考虑调度决策非预期性的多阶段随机规划调度策略

随着可再生能源渗透率的提高,分布式可再生能源带来的波动性、间歇性会传递至主网中,对系统安全运行造成影响,研究不确定性优化方法对系统实际运行具有一定的指导作用。传统的随机优化以及鲁棒优化方法不满足系统实际运行的非预期性要求。文章以日运行期望成本最小为目标,考虑分布式可再生能源发电不确定性,建立多阶段随机规划模型,可以根据之前不确定信息的实现在每个阶段确定预调度决策,不会受到未来不确定信息的影响,符合系统实际运行规律,满足非预期性。为了避免多阶段随机规划问题求解的维数灾难,采用随机对偶动态规划(stochastic dual dynamic programming, SDDP)算法进行求解。仿真结果表明,相比于传统的确定性模型,多阶段随机优化得到的最优调度决策树较之确定性优化得到的单一决策方案具有更广泛的决策空间,可以基于上一阶段不确定信息的实现和决策来更新调度决策,降低系统的运行成本。     

考虑调度决策非预期性的多阶段随机规划调度策略

随着可再生能源渗透率的提高,分布式可再生能源带来的波动性、间歇性会传递至主网中,对系统安全运行造成影响,研究不确定性优化方法对系统实际运行具有一定的指导作用。传统的随机优化以及鲁棒优化方法不满足系统实际运行的非预期性要求。文章以日运行期望成本最小为目标,考虑分布式可再生能源发电不确定性,建立多阶段随机规划模型,可以根据之前不确定信息的实现在每个阶段确定预调度决策,不会受到未来不确定信息的影响,符合系统实际运行规律,满足非预期性。为了避免多阶段随机规划问题求解的维数灾难,采用随机对偶动态规划(stochastic dual dynamic programming, SDDP)算法进行求解。仿真结果表明,相比于传统的确定性模型,多阶段随机优化得到的最优调度决策树较之确定性优化得到的单一决策方案具有更广泛的决策空间,可以基于上一阶段不确定信息的实现和决策来更新调度决策,降低系统的运行成本。     

基于向量序优化算法的多目标多阶段电源扩展规划

提出了一种基于向量序优化算法的多目标多阶段电源扩展规划方法。首先,将可靠性指标和环境指标纳入到常规的经济性电源规划模型,统筹考虑电源扩建中多方面的综合效益,构建多目标多阶段电源扩展规划模型;然后,利用向量序优化算法对模型进行求解,并基于隶属度函数确定最优规划方案;最后,基于仿真算例验证了本文方法的正确性和有效性。     

考虑双重不确定性的区域综合能源系统多阶段滚动随机规划

在绿色能源转型的背景下，以新型电力系统为核心的区域综合能源系统(RIES)多能耦合程度逐渐加深。在长期的规划运行过程中，除了源荷本身固有的常规预期波动特性外，还容易受到外界扰动的影响，从而产生非预期的不确定性。因此，文中提出了一种考虑预期与非预期双重不确定性的RIES多阶段滚动随机扩展规划。首先，针对RIES长期规划以及常规多能源荷预期不确定性，考虑建设过程中的投资成本、能源站收益、碳税等，基于信息间隙决策理论建立RIES多阶段随机规划模型。然后，考虑规划过程中突发的非预期不确定性，借鉴模型预测控制理论，建立RIES多阶段滚动随机规划。最后，以中国江苏地区的JSYZ-66节点测试系统为例，验证了所提方法在长期规划中面对常规源荷预期不确定性以及规划过程中非预期不确定性的有效性，分析了在风险投机和风险规避策略下规划方向的选择对于规划结果的影响。     

考虑碳约束的区域电源多阶段双层扩展规划方法

能源电力行业占据碳排放的比例较大,其中以新能源为主的电源结构调整是重要手段。提出了一种考虑碳约束的区域电源多阶段双层扩展规划方法,该方法适用于多区域电力系统协调可再生能源拓展规划与电网建设的多阶段决策,实现考虑碳约束和可再生能源出力不确定的双层优化。在上层模型中,分别计算每个区域的扩展成本和碳排放量。在下层模型中,将上层得到的总扩展成本和碳排放量作为多区域扩展规划中的约束,对区域发电和跨区输电进行同步扩容。所提双层规划模型可避免某地区在没有补偿的情况下承担额外的扩展成本,并为多区域电力系统扩展中的参与地区提供积极互动。应用算例表明了所提长期规划模型的可行性和有效性。     

多阶段规划工业园区的双重功能共享储能配置

以工业园区共享储能为研究对象,提出了包含储能和不间断电源双重功能的工业园区共享储能结构框架,建立了共享储能设备容量和共享储能运营商净现值的模型,为通过优化配置共享储能设备以实现新能源出力备用和替代不间断电源提供了一种可行的路径;采用场景树表示工业园区电力负荷和光伏的随机性,建立了一个旨在使共享储能运营商经济效益最大化的...     

