排放的影响,建立了电力市场下火电机组短期多目标协调优化调度模型,并采用重构归一化欧氏距离评价函数的方法处理多目标问题。采用5个火电机组的系统算例进行仿真计算,结果表明:多目标优化调度能够协调经济与环境之间的矛盾;入炉煤质影响电厂效益和污染排放;重构归一化欧氏距离评价函数能够获得较满意的多目标优化结果;电力市场下的优化调度能获得更高的经济效益。     

计及调峰市场交易的储能-新能源-火电多目标优化调度

大规模新能源接入对电网调峰提出挑战,如何在提高新能源上网率的同时兼顾调峰资源的经济效益已成为亟须解决的重要问题,该文提出电力市场环境下考虑弃风、弃光的储能-新能源-火电多目标优化调度方法。首先,根据现行调峰政策设计储能-新能源-火电调峰市场交易机制,并建立以弃风率、弃光率为基准的新能源交易功率模型、报价模型和依托现行调峰规则的火电报价模型;然后,通过开展新能源与储能、火电之间的双边交易,以新能源中标功率和系统调峰成本为多目标进行出清,优化得到火电机组出力、新能源中标功率、储能充放电功率及出清价格;最后,采用算例进行验证,结果表明所提出优化调度方法在降低新能源弃风弃光率的同时能够显著提高参与调峰市场主体的经济效益。     

低碳电力下多目标机组组合优化调度

为了剖析低碳电力调度给传统经济调度带来的低碳效益,提出了采用互补约束模型来精确描述抽水蓄能的工况关系,建立了低碳电力下含抽水蓄能电站的多目标机组组合优化调度模型;再分别利用模糊集理论的隶属度函数和采用线性化方法对模型进行处理。仿真结果表明,模型在兼顾节能减排的同时,通过充分利用抽水蓄能的削峰填谷作用和合理安排火电机组组合,改善了火电机组的运行条件,平滑了火电出力曲线,实现了电力系统的经济、低碳运行。     

电力市场环境下含风电机组的环境经济调度模型及其仿真

电力市场环境下的传统经济调度不考虑环境补偿因素。文章在传统经济调度的基础上,考虑各机组和各种能源的环境成本,提出了火电机组名义环境补偿成本,用电方不需实际支付费用,发电方排污特性越好,火电机组的名义环境补偿成本越低;同时考虑了风电备用容量补偿成本,反映风电接入系统后火电热备用容量的变化;建立了电力市场环境下含风电机组的环境经济调度模型。基于Matlab优化工具箱,对一个包含2个火电机组和1个风电机组的系统进行优化仿真,结果表明：基于所提出的模型,环境友好的发电机组或能源将获得更大的调度权重。     

多时段水火电市场均衡分析

建立了多时段水火电市场均衡模型,采用猜测供给函数模拟发电商间的策略性行为,同时考虑网络传输、机组爬坡率及水电机组用水量等约束.算例表明,网络约束对市场出清结果影响很大,机组爬坡率约束可能导致火电商在某些时段收益为负.在寡头竞争条件下,火电商可通过减少其各时段出力方式来增加其收益,而受放水量限制的水电商则可通过减少峰荷时段发电量并增加其他时段出力方式来牟取更大利润.     

多时段水火电市场均衡分析

建立了多时段水火电市场均衡模型,采用猜测供给函数模拟发电商间的策略性行为,同时考虑网络传输、机组爬坡率及水电机组用水量等约束。算例表明,网络约束对市场出清结果影响很大,机组爬坡率约束可能导致火电商在某些时段收益为负。在寡头竞争条件下,火电商可通过减少其各时段出力方式来增加其收益,而受放水量限制的水电商则可通过减少峰荷时段发电量并增加其他时段出力方式来牟取更大利润。     

基于一主三从博弈的风-水-气区域电力系统调度研究

伴随电力市场开放程度与日俱增,发电企业在调度出力中将拥有更大的决策权。因此,立足于兼顾电网与多种类型发电厂利益构建的调度模型显得极为必要。将电网作为博弈主体,在保证电力供求平衡的基础上,以其购电成本与环境成本最小化为优化目标;将风、水、天然气电厂作为3个参与电力市场博弈的独立从体,在综合考虑各类电厂出力特性的基础上,以3个参与者的收益最大化作为优化目标;将电厂出力策略以及电网优化的上网电价作为决策空间,构建了基于一主三从博弈理论的区域电力系统调度模型,并提出了基于NSGA-II求解该模型Stackelberg-Nash均衡解的算法。算例仿真表明,所建立的一主三从博弈区域电力系统调度模型能够适应不同季节下的区域系统调度,并显著提高了调度控制中各电厂间利益分配的均衡度与稳定程度。     

