基于样本熵的新能源电力系统净负荷分时段调度

新能源电力系统源—荷功率具有强不确定性,采用经典的日前调度策略,传统火电机组出力将随净负荷的波动而频繁调整,影响发电设备运行效率和系统运行的经济性,甚至需要改造火电机组,以适应系统能量平衡控制要求。提出一种基于样本熵的新能源电力系统净负荷分时段调度策略。该策略最大化可再生能源利用效率,基于样本熵理论,评估净负荷时间序列复杂度,以此确定火电机组运行模式,并对调度时段进行适应性划分,有效地减少火电机组随系统净负荷波动产生的上、下行爬坡功率,同时增加抽水蓄能机组的参与度。文中以十机组测试系统为例,验证了调度策略的合理性和有效性。     

考虑可再生能源消纳效益的电力系统“源—荷—储”协调互动优化调度策略

为了提升可再生能源消纳率,降低电力系统运行成本,考虑以“源—荷—储”协调互动作为提升系统运行经济性与消纳可再生能源的手段。将常规机组、储能装置与负荷侧调度资源同时进行优化调度,综合考虑系统常规机组运行成本、负荷侧调度成本和可再生能源消纳效益,建立了基于“源—荷—储”协调互动的电力系统优化调度模型。根据决策变量的不同特性,提出了一种两级优化方法。第一阶段采用离散粒子群算法优化常规机组启停成本、弃风弃光成本和负荷调度成本;第二阶段采用双层连续粒子群算法优化常规机组燃料成本。通过算例仿真验证了该优化调度模型的有效性。     

考虑经济环境平衡的风光火联合外送调度策略多目标优化

风光火电联合调度运行是推动可再生能源发展的重要途径,并对发电调度策略提出了新要求。文章在经济环境平衡的原则下,以企业购电成本最小、可再生能源发电量最大、可再生能源出力波动最小为目标构建风光火电联合调度多目标优化模型,使用主要目标优先级法转成单目标规划后借助Lingo软件求解,并应用于天中直流输电工程的配套电源中,通过4个季节下的典型日调度结果对比分析,验证了所提出的优化模型在促进可再生能源消纳和节能减排方面的作用。此外,辅助服务费用纳入购电成本使得火电机组负荷分配更加平均。     

一种含抽水蓄能电站的可再生能源系统综合优化调度方法

鉴于大规模可再生能源系统新能源发电的不确定性和波动性特点非常突出,以电力平衡为目的的电网调度控制必须对此采取有针对性的应对措施;同时考虑到风电和光伏发电具有天然的出力互补特性,水电和抽水蓄能电站具有良好的出力调节能力,从日前调度与日内实时调度相互协调配合的角度给出含抽水储能电站的可再生综合能源系统的调度运行机制,分别建立日前调度和日内实时调度的系统优化模型。该模型以尽量减小火电机组煤耗成本和污染物排放惩罚成本为优化目标,以系统运行时满足功率实时平衡、各火电机组满足出力上下限制、各机组满足功率爬坡速率限制、系统旋转备用满足容量限制,以及风、光、水、储满足各自出力限制等为优化约束条件。针对该模型,提出一种增强自适应能力的改进粒子群优化算法,基于系统所预测的新能源出力数据和负荷数据,最终计算得到的综合优化调度方案能够在提高大规模新能源发电利用率的同时,充分利用抽水蓄能电站减少新能源出力不确定性对电网传统火电机组的影响。最后借助某实际电网的算例分析对所提方法的调度结果进行有效性验证说明。     

考虑最优弃能率的风光火储联合系统分层优化经济调度

大规模可再生能源的全额并网消纳需要安排大量火电机组参与调峰调频等辅助服务,可能造成电网调峰难度、系统调度成本及运行风险的增加。为实现风、光等可再生能源的最经济消纳,首先分析了火电机组调峰过程及合理弃风弃光对电网调峰的影响机理;进而,综合考虑电网调峰难度及整体经济性,构建了基于最优弃能率的数学模型,并提出了一种最大化风光火储联合系统经济效益的调度策略;在此基础上,建立了以电网净负荷方差最小为上层优化目标、电网运行成本最小为下层优化目标的双层优化调度模型。最后,选取IEEE-30节点作为算例系统进行分析,结果验证了所提模型的有效性与可行性。     

基于实时电价的含储能可再生能源系统协同调度策略

间歇性可再生能源和高渗透率的储能设备使能源系统的供需平衡控制愈加复杂,为能源系统的协同调度带来了挑战。针对含储能可再生能源系统,提出了一种基于实时电价的能源系统协同调度策略。首先,建立了含风光、储能系统、火电机组及多类型用户的可再生能源系统模型。其次,提出了一种双层规划模型,将实时电价和能源调度有机集成,实现了能源系统的协同调度优化。最后,基于KKT算法与改进麻雀优化算法实现模型求解。仿真实验表明了基于实时电价的协同调度策略对于含储能可再生能源系统的协同调度优化及系统效益提高具有重要意义。     

