电网不确定运行环境下的发电计划鲁棒优化研究

以风电和光伏发电为代表的大规模间歇式能源接入,显著增加了电网运行的不确定因素。鲁棒优化方法由于其具有的独特优势,目前已经被初步用于研究发电计划问题。介绍了鲁棒优化算法理论,建立了发电计划鲁棒优化的数学模型,提出了基于原始分解的求解算法。以IEEE RTS标准算例系统进行分析计算,验证了该算法的有效性。     

考虑多参数不确定性的微电网优化运行

针对微电网中多种不确定性因素的影响,提出一种基于云理论的随机框架进行处理,通过使用云滴模拟多不确定性问题,将不确定性的模糊性和随机性的定性分析转化为定量分析。针对1 d中不同时段微电网不确定性因素的变化情况,建立考虑经济性与可靠性的微电网优化调度模型,利用磷虾群算法对模型进行求解,并提出一种基于列维飞行的修正方法以提高算法的局部搜索能力。最后以17节点微电网仿真系统为例进行仿真计算,验证了所提方法的有效性和优越性。     

考虑网内实时电价的微电网经济优化运行研究

为提高风-光的利用率,结合需求响应中的基于负荷率的实时电价模型与微电网优化运行模型,采用混沌烟花算法对微电网中需求侧负荷使用时间与电源侧微源的有功出力进行综合优化。Matlab仿真结果表明,当负荷曲线得到合理优化后,风-光的利用率有明显提升,微电网系统运行的经济性相应地也有所提升,验证该算法求解此类问题的可行性和精确性。     

基于随机鲁棒优化的虚拟电厂灵活调峰投标策略

为量化分析虚拟电厂的灵活调峰能力,文章提出虚拟电厂参与能量、备用和灵活调峰市场的最优投标策略,建立虚拟电厂参与主辅市场的联合出清模型。基于场景的随机优化刻画实时电价的不确定性,提出一种随机鲁棒优化方法,控制新能源出力随机性引起的运行成本。基于实际虚拟电厂的数值仿真表明,虚拟电厂能够有效提供灵活调峰服务,随机鲁棒优化为刻画虚拟电厂所面临的多重不确定性提供理论方法。     

考虑碳排效益的含可再生能源柔性配电网自适应鲁棒优化运行策略

为了提高可再生能源的消纳水平、降低碳排放量、提高配电网的运行经济性,文章提出了一种考虑碳排效益的含可再生能源柔性配电网自适应两阶段鲁棒优化运行策略。首先,结合绿证-阶梯碳交易机制,考虑配电网运行成本与绿色能源交易成本,并基于风光出力的不确定性,建立了考虑最恶劣场景下的两阶段鲁棒优化运行模型,在此基础上,结合线性化手段将非线性模型转化成混合整数二阶锥规划;其次,利用自适应不确定算子合理调节系统的鲁棒性,采用高效的列与约束生成(Column and Constraint Generation, C&CG)算法进行求解;最后,在IEEE-33节点系统中进行算例分析。结果表明,所提策略不仅可以有效提高柔性配电网系统应对不确定性的能力,而且在实现系统经济性的同时兼顾了环保性,有助于柔性配电网多维协调发展。     

考虑可再生能源消纳与灵活性需求的电力市场优化决策研究

可再生能源配额制与电力市场改革同步推进,电力系统灵活性需求急剧增加.为促进可再生能源的消纳,提高电力系统的灵活性,本文提出了一种电力市场双层优化决策模型.先是考虑风光负荷之间的相关性,建立了灵活性需求的概率模型;进而建立多市场主体下考虑省间-省内可再生能源和常规能源交易的双层优化模型;最后利用KKT条件和拉格朗日对偶理...     

