计及可行解恢复的高载能负荷-新能源有功-无功协调调度

高载能负荷具有较强的用电调节能力,可通过与新能源协调促进新能源消纳。考虑节点电压约束和内部电网潮流方程的高载能负荷自调度问题是一个混合整数非线性非凸问题,现有的求解器难以求解。而采用线性潮流等简化方法求得的自调度结果不够精确,无法保证实际运行时的节点电压约束。针对以上问题,首先采用二阶锥松弛方法对原问题进行凸化以降低问题求解难度,进而采用基于交流潮流的可行解恢复过程以保证二阶锥松弛后的自调度结果精确合理。通过对比线性潮流自调度结果、基于二阶锥松弛的自调度结果、采用可行解恢复的自调度结果和原始自调度模型的结果,证明采用可行解恢复过程的自调度结果避免了基于线性潮流或基于二阶锥松弛的自调度解不精确问题。同时,相比利用现有商业求解器直接求解原问题,采用该方法可以在较短的时间内快速求得一组优化结果,有效地降低了原问题求解的难度。     

考虑风险约束的高载能负荷-风电协调调度方法

由于可离散调节的高载能负荷不适用于在短时内连续调节的特点和风电出力的不确定性,高载能负荷参与消纳风电时,会导致负荷用电与风电出力不匹配的问题。针对该问题,提出一种计及负荷方风险约束的高载能负荷-风电协调调度方法。首先,基于风电可接纳区间的概念和风电场出力概率密度分布,建立电网对风电的接纳能力的模型。接着,根据电网接纳能力外的弃风情况,构建了与高载能负荷用电计划增量和风电弃风量相关联的风险约束,使负荷方能够在一定程度上规避由于风电不足导致的负荷增量与风电新增发电量不匹配的风险。然后,基于高载能负荷调节对风电可接纳区间的影响,建立了以风电消纳为目标的鲁棒机组组合模型,保证线路容量约束的满足。最后,在IEEE RTS-79系统中对所提方法进行了验证,并分析了高载能负荷侧的保守程度对协调调度的影响。     

考虑风电与高载能负荷调度不确定性的鲁棒机组组合

为缓解弃风问题,甘肃等电网开展了高载能负荷与风电的协调调度。然而,以电弧炉为代表的冶炼类高载能负荷在运行时存在有功功率波动,会对电网的自动发电控制(AGC)系统产生影响。为研究高载能负荷功率波动对负荷与风电协调调度的影响,文中提出一种考虑高载能负荷功率波动以及风电不确定性的鲁棒机组组合方法。该方法充分考虑高载能负荷有功功率波动与设备运行状态的关系,对负荷有功功率的不确定性进行建模。接着,考虑高载能负荷与风电协调调度时,负荷不确定性与风电不确定性对电力系统共同作用的特点,构建最小化弃风与切负荷风险的鲁棒机组组合模型,使电网对高载能负荷进行调控时,可充分考虑高载能负荷不确定性的影响。最后,在IEEE RTS-79系统中对所提方法进行了验证,并分析了高载能负荷不确定性对协调调度的影响。     

基于能源互联网用户核心理念的高载能-风电协调调度策略

能源互联网概念中以用户为核心的服务理念将对电网的运营理念产生影响。大规模集中式新能源并网给电网运行带来巨大挑战,传统集中式调度管理无法满足新能源发电需求和用户用电需求。而基于发电-用电需求的发电商-电力用户双边交易模式给新能源并网带来了新思路。基于发电商与电力用户互联的思想,对2类高载能负荷的调度模型进行了精细建模,在已有的基于电量的协调模式的基础上,讨论了基于电力的新能源-高载能协调调度模式。算例结果验证了高载能负荷精细模型和协调调度模式的准确性。     

