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.     

考虑分区备用的主能量 — 备用联合市场均衡模型

为了保证系统在事故情况下电能可以顺利传送到备用需求区域,备用资源需要均匀合理地分布于电网中。文中建立了一种考虑分区备用的主能量 — 备用联合市场均衡模型。该模型同时计及网络约束、系统备用约束和分区备用约束,其中区域备用需求可以由本地发电资源和相应区域联络线的剩余传输容量共同提供。此外,还分析了主能量价格、备用价格及两者之间的耦合关系。仿真结果表明,分区备用会导致备用稀缺区域内主能量和备用价格的提高,而系统总负荷收益却会相应减少;此外,在寡头市场环境下,与大部分发电商通过持留容量方式来获取更高收益不同,处于备用稀缺区域内的发电商往往需要通过增加其自身出力来获取更大的收益。     

电力市场中考虑安全校核的发电计划生成策略

介绍了电力市场下考虑安全约束的发电计划生成方法及其处理过程,其核心技术问题 是机组组合优化,需考虑负荷平衡、机组出力范围、旋转备用、爬坡速度、机组最小启停时 间等约束以及网络传输能力的限制。该发电计划生成策略已在辽宁电力市场中成功应用。     

发电厂热备用容量的优化分配和成本分析

在竞争的发电市场环境下，备用作为一种重要的辅助服务，其成本分析是一个急待解决的问题，对发电厂热备用容量进行优化分配和成本分析，采用电能收益和备用容量收益总和最大化的目标函数。解算方法首先是根据发电厂总的发电负荷约束获得机组的经济组合，其次是将负荷在各机组间进行经济分配实现热备用容量的优化分配，热备用容量的成本采用其机会成本等值，方法简单，计算结果符合工程实际，研究结果表明，发电厂在计及备用收益和满足发电机组最低出力约束的条件下开机台数越多总收益也越大；在给定的时段和相应的电能电价下，备用容量成本随发电厂出力的增加而增加，在给定的时段和相应的发电出力下，备用容量成本随电价的增加而有较大的增加。     

一种求解机组组合问题的快速拉格朗日松弛法

提出一种求解机组组合问题的快速拉格朗日松弛算法。与现有此类算法比较,此算法在以下两个方面进行了改进：采用启发式逆排序法对机组的启停决策进行修正,解决了松弛因子步长过大导致多余机组启动的问题,加快了收敛速度;提出一种基于二分法的经济调度算法,在每步迭代中得到机组的最优有功出力后,对单台机组不满足爬坡约束的相邻时段建立出有功出力调整模型并求解,有效地处理了爬坡约束。通过对10机到100机6个算例计算分析,本算法的计算时间远远小于其他算法,且可获得较好的计算结果。     

考虑爬坡约束的交易分配的网络流模型

研究了采用网络流法求解考虑爬坡约束的电力市场交易分配问题,该方法具有全局优化、算法简单、收敛速度快的特点,但当某些机组报价特性相同时,会出现局部多解、出力分配振荡的现象。文中提出了考虑爬坡损耗的网络流方法,解决了上述潜在问题。该方法利用机组爬坡损耗的不同,在机组报价相同的情况下可以有效地消除多解现象,并具有一般的网络流方法在出力分配问题上的优势。数学分析证明了该方法的合理性。该网络模型已用于实际交易决策支持系统,使用效果良好。     

基于负荷重构策略的火电切负荷调峰方法

针对现有火电调峰算法难以同时兼顾复杂时段耦合约束和负荷深度调节需求的问题,提出了基于负荷重构策略的火电切负荷调峰方法。该方法通过趋势模拟、等比缩放和爬坡修正重构机组面临负荷过程,为切负荷算法提供直接可用的系统负荷,有效兼顾了时段耦合约束和负荷深度调节需求;同时,在切负荷过程中,根据相邻日与计划日的出力组合模式,动态修正部分衔接时段出力,确保衔接后出力过程满足机组控制约束和需求。所提方法经过华东电网直调火电系统仿真调度测试,得到了切实可行的机组运行计划,与传统方法相比,调峰效果更为明显,表明该方法能更好地处理复杂约束和负荷调节需求。     

一种用于机组组合问题的改进双重粒子群算法

为了更经济快速地解决机组组合问题,提出一种改进双重粒子群优化(particle swarm optimization,PSO)算法,包含离散部分和连续部分。离散PSO分时段优化机组的启停状态,在种群更新时加入了临界算子,改进了可行解的判别条件,各机组出力最低值的和要在一定程度上低于负荷需求值,并考虑机组启停时间的向前继承和向后约束。连续PSO用于启停状态确定过程中和确定后的负荷分配,考虑功率平衡约束、热备用约束和机组的出力上下限约束。求解经济负荷分配时,利用罚函数的方法满足机组的爬坡速率约束,最后得到煤耗最小值。采用2个24时段的算例进行仿真,实验结果表明新算法减少了搜索量,提高了收敛速度,并为机组组合问题提出了新思路。     