电力市场环境下梯级水电站运行管控仿真研究

针对电力市场环境下梯级水电站运行管控问题,提出基于市场出清价的市场力评估指标,并通过构建双层市场仿真与管控模型对不同管控条件下梯级水电站运行方式进行仿真研究。在下层市场竞价仿真模型中,通过迭代优化算法实现市场仿真运行;在上层市场管控设计模型中,以基数电量为决策变量实现对梯级水电站运行的管控;上下层通过市场力评估指标与基数电量形成耦合关系。最后提出耦合市场仿真运行与多核并行禁忌遗传算法(MPTGA)的求解思路对管控方案进行评价优选。实例分析表明,基于出清电价的市场力评估指标可有效评估市场中梯级水电站跨交易时段所拥有的市场力,利用双层市场仿真与管控模型获得的基数电量方案可实现市场优化管控运行。     

考虑大规模风电接入的鲁棒动态发电备用决策方法研究

电力系统的备用容量对保证系统的安全稳定具有重要意义。传统的备用容量决策方法存在覆盖不全、运行效率低等问题,难以满足大型系统实时备用决策的需要。文章提出了一种基于鲁棒优化原理的动态发电调度备用决策方法,将发电机的可用性作为备用需求在线分配决策问题的不确定参数,形成在不确定参数变化条件下的备用需求鲁棒双层决策模型,并应用线性规划问题的对偶原理,将双层优化问题转化为传统的二次规划问题进行求解。该方法与传统的备用约束方法相比,能够根据预想事故的需求确定合适的备用容量,且给定的备用分配方案考虑了断面的负载水平,能够保证事故情况下的备用可用性;同时,与故障约束方法相比,不依赖于故障集的规模,能够保证在线调度过程的实时性要求。在IEEE RTS系统上的算例结果证明了所提方法的有效性。     

电力市场环境下水电厂竞价上网决策支持系统设计

介绍了水电厂竞价上网决策支持系统的功能结构和界面设计,包括在不同交易市场中的径流预报、优化调度、风险调度、电价预测等;提出了系统设计的技术路线及软件结构,包括数据库、数据接口和技术难点,阐述了系统的基本设计思想。     

考虑智能家居平台自动需求响应的微电网运行优化策略

近年来,快速发展的智能家居行业为用户侧资源的接入管理创造条件,具有参与微电网优化运行的巨大潜力.文章考虑智能家居平台(Smart Home Platform,SHP)参与微电网需求响应的场景,提出一种社区微电网运行优化策略.首先,制定保证微电网运营商(Microgrid Operator,MGO)与用户利益得到帕累托(...     

电力市场环境下风-水电联合优化运行策略研究

为了促进风电场在电力市场环境下的发展,提出了一种风-水电站联合参与电力市场优化运行的策略。该策略综合考虑了从日前能量市场及调节备用容量市场中取得的收益,以期望收益最大化为目标,加入了水电站运行的限制,建立了含全天24个时段的混合整数规划模型,通过求解模型得出了各市场中的最优能量及容量申报,并基于实际的水电站与风电场参数进行了算例仿真。测试结果表明,水电站与风电场联合运行可降低风电出力的随机性对收益的负面影响,经济效益明显;风电出力的波动、能量不平衡的惩罚系数等因素都会对结果造成影响。     

基于弃风弃光分段惩罚的孤岛型微电网鲁棒优化经济调度

针对可再生能源发电和负荷需求具有不确定性的孤岛型微电网,设计了鲁棒优化经济调度算法。在日前计划阶段,基于微电网系统中的不确定性和孤岛模式下的弃风弃光,寻找不确定性环境下的最恶劣场景,对弃风弃光功率进行分段惩罚,采用列约束生成算法求解出最恶劣场景下的经济最优调度方案;在日内调度阶段,利用可再生能源发电和负荷需求的实时数据,对日前计划阶段的优化解进行微调补偿,改善微电网实时运行的经济性能。算例仿真验证了本文设计算法的有效性和经济性。     

考虑内部多地区间交互协作的复杂省级电力市场交易优化决策

为实现电力市场大范围资源优化配置,提出了一种考虑内部多地区间交互协作的省级电力市场交易优化决策方法.首先介绍了市场交易架构和机制,同时以全省社会福利和跨地区交易电量最大化为出清目标,其中社会福利计及了线路的输配电成本.然后,优化决策中考虑了全省各地区内部的电网安全约束、供热机组运行约束和交易决策约束等多约束条件,并对地...     