基于混合粒子群算法的源-荷-储协调优化调度

为了提高新型电力系统中对风电和光伏的消纳能力，降低电力系统运行成本，将火电机组、光伏、风电、需求响应负荷和储能系统作为调度资源建立了基于源-荷-储协调的优化调度模型。 以火电机组运行成本、弃风弃光成本和需求响应负荷调度成本最小为目标，提出了一种两阶段优化方法。第一阶段优化采用离散二进制粒子群优化算法，使火电机组启动成本和弃风弃光成本之和最小。在第一阶段优化结果的基础上，第二阶段的优化采用双层连续粒子群优化算法使基于电价的需求响应负荷调度成本和燃料成本之和最小。算例结果验证了该优化调度模型的可行性和有效性。     

储能-机组联合调频的动态经济环境跨区灵活性鲁棒优化调度

针对大规模可再生能源并网导致的系统惯性和频率响应能力下降、调频需求增加以及可再生能源不确定性等问题,提出一种计及源端可再生能源出力不确定性的动态经济环境跨区鲁棒优化调度模型。该模型为双层优化模型,在传统鲁棒理论中加入可再生能源的空间集群效应构建随机变量的不确定集,以弥补其过于保守的缺点。在此基础上,双层优化得到最优机组组合并满足调频需求以及火电机组的动态频率约束,通过火电机组与送端储能共同参与调频,使得跨区电力系统能够达到鲁棒性和经济性的平衡。同时针对模型特点,分别采用飞蛾扑火算法和基于滤子技术的自适应蝴蝶算法对模型进行分层求解。研究结果表明,较小的置信概率会使得系统经济效益更好,且空间约束参数对于调度结果和运行方案影响显著。     

风光储协同调度的多时间尺度决策方法

大规模可再生能源的接入给电网调度带来重大挑战,而电动汽车充电与风电、光伏发电等可再生能源之间潜在的协同性为电网更多的接纳可再生能源提供了一种可行途径。通过优化地区电网电动汽车充电站的充电计划,在满足电动汽车能源需求的前提下,能够平滑电网等效负荷波动、减轻火电机组调峰压力,进一步提高消纳可再生能源的能力。且日前计划、滚动计划、实时调度的多时间尺度协同调度决策模型的建立,能够逐级消减风电、光伏等可再生能源预测误差的影响,进一步改善等效负荷的负荷特性。最后给出了以某地区电网的实际数据为基础的应用实例,证明模型的有效性。     

考虑风电及分时电价的机组组合问题研究

近年来,风电等清洁能源的接入以及负荷侧分时电价的管理增加了电网调度的复杂性,为实现在风电接入及分时电价管理背景下的火电机组的经济调度和分时电价策略优化,首先研究了负荷需求对峰谷时段电价的响应模型,接着基于模糊机会约束理论建立了考虑风电及分时电价的机组组合模型,然后提出了一种双层混合粒子群算法求解该机组组合模型,以得到与风电相配合的分时电价定制策略以及火电机组出力值。最后仿真结果表明,所提出的方法可以实现负荷侧分时电价策略与供电侧火电出力的有效配合并降低火电机组的发电成本。     

调峰辅助服务与电量协调优化的日内安全约束经济调度

大规模可再生能源的接入给电网调峰带来了巨大挑战,使得当前调度模式下发电机组均衡地完成其电量进度愈发困难。针对电网的日内调度计划,提出了调峰辅助服务与电量协调优化的日内调度模式,避免调峰服务市场机制与现有调度模式产生冲突。在该调度模式的基础上,建立了调峰辅助服务与电量协调优化的日内安全约束经济调度模型,实现了调峰资源与常规发电资源的协调调用,最优化系统的总调度成本。为了加速求解该调度模型,提出了以识别起作用安全约束为特征的迭代求解算法。最后,通过基于IEEE-30节点系统和实际省级电网的算例分析验证了所提模型方法的有效性、高效性与实用性。     

考虑供热网储热特性的电—热综合能源系统优化调度

在电—热综合能源系统中,利用电力、热力系统的互补特性可提高系统运行的灵活性,从而提升系统消纳可再生能源的能力。电力系统和热力系统通过热电联产、电制热等发生耦合,文中考虑了热力系统中供热管道传输时间延迟和热损失等热动态特性,以及用户供热需求的柔性,建立了考虑供热网储热特性的电—热综合能源系统优化调度模型。算例1以IEEE 39节点电网和26节点热网耦合系统为例进行分析,结果显示所提模型可以通过能量时间平移,优化匹配电—热综合能源系统的源、网、荷,促进可再生能源高比例消纳;算例2则以海宁市尖山新区为例,分析了含高渗透率可再生能源系统中以集中供热拓展能源终端消费的效果。     