发电商报价策略与成本分析

借助博弈论的思想将参与竞价上网的多家发电商虚拟等值成同一对手进行研究,对双方所要进行的单次报价的数据进行概率分析,从而估算出己方与对方的报价空间。把预测的各个时段成交电价通过正态分布分析来确定机组的出力方案和最佳收益。     

垃圾焚烧电厂参与调峰的源荷线性协整优化模型

为了减少传统机组出力调节,使其具有数学意义上的平稳性,考虑到垃圾焚烧电厂发电和烟气处理可解耦,将电厂和新能源出力计为柔性总电源出力,将改进后的烟气处理系统能耗计入总负荷;应用时间序列协整关系调节总电源出力和总负荷时间序列,使两者之间满足特定的协整关系,从而使传统机组出力平稳,并提出垃圾焚烧电厂参与调峰的源荷协整关系;考虑到传统机组出力可调整和爬坡,在平稳出力的基础上叠加一线性函数,称为源荷线性协整关系,并将其作为等式约束,建立源荷线性协整优化模型.算例仿真表明:所提烟气处理系统能耗函数更能反映实际;所提模型能使传统机组具有线性平稳出力跟随日负荷波动,减少了需求侧响应成本,提高了垃圾焚烧电厂的收益.     

考虑风电出力和负荷不确定性的电力系统有功优化潮流

建立了考虑风电出力和负荷不确定性的电力系统有功优化潮流模型。针对传统经验值法确定的系统所需旋转备用容量适应性较差的不足,文中在对风电出力和负荷需求进行区间预测的基础上,采用极限场景理论确定系统的正负旋转备用以协调风电出力和负荷的随机性。针对现有爬坡率约束只考虑单时段机组调节的缺点,为避免系统在风电出力和负荷出现陡峭波动时,机组调节量超过限值,加入多时段耦合约束以平衡系统风电出力和负荷的波动性。最后通过一种改进的粒子群算法对模型求解,并以含风电场的IEEE 30节点系统为算例验证所提模型的正确性与有效性。     

考虑机组爬坡率的火电系统日发电计划编制

机组爬坡经（即机组的升、降负荷能力）是火电机组正常运行的一个重要参数，因此，在编制火电系统日发电计算时必须充分考虑火电机组的爬坡经约束。介绍一种以购电费用最小为目标、火电机组按照电价竞争上网的新算法，算法的主要优点是既能满足机组的爬坡率约束又能很好地满足各时段的负荷需求。     

应用图论建模输电网的电力现货市场出清模型

电力现货市场优化出清模型的难点是考虑安全约束的机组组合(security constrained unit commitment,SCUC)模型。构建一个好的SCUC模型以提升求解速度是长期以来的研究热点。随着省电力系统规模的不断发展,以及国内省间电力现货市场的运行,现货市场对于出清模型的求解效率需求更为突出。该文对机组组合模型的研究历程进行详细综述,总结提出机组运行出力约束、出力上限约束、爬坡约束强化建模的机组运行模型;基于图论在线性最优潮流计算中的应用,构建输电网的环流潮流计算模型并引入SCUC模型,最终构建了一套可进一步提升求解效率的电力现货市场出清模型。最后通过多个大规模算例的计算分析表明,所提模型在保证不损失求解精度的同时,可有效提升求解效率,且对于阻塞频发的电力系统,优越性更为明显。     

基于最优出力区间和碳交易的园区综合能源系统灵活经济调度

传统的日前鲁棒优化算法只能提供设备各个时段的具体出力值,由于新能源出力的随机性、设备爬坡约束、储能荷电状态约束等时间耦合约束的影响,难以给日内调度计划提供调整方案。文中在考虑综合能源园区的经济调度问题时,在传统的min-max-min三层优化问题中加入设备最优出力区间变量,将时间耦合约束解耦,并引入负荷累计改变量的概念将需求响应约束解耦。储能引入了充放电标志变量,采用嵌套列与约束生成算法求解3层优化问题,并对实际碳排放表达式进行松弛和分段线性化,获得设备最优出力区间和需求响应上下界,从而在日内调度时可根据新能源出力在区间内任意调整。算例分析表明,基于最优出力区间的方法在日内调度时应对不确定性的能力更强,同时由于储能荷电状态约束的解耦,可以根据调频市场容量售价来决策储能调频容量以获取收益,进一步降低总成本。最后,分析了碳交易价格对于园区碳交易成本和CO2减排量的影响,以此简单说明碳交易市场的运营机理。     

