多目标优化分段竞标电力市场的研究

提出了一种兼顾污染物排放量最小和购电费用最小等多目标综合优化的电力市场分段竞标新模型。采用2种算法求解该模型：一是模糊算法．即首先分别求解各单目标分段竞标模型,接着将各目标函数模糊化,然后采用最大满意度法将多目标问题转化为新的单目标分段竞标问题,由此求得兼顾多目标的竞标结果;二是目标函数转化为约束算法,即将污染物排放量作为约束构成新的购电费用最小分段竞标模型。算例仿真结果表明了该模型的有效性。也表明该模型不仅具有分段竞标的优点,还可使经济、环保等多目标综合优化,从而体现竞标机组多因素贡献的公平性。     

燃用神华煤火电厂近零排放技术路线与工程应用

目前火电行业耗煤量约占全国能源消费总量的50%,是大气污染物的重要来源之一。为了更好地实现火电厂大气污染物的近零排放,减轻环境污染,通过对近几年火电厂及全国烟尘、二氧化硫、氮氧化物等污染物的排放量进行对比,分析了火电厂大气污染物减排的必要性和近零排放的概念,特别针对神华煤低灰、低硫、低氮和低汞等特性,研究了火电厂多环节协同除尘、高效脱硫和锅炉低氮燃烧与SCR联合脱硝等集成技术,形成了燃用神华煤火电厂大气污染物近零排放的技术路线和工程应用成果,对实施燃煤电厂大气污染物近零排放具有示范意义。     

电站制造企业挥发性有机物的减排与分析

挥发性有机物是大气污染物之一,污染物排放量的增加,是空气能见度下降和雾霾天数增多的重要原因。在电站制造企业的涂装工序中,挥发性有机物的排放已成为重大的污染源。根据污染物的排放来源,利用"现状树"进行了果-因-果分析。提出了减少污染排放的方法,有助于强化企业对污染源的管控力度。通过改进涂装工艺,切实削减挥发性有机物的排放总量,才能改善环境空气质量。     

我国修订火电厂大气污染物排放标准

环保总局和质检总局联合发布了新修订的《火电厂大气污染物排放标准》,提出到2005年和2010年火电厂应执行的SO2和烟尘排放限值,这有利于火电厂根据自身情况采取相应的控制措施。新标准对不同时期的火电厂建设项目分别规定了对应的大气污染物排放控制要求,与原有标准相比,新标准明确了我国火电厂大气污染物的排放控制目标。以SO2为例,中国环境科学研究院的研究表明,从长远看,我国SO2的排放量应控制在12郾0Mt/a,其中电力行业排放SO2应控制在5.5Mt/a以下。眼摘自《中国电力》2004,(5)演我国修订火电厂大气污染物排放标准     

基于改进粒子群算法的电力系统有功调度

针对电力系统有功优化调度,提出了一种改进的粒子群算法,该算法考虑了火电厂的煤耗量,污染物排放量,以及线路损耗等,通过分别求解各个单目标优化问题和定义各单项目标的隶属度函数,把多目标优化问题转化为单目标优化问题,从整体上降低电力系统的发电成本。该算法以标准粒子群算法为基础,对其参数进行了改进,并对其搜索速度加以限制。将其应用于电力系统的3机组模型,算例仿真结果表明该算法节省了收敛时间,具有收敛速度快,计算精度高的优点。     

计及频率变化的异步迭代分布式动态潮流

为便于分布式调度员培训仿真系统（DTS）中分布式潮流算法的应用,提出了一种计及频率变化的基于异步迭代的分布式动态潮流算法。该算法将互联系统采用协调层一子系统、发电机单元一网络单元2个不同层次的模型来表示。在上级调度中心建立协调层,由发电机单元实现频率变化时电网不平衡功率在各子系统发电机节点和负荷节点之间的分配,并进行频率仿真;在网络单元采用基于异步迭代模式的分布式算法进行全网的分布式潮流计算,通过网络单元与发电机单元之间的交替求解,求得全网频率变化仿真与潮流分布。以IEEE118节点扩展系统为例,对所提出算法进行验证,结果表明该算法能够准确地仿真分布式系统的频率变化并求解全网潮流分布。     

大型发电机微机失步保护的研究

为克服间接反映发电机功角的传统失步保护所存在的问题,介绍了一种利用发电机调速系统来直接测量发电机功角的方法。提出了利用微机实现此方法的算法,并对此算法的精度进行了数字仿真分析,给出了算法所带来的误差,表明这种算法精度较高。基于此方法实现的大型发电机微机失步保护与传统的失步保护相比,物理概念明确,并且对失步的判别更加精确。目前,基于此方法的新型微机发电机失步保护已在研制之中。     

