高比例可再生能源背景下配电网动态重构与移动储能协同优化

随着可再生能源在配电网中渗透率的不断提升,其出力不确定性导致的弃风、弃光现象日趋严重.针对该问题,在高比例可再生能源背景下提出一种配电网动态重构与移动储能协同优化方法.首先,为缩减问题规模,融合时序负荷先验信息并采用模糊C均值算法划分重构时段,同时避免多余的开关操作.其次,考虑到可再生能源出力的不确定性,构建计及时空相关性且对稀疏离群点具有鲁棒性的不确定集合.然后,建立配电网动态重构策略与移动储能经济调度的两阶段鲁棒协同优化模型,第1阶段选择关键开关与充放电站,第2阶段对重构开关与移动储能进行协同优化以评估第1阶段选择方案的经济性.针对模型多层结构的复杂性,采用嵌套的列约束生成算法进行求解.最后,通过测试系统中的仿真计算,验证所提模型和算法的有效性.     

考虑动态输送容量机制的电力传输线过载风险评估

传输线动态输送容量(DLR)技术旨在使用动态环境参数计算整定传输线输送容量,相较于传输线静态输送容量整定方法,可真实反映传输线实时传输功率上限.然而,DLR数值的计算依赖于风速、光照强度、温度等不确定性较强且难以准确预测的环境参数,换言之,依照DLR机制整定得到的传输线最大传输功率上限也具有不确定性.若其预测偏差过大,可能会造成传输线过载,严重的甚至会引发电网连锁故障.为此,文中提出一种考虑DLR不确定性的电力传输线过载风险评估方法,以盒式不确定性集合描述传输线输送容量不确定性,将其过载风险作为评估指标,优化传输线零过载范围.文中提出的评估问题数学上属于两阶段鲁棒优化问题,应用列与约束生成算法实现模型的高效求解.最后,在搭建的测试系统中验证所提模型及算法的有效性.     

基于分布鲁棒优化的电-气综合能源系统弹性提升策略

小概率-高风险极端天气灾害事件的频发对电力系统的安全稳定运行提出了重大挑战.针对深度耦合的电-气综合能源系统,文中提出一种考虑极端天气下配电网线路故障概率信息的弹性导向分布鲁棒优化模型以提升其弹性能力.首先,融合极端条件下元件故障概率区间构造线路故障模糊集,在此基础上建立防御-攻击-防御3层框架下的配电网弹性提升优化问题.其次,构建以燃气机组出力为耦合变量的天然气系统运行可行性子问题.然后,提出一种内外双层循环算法求解上述问题:外层循环结合对偶理论和列与约束生成算法求解配电网优化问题;内层循环采用Benders分解算法对气网问题进行校验.最后,通过算例验证了所提模型及求解算法的有效性.     

保证重要负荷不间断供电的配电网储能规划方法

以台风灾害为例提出了保证重要负荷不间断供电的配电网储能规划方法。首先,基于配电网韧性量化,给出了配电网应急响应期间内的年综合失负荷成本模型;其次,为描述灾害的时空特性以及灾害攻击造成的线路故障不确定性,构建了多阶段多区域配电线路故障状态不确定集;最后,考虑规划决策集、多阶段多区域配电线路故障状态不确定集和系统运行集,建立了以线路加固年投资成本、储能配置年投资成本和年综合失负荷成本最小为优化目标的两阶段鲁棒优化模型,并采用column-and-constraint generation (C&CG)算法求解。以IEEE33节点配电网算例和广东某地区实际电网算例仿真分析,结果表明所提规划方法具有较好的韧性提升效果和经济效益,能够有效保证灾害期间重要负荷不间断供电。     

基于云储能租赁服务的风储参与能量–调频市场竞价策略研究

随着可再生能源渗透率的不断提高,新能源将承担部分调频任务。然而风电出力的不确定性极大地限制了其所提供的调频辅助服务利益最大化。提出了一种云储能租赁机制以降低风电的投标偏差惩罚并提高云储能聚合商的收益。在该机制下,风电首先提出租赁储能容量与额定功率的需求,云储能聚合商合理组合实际储能以满足风电需求。进一步提出风储协调策略,使风电可利用租赁储能实现风储联合投标利益最大化,而云储能聚合商将剩余的云储能通过最优组合参与电力市场投标。引入鲁棒优化模型以计及风电与市场价格的不确定性。最后利用实际风电出力和储能数据以及PJM市场价格验证了所提出的租赁机制、风储协调策略与最优组合策略的正确性与优越性。     