考虑负荷特性的配电网无功优化

无功优化在改善电压质量和降低网损方面扮演着十分重要的角色。建立了基于混合整数二阶锥规划的无功优化模型。首先,考虑光伏和负荷的不确定性,利用拉丁超立方抽样生成光伏和负荷的初始样本,再利用同步回代缩减法进行场景缩减以提高运算效率;其次,运用二阶锥松弛技术,将非凸的潮流方程转变为二阶锥规划模型,再利用大-M法将双线性约束进行线性化处理;最后,将改进的IEEE 33节点配电系统作为测试算例,分析了不同PV接入容量下,负荷模型对配电网无功优化的影响。算例结果验证了该模型的有效性和实用性。     

考虑间歇性新能源的电源-负荷协同调度模型与策略

随着负荷峰谷差的增大和大规模间歇性新能源的接入,仅靠电源侧的调度可能无法满足系统的调峰要求,采用电源-负荷协同调度是可行的解决方法。从含风、水、火、气多类型能源的传统调度模型出发,建立了电源-负荷协同调度模型。模型考虑了可调度负荷的上下限约束和日停电电量约束,并采用内点法求解该模型。算例计算表明,电源-负荷协同调度方式可以有效地提高电网接纳新能源的能力。     

基于新能源-负荷相似性的源荷储协调调峰优化调度

合理利用可调节负荷的响应特性来实现源荷储的协调调度,可有效缓解新能源、负荷的不确定性所带来的调峰压力。基于新能源-负荷（NER-L）相似性,建立可调节负荷响应目标。基于相关系数,建立能准确刻画负荷对新能源出力跟踪匹配程度的NER-L相似性指标,并将指标引入所建源荷储协调调峰的双阶段优化调度模型。第一阶段模型以NER-L相关系数最大为目标,确定可调节负荷在各时段的响应功率并获得最优电网负荷;第二阶段模型以弃风弃光量最小、调峰运行成本最低为目标,优化火电机组及储能出力。以IEEE 30节点系统为例,对NER-L相似性、净负荷峰谷差、系统调峰运行经济性及新能源弃电功率进行计算分析,结果验证了所提模型的有效性。     

考虑新能源接入的电网有功无功协调双层优化策略研究

随着高比例新能源接入电力系统,电网的安全、经济运行面临巨大的挑战。该文提出了考虑储能和多无功源的有功无功协调多目标优化控制策略。建立以有功网损和电压偏差最小的双层优化调度模型;采用鲸鱼群算法对该模型进行求解,得到帕累托最优解的分布;根据优化结果制定无功补偿装置的投切功率以及储能系统充放电策略,提升系统电压稳定性与平缓新能源出力波动,有效减少功率损耗,实现电网的安全、节能运行;在改进IEEE39节点系统上进行分析,验证所提模型与求解算法的有效性与合理性。     

考虑多灵活性资源协调调度的配电网新能源消纳策略

针对双碳目标下高比例新能源并网造成的灵活性调节资源匮乏及高效消纳难题,该文提出一种考虑多灵活性资源协调调度的配电网新能源消纳策略。首先,建立多灵活性资源灵活互动特性的刻画方法,兼顾配电网新能源消纳水平与经济运行,构建考虑多灵活性资源协调调度的新能源优化消纳模型;然后,为寻找优化消纳模型非支配解的可行域,基于双层嵌套结构建立多目标优化求解方法,并提出一种复合型线性化策略,将复杂的多目标非线性非凸优化消纳模型转换为多目标混合整数线性优化问题,实现优化消纳模型的高效求解;最后,采用IEEE 33节点测试系统和中国某地级市110kV配电网,验证所提消纳策略的有效性和适应性。     

考虑柔性负荷响应不确定性的多时间尺度协调调度模型

针对柔性负荷实际响应的不确定性,以及各类柔性负荷在多时间尺度上的响应特性,提出了考虑柔性负荷响应不确定性的多时间尺度协调调度模型。首先,基于消费者心理学原理并计及柔性负荷响应不确定性的变化规律,建立了价格型需求响应(DR)的响应量模型。然后,在考虑实际响应误差的基础上,制定了激励型DR的激励机制,并基于上述不确定性分析建立了可转移负荷、可平移负荷和可削减负荷的响应模型。最后,从多时间尺度协调的角度,对柔性负荷、常规机组和风电进行协调优化,构建了日前—日内—实时的协调调度模型,并根据模糊机会约束规划理论和混合整数规划方法进行求解。算例分析验证了所提模型的有效性,通过考虑柔性负荷响应的不确定性及多时间尺度上的协调优化,能够实现削峰填谷,提高风电消纳,并降低电网调度的成本。     