考虑大气污染物时空分布控制的多时间尺度协调多目标优化调度策略

该文提出了一种考虑大气污染物时空分布控制的多时间尺度协调多目标优化调度策略。首先,构建一种考虑大气边界层影响的污染物时空分布计算模型,可基于气象预报信息估算出火电厂污染物的时空分布情况;然后,采用"日前–日内滚动"的调度框架,提出一种考虑大气污染物时空分布控制的多时间尺度协调多目标优化调度模型,同时减少发电成本、碳排放及火电厂造成的大气污染;此外,充分利用大气环境的自净能力,提出一种考虑大气环境容量裕度的多目标决策方法。改进的IEEE 39节点系统和广东电网的仿真结果表明:该策略不仅可有效减少火电厂造成的大气污染,还可根据气象条件及背景浓度的变化实现多个目标之间的动态权衡,实现了真正意义上的经济、环保电力调度。     

基于人工蜂群算法的电力系统最优潮流

针对电力系统中最优潮流问题,提出以系统有功网损最小、发电总成本最低、污染物排放量最小作为最优潮流计算的优化目标,在最优潮流计算过程中对多目标函数进行加权处理。在多目标的最优潮流求解问题上,提出采用人工蜂群算法进行求解。通过对IEEE14标准测试系统的仿真计算,结果表明所提出的算法及所建的模型对电力系统最优潮流计算是有效的。     

基于改进IEEE算法的发电机出口断路器选型计算

发电机出口断路器价格昂贵,而发电机出口短路电流计算会直接影响断路器选型。对IEC标准及IEEE标准中关于计算发电机出口短路电流的方法进行了介绍,并基于IEEE算法提出了改进算法,增加了3种运行工况下的短路电流计算。结合具体算例对3种方法进行了比较,为GCB选型提出了参考性意见。     

含分布式发电的配电网无功优化

研究了含风力发电的无功优化模型，介绍了包含分布式发电的配电网无功优化。当大量风力发电注入电力系统时，风力发电机随机输出功率引起配电网潮流大小、方向频繁变化，干扰了系统原有电压调节装置正常运行。为克服电压波动，保证系统电能质量，文中引入静止无功补偿器（SVC）作为配电网补偿设备，并考虑配电网中可控制无功输出的柴油发电机的无功贡献，以有功能耗费用、SVC安装费用、柴油发电机无功生产费用为目标函数，建立了含分布式发电的配电网无功优化模型。针对由蒙特卡罗仿真得到的不同风力发电状态，在实际算例中应用遗传算法确定各状态下SVC最优安装位置、输出以及可控制无功输出的分布式电源的最优输出结果。     

抽水蓄能-火电调峰优化对污染物处理成本影响分析

受经济下行影响,火电平均负荷率不断刷低,调峰能耗随之陡增。对抽水蓄能与火电机组联合调峰对污染物处理成本影响定性分析,建立了考虑污染物处理成本的抽水蓄能与火电机组联合调峰优化模型,依据混合整数规划原理,对仿真计算模型进行了求解。结果表明：一个日调峰周期内,抽水蓄能与火电机组两班制联合调峰运行可有效降低脱硝、脱硫、烟尘处理成本以及碳排放成本和发电总成本,与低负荷调峰方式相比,可有效解决因脱硝系统入口温度过低而退出运行的问题,故对其成本影响更加明显,证明了在充分考虑污染物处理成本的前提下,抽水蓄能与火电两班制联合调峰方式可有效解决当前火电机组调峰能耗较高的问题,验证了所建模型及方法的合理性和实用性以及区域系统调峰期污染物超低排放的可达性。     

电力市场环境下含风电机组的环境经济调度模型及其仿真

电力市场环境下的传统经济调度不考虑环境补偿因素。文章在传统经济调度的基础上，考虑各机组和各种能源的环境成本，提出了火电机组名义环境补偿成本，用电方不需实际支付费用，发电方排污特性越好，火电机组的名义环境补偿成本越低；同时考虑了风电备用容量补偿成本，反映风电接入系统后火电热备用容量的变化；建立了电力市场环境下含风电机组的环境经济调度模型。基于Matlab优化工具箱，对一个包含2个火电机组和1个风电机组的系统进行优化仿真，结果表明：基于所提出的模型，环境友好的发电机组或能源将获得更大的调度权重。     