基于风电出力场景集的电力现货市场两阶段随机规划模型

随着风电装机规模不断扩大,如何增强电网对风电的消纳能力并提高电力系统优化调度的经济性成为亟待解决的问题。由于风电出力具有不确定性,现有的预测方法无法实现对风电出力较高精度的预测,因此风电接入将会给电力系统带来较多的不确定因素。采用静态场景法生成风电出力场景集,并在电力现货市场环境下,建立了基于风电出力场景集的两阶段随机规划模型,以应对风电大规模集中式并网给电力系统带来的冲击。该模型以风电出力场景集刻画风电出力在实时调度阶段的不确定性,以电力现货市场中日前市场的燃料成本与实时市场中各场景下实时调节的期望成本之和为优化目标。最后在IEEE-30节点系统进行仿真,验证了该模型的有效性。     

计及弃水电量价值的水火电短期联合调度模型

针对水电装机容量较高、调节能力较弱的电网汛期水火电发电计划制作困难的问题,充分考虑汛期水电出力受阻、火电多段成本深度调峰及电网备用容量需求,以计及弃水电量价值的汛期水火电总运行成本最小为目标,构建水火电短期联合调度模型。通过耦合弃水电量计算的一体化水火电计划制作方式,简化汛期水火电发电计划制作的过程,提高发电计划的精确性。所建模型通过混合整数线性规划实现,并利用Gurobi求解器对其进行快速求解。广西电网的算例仿真结果表明,所提调峰弃水电量计算方式更为精确,弃水电量价值的引入可协调汛期水火电运行,同时,相较于现行水火电分层调度方式,汛期水火电联合调度方式在保证电网安全运行的前提下,可实现清洁能源高效利用,降低火电运行费用,有利于电网的节能调度。     

广西电网水火电互济调度效能分析研究

结合广西电网水火混合运行主要特点,从不同时期节能发电调度常用优化策略展开分析,探讨在“水电优化,水火互济,丰枯轮调,能耗排序”调度主策略下水电联合优化、水火优化互补及能耗排序等主要发电运行方式下的效能指标,重点以提高水能利用效率、吸纳汛期低谷水电、提高火电发电效率和降低煤耗为最终目的,提出了实用的6大主要分项效能指标及统计方法,对科学合理评价广西电网节能发电调度主要成效有重要现实意义.并结合不同丰枯来水及供需变化等情况对这些主要效能指标的相互关系及影响进行了分析.     

综合环境保护及峰谷电价的水火电短期优化调度

为了使电力市场环境中的发电侧能够实现节能环保且高收益的发电目标,对机组出力变化与分时电价波动之间的关系进行了研究,构建了一种新的水火电短期优化调度模型,该模型以实现电力市场条件下最大发电收益为目标,同时综合考虑了峰谷分时电价和环境保护成本对发电侧经济效益的影响,还考虑了梯级水电站群的蓄水量、下泄流量、机组出力等约束条件,由此得出机组的优化调度方案。针对传统优化算法难以处理高维梯级水电站优化调度多约束条件的缺陷,利用微分进化算法对此优化模型进行求解,仿真计算结果证明了该模型的合理性和算法的有效性。     

考虑检修计划的中长期水火电联合优化调度方法

在中长期水火发电调度中考虑检修计划的影响是目前中长期水火发电调度面临的难题。利用现代整数代数建模技术,建立发电计划和检修计划协调优化的多场景调度模型。在该模型中,鉴于设备检修计划的连续性,在预测场景树的基础上,将场景节点划分成不同的场景,通过节点和场景关联矩阵,实现多场景下设备检修模型的构建。同时,鉴于中长期调度计划中发电计划和检修计划对时段间隔要求的不同,分别设置电量相关节点和电力相关节点,实现中长期发电计划和检修计划的协调。上述模型是一个大规模混合整数线性规划(mixed integer linear programming,MILP)问题,采用商用MILP求解器进行求解。大规模实际水火电系统的实例分析结果表明,所提模型和方法是可行、有效的。     