考虑可控负荷参与的虚拟电厂协调优化调度模型

可再生能源(Renewable Energy Source,RES)发电固有的间歇性和波动性给其并网消纳造成了困难.虚拟电厂(Virtual Power Plant,VPP)是聚合分散分布的RES并对其进行统一协调管理的有效方法.首先,深度挖掘负荷侧供能潜力,提出可控负荷概念,并建立可控负荷储备率函数和可控负荷参与度指...     

考虑负荷与新能源时序特性的随机生产模拟

风能、太阳能具有很强的随机性、波动性和间歇性,如何反映其对电力系统经济性和可靠性的影响,对电力系统随机生产模拟的灵敏性和准确性提出了更高要求。针对传统随机生产模拟忽略负荷及新能源时序变化特性,不能考虑机组和系统动态运行约束,不便计算机组冷、热启停和动态费用等问题,该文提出一种随机生产模拟新方法。该方法严格保留负荷及新能源时序变化特性,综合考虑系统旋转备用和爬坡约束,以及机组最小开停机时间、启动失败和爬坡时间等因素,建立了能多角度反映系统可靠性、生产成本的技术经济指标。文中给出了方法的理论基础、算法实现和算例,验证了方法的合理性和有效性。     

考虑燃气轮机无功支撑的IEGES有功-无功协调优化模型

燃气轮机作为连接电力网络和天然气网络的重要元件,其无功支撑能力为减小网损和电压偏差提供重要途径.基于此,提出一种考虑燃气轮机无功支撑的电-气互联综合能源系统(IEGES)有功-无功协调优化模型.模型首先对电转气、燃气轮机、有载调压变压器和常规机组等重要元件建模,并采用分段线性化处理燃气轮机有功无功出力耦合特性约束,从而...     

考虑新能源不确定出力的有功无功协调降损控制策略研究

在高比例新能源接入电力系统的背景下,电网安全、经济的运行面临着巨大挑战。该文考虑风光出力的不确定性,建立有功无功协调优化的多目标优化模型。运用拉丁超立方抽样（latin hypercube sampling,LHS）场景生成法和Kantorovich距离的场景缩减技术,得到典型日的风电和光伏出力;建立以系统运行有功网损和电压偏移最小的多目标综合优化调度模型,采用传统的鲸鱼优化算法（whale optimization algorithm,WOA）与粒子群优化（particle swarm optimization,PSO）相结合的鲸鱼群（WOA-PSO）算法求解该模型,得到Pareto解的分布;根据优化结果制定无功补偿装置的投切功率以及储能系统充放电策略,达到提升系统电压稳定性与平缓新能源出力波动的效果,减少功率在线路上的损耗,实现电网的安全、节能运行;在改进IEEE30节点系统上进行实验分析,验证所提模型与求解算法的有效性与合理性。     

考虑新能源接入的配电网两阶段有功无功协调降损方法

随着新能源的大规模并网,因其具有的波动性和不确定性,给配电网的降损工作带来新挑战。提出基于二阶锥规划的配电网日前日内两阶段有功无功协调降损方法。利用二阶锥规划对潮流模型进行松弛,并对非线性离散设备进行线性化,使该问题成为一个非凸的混合整数规划问题;考虑配电网有功无功的强耦合性,在日前阶段通过有功无功协调配合降低配电网的网损,并利用日前阶段慢响应设备的优化结果以及日内短时间尺度的新能源出力预测,对配电网系统进行日内阶段的滚动无功降损优化,保证系统安全运行的同时也满足了经济性需求;通过在改进的IEEE 33节点系统上进行仿真计算,验证所提方法的可行性。     