A coordinated dispatching strategy for wind power rapid ramp events in power systems with high wind power penetration

High wind power penetration poses a challenge for the dispatch of the power system when rapid ramp events occur. This paper proposes an optimal dispatching strategy against wind power rapid ramp events during peak load periods by coordinating generation units with different time intervals. Special attention is given to the definition of the wind power rapid ramp events considering operation conditions of the system. Then, the online prediction of wind power rapid ramp events and its influence on the spinning reserve procurement of the system is analyzed. Based on the principle of coordination among generation units with different time intervals, the optimal dispatch during peak load periods when wind power rapid ramp events occur is formulated as an optimization problem considering thermal generation units, the energy storage system, interruptible load and load shedding. To improve computational efficiency, the power output calculation of the generation units with different time intervals is decomposed. The results show that the proposed dispatching strategy is feasible for accommodating wind power rapid ramp events during peak load periods.     

协同电网安全性与经济性的新能源优先实时调度方法及应用

电网实时调度介于日内小时级滚动调度和秒级自动发电控制(AGC)之间,是在线调度过程中承上启下的重要环节。对新能源高占比电网,实时调度是提高电网实时调节能力和应对新能源陡升/陡降等强波动性的重要手段。实时调度本质上是带多重约束的多目标优化问题,需要兼顾多种实际需求,在基本不需要人工干预的条件下,分别以5 min和15 min为调度周期,在线自动、高可靠地给出可行合理的优化策略。文中提出一种安全性和经济性协同的新能源优先实时调度方法,采用多阶段推进决策,实现了不同场景下不同调度目标的协调,兼顾了消除断面拥塞、最大化消纳新能源、传统机组间出力公平分配、AGC备用容量可行等不同的调度需求。基于所提出的方法,开发了实时调度系统并在多个省级电网投运,实际运行结果证明了该方法的有效性。     

基于一致性理论的独立微电网分布式动态经济调度

独立微电网是提高可再生能源利用率的有效途径,动态经济调度是微电网系统运行的重要环节。文中给出了独立微电网动态经济调度模型,提出了一套基于一致性理论的分布式实现方法,各参与者依靠本地计算以及邻居间的少量信息交互实现系统优化。计算分为两个阶段:在第一阶段,各单元通过平均一致性算法获得全网信息,并以最大化利用可再生能源为目标预设可控负荷的用电计划;在第二阶段,各单元通过更新发电机或储能系统时段间的出力上下限,将原问题解耦为一系列单时段经济调度问题,再采用一致性牵引算法根据等微增率准则逐个计算每个时段的最优出力。通过仿真算例验证了所提模型与算法的有效性。     

基于电热分时间尺度平衡的综合能源系统日前经济调度

综合能源系统能够提高能源利用效率、促进可再生能源消纳,已成为能源领域的重点研究方向。如何实现多能源的联合规划、协同运行是综合能源系统运行的重要问题。在热电联供型综合能源系统中,电能可实现实时调度;而热能具有热惯性,其供需可能不满足实时平衡,可依据某一调度时段内的总量平衡进行调度。基于此,提出了考虑电-热分时间尺度平衡的综合能源系统优化模型,寻求最优热调度时间尺度以满足用户舒适度及系统运行经济性双重要求。所提模型中电能为实时平衡,热能为调度时间尺度内的总量平衡,通过电-热分时间尺度平衡提高了机组运行的灵活性。用户舒适度采用国际ISO标准热舒适模型,可更加人性化地反映供热效果。以某省某区域冬季典型日为例进行仿真分析,结果表明所提模型能够得到最优的热调度平衡时间尺度与调度计划,在满足用户舒适度的同时提高了系统的运行经济性。     

火电厂在线负荷优化分配系统的研究

针对国内火电厂负荷优化分配中存在采用非实时的煤耗特性曲线离线分配以及不能反应机组的实际运行状况等问题,开发了厂级在线负荷优化分配系统,并应用该系统对某电厂2×600 MW机组进行了负荷优化分配。应用结果表明,利用该系统得到的负荷分配方案经济、可行。     

基于DEA灵敏度分析的火电厂负荷经济调度

火电厂负荷经济调度可显著提高电力系统运行的经济性,针对调度时段负荷预测值与实际值出现偏差的实际情况,以火电机组的运行特性为基础并采用DEA灵敏度方法,建立基于DEA灵敏度分析的火电厂负荷经济调度新模型。为验证所建模型的合理性和有效性,以广西10个火电厂为例进行仿真分析,结果表明该方法能在兼顾火电厂整体效率最优情况下,根据负荷预测值和实际值间的偏差情况,对负荷偏差量进行再分配,实现预调度计划的合理修正,促进系统节能高效运行。