基于分时电价的风电-光伏-光热联合发电基地并网优化调度策略

针对风电、光伏出力的随机性、间歇性和波动性导致其在大规模接入电网时对电网发电计划制定及其调度产生的影响，提出一种基于分时电价的风电-光伏-光热联合发电基地并网优化调度策略。利用含储热光热电站良好的可调度性与可控性，将风电和光伏出力进行时空平移，使风电-光伏-光热联合出力转变为稳定且可调度的电源，且具备削峰填谷功能，与火电机组共同参与电网调度。为提高风电-光伏-光热系统并网经济效益，实现火电机组经济平稳运行，建立了风电-光伏-光热联合发电基地并网优化调度模型，包含风电-光伏-光热系统联合“削峰”模型和火电机组经济调度模型，分别对应第一阶段优化和第二阶段优化，采用智能算法对其进行求解。最后通过改进的IEEE-30节点算例系统仿真验证所提调度策略的正确性和有效性。     

市场环境下梯级电站厂间–厂内负荷分配模型

市场环境下梯级负荷分配包括厂间负荷分配和厂内机组两个层次,厂间负荷分配目标为梯级效益最大化,厂内负荷分配目标为在安全前提下满足耗水量最小化。本文建立两个层次分配模型：厂间采用发电收益最大目标,使用逐步优化算法解决;厂内机组负荷分配采用耗水量最小目标,使用双动态规划解决,先采用动态规划解决逐时段内安全约束下最优分配,在此基础上时段间采用动态规划解决机组启停优化。两层次间以时段综合出力系数为协调变量的策略进行协调优化,将厂间负荷分配作为第一阶段,将厂内负荷分配作为第二阶段,两阶段迭代求解,得到最优分配结果。实例表明算法高效、快速完成了厂间–厂内负荷分配的统一调度,提高市场环境下梯级电站的竞争能力。     

市场竞价下梯级水电站短期优化调度研究

针对梯级水电站短期优化调度的特点，通过对电力市场中发电厂商竞价策略特点的分析，提出了市场竞价下梯级水电站的竞价运行策略，构建了市场竞价下梯级水电站优化调度模型。模型采用概率分布来模拟发电厂商报价策略，并利用蒙特卡洛方法对电力市场出清过程进行随机模拟，而且在最大效益子模型中考虑了梯级各电站发电成本不同的因素。最后通过实际算例，利用改进蚂蚁算法和遗传算法对硕多岗河梯级水电站在市场竞价条件下的整体调度过程进行了模拟优化求解，得出了较优的市场出清结果和梯级优化运行方案，并通过对优化结果的详细分析，指出了模型的优点和缺陷。     

负荷频繁波动情景下梯级水电站实时调度策略

在新能源高比例并网环境下,如何安全、高效地发挥水电的调节作用是电网安全稳定运行的关键问题之一。介绍电力系统转型时期梯级水电站面临的负荷频繁波动情景,分析水电站实时调度后效性影响,建立实时尺度下水电灵活性量化准则。在此基础上,提出负荷频繁波动情景下的梯级水电站实时调度策略,采用实时与远期视角相结合、时段出力与调度期末水位同时动态控制的方式满足实时调整需求。算例结果表明,所提实时调度策略在多种负荷波动场景下均可提升水电系统对未来调度时段风险的对冲能力,比传统实时调度策略更适应当前水电运行环境。     

市场环境下基于合作博弈的风-水-火电厂收益分配研究

随着电力系统的市场化发展,发电侧各电厂企业在保证区域电能供需平衡的前提下期望用合作的方式来获取更多收益并对其进行有效分配。通过非合作博弈的方式给出风、水、火区域电网常规的调度方式,并计算出风、水、火电厂的收益;以市场环境下各主体的趋利性作为出发点引入合作博弈思想,使风、水、火电厂3个参与者构成一个－联盟,保证有功功率供应的基础上,给予单位电量收益更多的水电、风电更多发电指标,并提出一种偏差MDP指标分配方式,分析表明Shapley值法及偏差MDP指标法处于核心中。同时,与非合作博弈条件下风、水、火电厂的收入相比,偏差MDP分配方式下各电厂收入分别提高了38.2%、20.5%、6.1%。