基于LMI的直流微电网分布式鲁棒H∞控制

针对直流微电网中分布式发电单元（DGU）投入或退出引起的结构不确定性,采用分布式鲁棒H∞控制,使微电网电压稳定。采用区域极点配置约束控制器参数,使闭环系统的极点落在区域D中。通过线性矩阵不等式的H∞优化求解,得到鲁棒H∞-γD控制器。控制器的设计仅需DGU和与之连接的线路参数,而无需整个微电网参数。给每个DGU分别配置相应的控制器,嵌入DGU中,可以实现分布式控制。仿真结果表明,该控制方法有较好的鲁棒性。     

分布式光储直流微电网滑模自抗扰鲁棒运行控制北大核心CSCD

为提高光储直流微电网可再生能源利用率与供电运行鲁棒性,文章首先分析了直流微电网光储荷功率平衡原则,导出了直流微电网内各分布式发电电源的数学模型。然后,通过引入光伏电压增量与时变平滑因子,设计了指数变步长扰动观察法MPPT光伏控制器。其次,考虑光伏发电与负载功率波动对母线电压稳定的影响,应用滑模自抗扰控制原理,设计了BESS直流母线电压稳定控制器,实现网内光储功率的合理分配和母线电压的动态稳定控制,并基于李雅普诺夫稳定性原则,验证了控制系统的稳定性。最后,利用Matlab/Simulink对案例仿真试验,与传统PID控制对比,验证了所提控制方法的正确有效性。     

基于多阶段鲁棒优化的多站合一能源站市场优化策略

为解决考虑新能源出力不确定性的多站合一能源站参与电力现货市场问题,提出基于多阶段鲁棒优化的市场竞价策略。对多站融合系统中各子系统进行建模,其中包含分布式新能源、计算中心、电动汽车（EV）充电站、储能电站,并刻画了计算中心负荷的弹性和EV的异构性。以最大化最恶劣新能源出力场景下参与市场收益为目标,优化多站合一能源站的联合竞价,并将其转化为多阶段鲁棒优化进行求解。考虑到计算中心与能源站的利益主体不同,提出了基于拉格朗日乘子的成本分摊方法,将总收益在能源站和计算中心之间根据各自的贡献进行合理分配。最后,采用仿真算例验证了所提模型和算法的有效性。     

考虑风荷不确定性的大用户直购电鲁棒区间优化调度

该文以发电企业运行效益最优为目标,使用鲁棒区间优化方法对风电出力进行建模,用基于价格的需求响应对负荷不确定进行建模,建立考虑风电和负荷不确定性的大用户直购电鲁棒区间优化调度模型。最后,通过Matlab和CPLEX求解目标函数,验证所提模型的有效性和可行性。     

考虑储能优化的直流微电网协调控制研究

文章提出一种基于移相控制双半桥变换器的独立直流微电网协调控制策略。该策略以稳定母线电压和平衡系统有功功率供需为主要目标,根据母线电压波动改变移相角控制储能电池功率,确保独立直流微电网稳定可靠运行。采用双半桥变换器可实现储能电池电气隔离,移相控制可提高双半桥变换器升压比,进而提高储能系统的安全性。利用Matlab/PSIM联合仿真平台搭建独立直流微电网模型进行分析,仿真结果表明该协调控制策略可稳定储能电池输出功率,扰动发生时电压波动小、响应速度快,有效提高了系统可靠性。     

多元电力市场环境下梯级水电站群组合交易优化模型

新一轮电力体制改革为我国梯级水电消纳带来了契机,基于西南大型梯级水电基地工程实际,考虑市场不确定性电价因素,提出了梯级水电站群参与省内和西电东送市场的组合交易优化模型,通过引入调度期内不同市场间的电量比例约束以及各调度时段梯级参与省内市场的最小电量约束,提高模型实用性。求解中,首先对电价不确定性进行描述,然后利用场景缩减技术降低模型复杂度,并采用LINGO 17软件进行仿真求解。最后以乌江梯级为例,验证所提模型有效性并与常规调度模式相比较。结果表明,所提方法可更好地响应市场电价变化、提高梯级市场化收益。