双碳量约束下风电–碳捕集虚拟电厂低碳经济调度

风电–碳捕集虚拟电厂由出力间歇且波动的风电机组和碳捕集机组聚合而成,可实现内部协同优化,整体参与电网调度。为更准确描述储液式碳捕集机组的捕集流程,将捕集系统正在处理的CO2量的传统单碳量形式,改进为再生塔正在处理的CO2量和吸收塔正在处理的CO2量的新型双碳量形式,并将其计入机组运行约束。以各时段内该虚拟电厂在电力市场与碳交易市场中的净收益最大化为目标,构建了日前–实时双阶段低碳经济调度模型。以日前调度结果作为虚拟电厂申报出力;在实时调度阶段,动态修正碳捕集机组的净输出功率,并辅以储能电池,以克服风电出力变化导致虚拟电厂实际出力偏离其申报值的难题。仿真结果表明,所提双碳量模型合理且正确。虚拟电厂联合运行模式可协调优化其内部各单元的出力安排与碳排放水平,使风电成为可调度资源,从而获得更高的运行收益;相较于虚拟电厂独立运行模式,可较大减少平衡出力偏差所需的储能电池配置容量,并能获得更显著的碳减排效益和更高的经济效益。同样条件下与传统单碳量模型相比,采用改进双碳量模型所需的储能电池配置容量将减少,且更经济和低碳。     

计及调度一致性的含风电系统备用容量优化分配

针对风电并网后可能造成的备用转移问题,为兼顾市场公平性提出一种备用容量分配优化决策方法。计及风功率及负荷误差并考虑备用的节煤效益和系统网损因素,以折算煤耗和机组煤耗作为综合煤耗,推导并引入机组备用调度一致性约束,构建风电接入后的系统最优备用分配模型。定义备用有效调整率、时段有效调用率和备用预警指标,比较计入备用调度一致性约束前后的系统网损和综合煤耗、火电机组出力调整次数和实际有效率,分析不同风电比例场景下备用安全和算法性能。以IEEE-RTS24系统为算例,验证了所述算法在解决机组间备用转移、减少机组调整次数、提高机组出力调节有效率和保证市场公平性上的有效性,为调度员灵活调度提供了参考。     

风电商与DR聚合商联营对电力市场竞争的影响

风电出力具有较强的随机波动性,风电与储能、需求响应(demand response,DR)等资源联营有助于缓解风电并网对电网的不利影响。基于寡头竞争博弈理论,研究风电商与DR聚合商合作联营参与电力市场竞争对市场均衡结果的影响。采用场景削减技术计入风速不确定性,建立了考虑风电商和DR聚合商联营参与电力市场竞争的多时段随机均衡模型。算例分析验证了模型的有效性和合理性,并表明与无DR资源情况相比,风电商与DR联营时倾向于在电价较高时段增加投标电力,而在电价较低时段减少投标电力,从而可以减轻市场电价的波动。同时风电商与DR联营有助于减少风电商的投标出力偏差,且风电商与DR聚合商都会有动机通过合作联营参与市场竞争。     

基于不同可调度热源的风电出力平滑模型

风能具有随机性和间歇性,导致风电出力具有波动性。计及供暖热源机组爬坡速率、发电出力与供暖出力间约束以及热源距离用户的供暖热水管道距离等因素,以等效风电出力波动最小为目标函数,建立基于不同热源机组的风电出力平滑模型。提出利用电力热泵作为补偿热源,将爬坡速率作为热源机组进行出力调节的响应约束,同时将热源距离用户的供暖热水管道距离转化为热水输送时间,作为风电出力调度的关键参量。模拟计算表明：1）新型风电出力调度方法可以有效平滑风电出力;2）基于不同热源的风电平滑效果存在差异,使用抽凝式热电联产机组的调节效果最好     

计及超分辨率风电出力不确定性的连续时间鲁棒机组组合

随着风电在电力系统中渗透率的提高,调度时段内的风电出力波动越发剧烈,可能导致时段内爬坡不足,威胁电力系统在时段内的运行安全.针对这一问题,提出计及超分辨率风电出力不确定性的连续时间鲁棒机组组合模型和求解算法,该方法充分考虑时段内风电出力变化,给出对超分辨率风电出力不确定性鲁棒的调度方案.首先,基于连续时间建模方法,建立连续时间鲁棒经济调度模型,并对其中的超分辨率不确定性模型进行分析;然后,通过解空间变换,将代数空间的优化问题转换为易求解的函数空间优化问题,并通过列和约束生成算法进行求解,计算结果还原到代数空间;最后,通过算例结果验证了所提方法能够充分计及超分辨率风电出力的不确定性,提高调度方案的鲁棒性.     

基于负载均衡的含风电场电力系统优化调度方法

随着风电并网容量的增加,大功率风电爬坡事件给电力系统调度带来了巨大的风险,研究相应的含风电场电力系统的调度策略十分必要。根据风电爬坡特性的特点,建立了风电爬坡事件模型,进而建立考虑风电爬坡约束的含风电场电力系统优化调度模型;借鉴负载均衡算法,提出了一种常规机组出力的重调度方法;并将其应用于风火系统调度,制定联合调度策略;通过对发生不同剧烈程度风电爬坡事件的计算,验证模型和调度策略的有效性。结果表明,通过负载均衡算法的应用,常规机组能有效平衡风电爬坡事件发生引起的风电功率缺额,保证系统爬坡容量的实际需求。