计及源荷不确定性的独立型交直流混合微网多能源协调优化调度

传统独立型交直流混合微网的可再生能源供电比例高,但储能和其他可控电源容量有限,易出现切负荷或弃风弃光现象.首先,为提高系统的供能可靠性和可再生能源的消纳水平,设计出一种基于氢储系统实现交流、直流、氢气、热力与天然气能源系统深度耦合的能量枢纽结构;其次,为实现设计系统的多能源协调优化调度,构建出一种计及源荷不确定性的两阶段鲁棒优化模型,模型中第一阶段确定所有能源转换和存储设备的运行状态,第二阶段确定最恶劣场景及各设备出力方案,并且可利用不确定度参数灵活调整调度结果的保守性;然后,基于强对偶理论和大M法将优化模型转换为具有混合整数线性形式的主问题和子问题,并采用列与约束生成算法求解;最后,算例分析结果表明所建模型的合理性,求解算法的有效性以及调度结果的鲁棒性和经济性.     

多样化柔性负荷深度互动下的虚拟电厂分布鲁棒购售电策略

随着当前电力改革以及电力市场的不断推进,虚拟电厂的发展已成为其重点组成部分,也是市场交易复杂因素的主要集中部分,其中柔性负荷和清洁能源给虚拟电厂带来了巨大的挑战。考虑不同类别用户柔性负荷的运行特性差异,分别对工业负荷、商业负荷和家用负荷进行了特性分析并建模,充分调动虚拟电厂内部的一些可控资源进行互动,并结合风电、光伏、燃气轮机(gas turbine,GT)运行特性,建立了考虑多样化柔性负荷深度互动的虚拟电厂购售电优化模型。此外,随着清洁能源的发展,针对风电、光伏所带来的不确定性挑战,提出了基于场景数据驱动的两阶段变量的分布鲁棒虚拟电厂购售电优化计算模型,再利用列与约束生成算法求解,算例分析验证了该优化模型的有效性。     

考虑主动管理与需求侧管理的主动配电网分布式光伏最大准入容量计算方法

为了在确保配电网安全、稳定运行的同时,促进配电网分布式光伏消纳,文章提出了一种主动配电网分布式光伏最大准入容量计算方法。以最大化分布式光伏准入容量为目标,计及系统潮流方程、节点电压、支路电流等多个电气约束,采用有载调压、无功补偿、储能充放电、网络重构、负荷削减等主动管理措施和需求侧管理措施,提升了“源荷”不确定性最不利条件下分布式光伏最大准入容量,建立了二阶段鲁棒优化模型。将原模型分解为主问题与子问题后,转化为混合整数二阶锥形式,使用列与约束生成算法求解。在改进的IEEE 33节点算例上对模型与算法的有效性进行检验,得到了主动配电网分布式光伏最大准入容量,并验证了主动管理与需求侧管理对其的提升作用。     

计及多种柔性负荷的虚拟电厂热电联合鲁棒优化调度模型

针对热/电联合运行下多种柔性负荷协调优化不足以及面临的风、光出力和柔性负荷等多种不确定性,文章提出了一种考虑柔性负荷下的虚拟电厂(virtual power plant,VPP)热电联合鲁棒优化调度方法。充分考虑可削减、可平移、可转移柔性负荷之间的协调互补性,分别以热/电负荷曲线标准差和系统综合运行成本最低为目标,建立了虚拟电厂热电联合双层协调优化运行模型,提高了多种柔性负荷协调优化效果;并采用鲁棒优化方法处理风、光出力和柔性负荷预测误差的不确定性,提高热电系统运行的鲁棒性。多种柔性负荷的协调优化增强了系统的灵活调节能力,使经济性更优,不同鲁棒系数下柔性负荷优化效果的对比,为适应不同需求情景下的决策者提供参考依据。算例分析验证了所提模型的有效性。     

考虑风电接入的电力系统鲁棒经济优化调度

鉴于风力发电具有很强的随机性和波动性,含风电调度系统中,应用传统预测区间来描述其不确定性的方法存在缺陷。针对该问题,通过引入弃风限制对风电场的风电出力预测区间进行优化,得到能够保证调度系统安全运行的风电安全出力区间;在此基础上,建立双层鲁棒区间优化调度模型,使得常规机组的运行成本和风电场的弃风成本最小,并分析了系统爬坡备用对风电安全出力区间的影响。由于考虑了常规机组的阀点效应,模型呈现非线性特点,采用改进的教与学优化算法和线性规划法相结合的求解方法对模型进行求解。最后,采用改进的10机系统验证了所提模型以及求解方法的有效性和优越性。