计及风险约束的多阶段输电系统规划方法

多阶段输电系统规划问题是一个复杂的非线性组合优化问题。与传统的输电系统规划问题相比,电力市场环境下的输电系统规划更加复杂,需要处理的不确定性因素更多。在不确定性环境下所制定的输电系统规划决策不可避免地会带有一定的风险,包括安全风险与经济风险。因此,在制定输电系统规划方案时需要适当考虑风险的影响,亦即需要进行风险管理。在此背景下,文中利用机会约束规划可以显式描述风险的特点,构造了计及风险约束的多阶段输电系统规划的模型框架,并给出了相应的求解算法,为解决这一重要而困难的问题做了一些新的尝试。最后通过一个算例系统说明了所提出的方法的可行性。     

配电网多阶段多场景规划方式研究

为得到配电网多阶段多场景最恰当的规划方式,通过对配电网多阶段规划方式进行了总结,并根据遇到的问题提出了一种综合的多维评价函数方法。根据阶段将规划过程分离,并且简化部分指标,达到理论上可通过简单计算得出最合适接线模式的方式,从而降低了规划过程中的难度。该方法可以作为对远期规划的指导,还可以用来分析不同情况下、相同接线模式的适用性。     

Multi-stage Stochastic Optimal Operation of Energy-efficient Building with Combined Heat and Power System

Abstract

Due to the integration of volatile renewable energy and random energy consumption in the building grid, uncertainties have become a big concern for the operation of energy-efficient buildings. To minimize energy usage expenses under uncertainty, it is necessary to determine the optimal power production for a building from various energy sources, including the electric grid, battery, and combined heat and power with a boiler unit. This article presents a multi-stage mixed-integer stochastic programming model for optimal operation of energy-efficient building systems considering controllable electric and thermal loads. Taking into account the randomness of non-controllable electric and thermal loads, as well as solar power generations through the multi-stage scenario tree, the operation of energy-efficient buildings will be more robust against changes in uncertain variables. With information of uncertainties updated hourly, the rolling scheduling method is introduced to determine an adaptive power output of electric grid, charging/discharging status of the battery, and operation of combined heat and power with a boiler unit. The simulation results offer a set of adaptive decision solutions within the scheduling horizon.     

考虑时间一致性的电力系统风险规避多阶段随机规划建模与求解

针对中长期电力系统扩展规划中,电需求和能源价格不确定性导致成本波动风险的问题,首先基于多阶段场景树描述不确定信息,引入具有"时间一致性"的多阶段风险测度,进而建立电力系统风险规避多阶段随机规划模型.通过调节各阶段置信水平,可改变模型的风险规避程度.利用逐步对冲算法对模型进行重构求解,可得到全局最优解,并为每个场景求得一...     

基于多场景和模糊技术的综合无功规划

无功规划问题涉及大量不确定因素,文中分析了多场景技术和模糊技术在电力系统不确定规划应用中只能分别考虑单一类型不确定因素的不足,结合两者的优势,提出了基于这2种规划思想的综合无功规划模型。模型中的多场景和模糊方法分别对应工程中典型的网络结构和负荷水平这2类不确定因素,以无功设备投资期望收益为目标函数,使得优化结果达到概率上的最优。多场景计算采用多种群遗传算法,并通过国内某地区实际电网算例证明了该模型和算法的有效性。     

电动汽车充电站多阶段选址规划

电动汽车充电站作为电动汽车运营所需的配套设施,其建设时间、位置与规模对电动汽车的推广有着重要意义。现有研究将电动汽车充电站的规划选址作为一个静态规划问题处理,忽视了电动汽车充电站的建设时间,因此提出了一种电动汽车充电站选址的多阶段规划模型,并应用伪动态规划的思想求解该模型。首先提出了一种计及电动汽车充电站投资成本、运行维护成本以及用户充电损耗费用的多阶段规划模型;其次在准确预测各阶段充电需求的基础上,通过遗传算法确定规划期末的规划方案;最后通过动态规划逆序解法获得各阶段的规划方案,算例分析验证该方案的优越性。     

抗灾型电力系统的规划

加强电力系统的抗灾能力是亟待解决的重要研究课题。作者在科学论证加强电力系统抗灾能力必要性的基础上,提出了将常规电力系统与现代减灾系统相结合的"抗灾型电力系统"规划的新思路、方式、方法和机制;提出了抗灾型电力系统的基本特征;设计了抗灾型电力系统规划的研究框架。本文的成果对抗灾型电力系统的规划和建设具有一定的参考价值。     

独立微网随机优化规划软件及其实现

为满足独立微网系统的规划设计需求,开发了独立微网随机优化规划软件。该软件采用随机机会约束规划方法,以资本金现金流量表作为经济性分析依据、以负荷容量缺失率作为概率约束条件,充分考虑系统内各种不确定因素的影响,同时实现了独立微网中设备类型和容量的优化。基于软件的整体设计思路,介绍了软件的系统模型、原理方法和功能界面。通过与国外同类软件的对比,展示了软件在方法和功能上的特点。最后,由该软件对某海岛独立微网进行了优化配置,验证了方法的正确性和软件的有效性。     

基于随机响应面法的动态仿真不确定性分析

为分析负荷模型、故障时间长短等关键参数变动对电力系统动态稳定的影响,将一种新方法———随机响应面法应用于电力系统动态仿真的不确定性分析中。随机响应面法能够建立响应与输入参数之间的多项式表达关系,仅需少量仿真便可快速估计出响应的统计信息,克服了传统不确定性分析方法的仿真次数多、时间长等缺点。IEEE 9节点系统的算例分析证实了随机响应面法的有效性和实用性。IEEE 39节点系统的仿真结果表明,关键参数的变动可引起较大的响应不确定度,尤其是负荷模型结构的不同对系统的动态行为和动态稳定有着重要影响,可直接关系到系统的安全稳定运行。