考虑柔性负荷无功调节能力的配网日前两阶段无功随机优化调度

针对高比例分布式光伏接入配网所引起的电压控制问题,利用柔性负荷的无功调节能力,并考虑光伏和负荷的不确定性,提出了配网日前两阶段无功随机优化调度方法。首先,在第1阶段根据光伏和负荷的预测值,优化反映电容器组动作和柔性负荷无功调度的离散决策变量。其次,在第2阶段考虑光伏和负荷的不确定性,优化光伏的无功出力和柔性负荷的无功调度量。在优化模型中,设置了电压偏差最小化和柔性负荷的无功调度次数最小化两种目标函数,采用ε约束法对多目标优化问题进行求解,并利用熵权优劣解距离(technique for order preference by similarity to ideal solution, TOPSIS)法选择最优折衷解。在修改的IEEE33节点系统进行仿真,结果表明所提方法能有效缓解由高比例分布式光伏并网所引起的电压越限问题。     

高载能负荷对电网的影响及应对措施

高载能负荷的快速增长使电力供需矛盾突显，电网长时间、满负荷运行及近距离短路故障严重威胁主设备特别是变压器的安全和寿命。文中介绍了乌兰察布电业局在提高主设备健康运行方面的一些经验和做法，对增强电网供电能力、确保电网安全运行方面具有指导意义。     

高载能负荷参与调节消纳受阻风电的控制策略

以建有高载能负荷的大规模风电基地为研究背景,针对大规模风电接入电网的随机性、波动性以及常规电源调峰能力不足带来的风电消纳受阻问题,研究了高载能负荷的响应控制特性,对高载能负荷参与调节控制进行了分析,提出了高载能负荷参与调节消纳受阻风电的控制模式和控制方法,并在此基础上提出了高载能负荷参与消纳受阻风电的多时间尺度协调控制策略。该策略基于高载能负荷不同的调节特性,在不同时间尺度对高载能负荷进行受阻风电消纳的响应控制,从而达到消纳受阻风电的效果。以甘肃酒泉大规模风电接入的河西电网实际运行数据进行仿真计算,验证了所提策略的有效性。     

考虑热泵负荷和分布式光伏的配微网协调调度

随着农村清洁供热改造以及城镇分布式光伏建设的不断推进,配电网中出现了大量农村微电网。分布式光伏的强随机性和波动性给电网的运行调控带来了诸多挑战,电网面临剧烈的潮流波动和严重的电压越限等问题。首先,构建了计及热泵、光伏和储能的配微网分解协调模型,其中热泵用等效状态空间模型描述;然后,提出一种配微网有功无功协调优化方法,并采用改进的Benders分解算法进行求解;最后,在D141-M4算例系统上进行了算例测试。测试结果表明,所提方法可以在保证用户舒适度的前提下,有效降低电网峰值负荷,并提升电压安全水平。     

考虑热负荷二维可控性的微网热电协调调度

考虑到区域内用户的热、电需求,近年来以微型燃气轮机为核心的热电联供系统在微网中得到广泛应用。如何协调调度微网的供热、供电,是提高可再生能源吸纳率、降低微网热电联供成本的关键。文中从用户供热舒适度的模糊性、微网供热系统的热惯性角度考虑,提出采用室内热舒适度指标将热负荷需求由传统的曲线转换为区间,从而使热负荷在各时间点上具有弹性;同时以自回归滑动平均(ARMA)模型描述供热系统多时段间的耦合关系,使供热量在时间轴上具有一定的可调节性。文中将上述两个特性统称为热负荷的二维可控性。算例分析了考虑热负荷二维可控性后,微网在孤网/并网运行时微型燃气轮机运行平稳性、弃风/光、购/售电量等方面,结果显示所述方法可有效减少热—电刚性耦合,为实现微网中热—电的时间平移和优化匹配提供了一种新思路。