以节能调度为导向的发电侧与售电侧峰谷分时电价联合优化模型

针对中国现阶段还未全面执行电力竞价上网的实际情况，以节能调度为导向，基于需求侧响应，考虑发电机组的上网电量及其在峰、平、谷时段的电量分配问题，在保证发、供、用三方均能从峰谷分时电价中受益的前提下，以实施峰谷分时电价后平均发电能耗成本最低为目标函数，建立发电侧与售电侧峰谷分时电价联合设计的优化模型。在建模过程中，根据各类机组在发电过程中所排放污染物带来的经济损失，为发电机组设置环境价值参数，并给出环境价值参数的确定方法。最后，应用遗传算法给出该优化模型的求解步骤。算例结果表明该优化模型的可行性和有效性。     

基于总体协调满意度的水火电力系统多目标短期优化调度

水火电力系统多目标优化调度符合国家节能减排的政策导向,在考虑整个系统梯级水电站发电效益最大化、火电机组发电成本最小化和梯级水电站发电用水最小化的目标同时,考虑了火电机组二氧化碳排放最小化的优化目标。针对水火电力系统短期优化运行调度中目标函数的权重处理困难的因素,采用一种基于目标函数总体协调满意度的处理方法,通过采用自然选择机制策略和异步学习因子策略提高算法的性能。以5个梯级水电站和4台火电机组组成的水火电力系统为实例进行计算．优化仿真计算证明了所提出的优化调度模型和求解算法具有可行性和适用性。     

抽水蓄能电站及其系统运行优化的概率模拟算法

在随机生产模拟中运用负荷曲线分解技术和动态规划方法,提出了抽水蓄能电站及其系统运行优化的概率模拟算法。该算法以系统发电运行成本与缺电损失之和最小为目标,满足了电站水库蓄水及库容限制条件和日或周的抽水-发电循环电力电量平衡条件,计及了抽水蓄能电站在抽水和发电方式下随机停运的影响。算例证明了该算法的可行性,并且可在电源规划、发电计划和系统运行优化中更准确地模拟、分析和优化抽水蓄能电站及其所在系统运行状况。     

大规模风电接入下的火电机组灵活性改造规划

风力发电具有极强的随机波动性,大规模风电的消纳需要火电提供辅助服务。然而,中国的火电机组普遍存在总量富余但灵活性不足的问题,严重限制了风电的消纳。文中构建了考虑火电机组灵活性改造的电力系统长期调度模型。考虑到该模型是具有多时间维度耦合特征的大规模优化模型,利用Benders分解算法,将原问题分解成关于灵活性改造的投资主问题与不同改造方案下的各调度时段的运行子问题,从而实现了对具有多时间维度的大规模优化问题的高效求解。算例分析显示,所构建的模型能够在提升电力系统运行经济性的同时促进高比例风电消纳。     

An Active Power Allocation Method for Wind-solar-batteries Hybrid Power System

In this article, an active power allocation method based on multi-objective optimization technique for wind-solar-batteries hybrid system (WSBHPS) is proposed. The problem of active power allocation of WSBHPS is formulated as following multi-objectives: minimizing of error between the output power of WSBHPS and desired power from the grid, minimizing start/stop switch number of power generation units, and maximizing the utilization of the regulation ability of wind turbines. The short-term power prediction of wind and solar power is utilized to quantify the available output power of each generation component, which is taken as constraint conditions of optimization problem with state of charge (SOC) of the batteries. The pattern-search algorithm is utilized to solve the multi-objective optimization problems. The proposed method is illustrated by implementing it to the active power allocation of a WSBHPS in simulation. The simulation results demonstrate that the proposed method has better active power output performance and less fluctuating rate compared with conventional average method. This method not only could maintain the SOC of batteries in an appropriate range, but also could reduce the on-or-off switching number of wind turbines and PV modules.     

电力行业污染物排放权交易模型

为了实现排污配额的优化配置,以某一区域的电力行业为例,基于电力企业运营资源费用、发电成本、污染物治理成本、污染物减排绩效、污染物排污交易价格以及污染物排放配额等因素,构建主要大气污染物（SO2、NOx、CO2）排污交易优化模型,采用多情景分析方法,对比分析各因素对电力行业污染物交易以及电厂运行的影响.结果表明,改变排放配额的交易价格和政府的绩效价格,各电厂的电力生产量以及区域的外购电量不变,但各电厂污染物的交易状况发生改变,出现多种交易类型.该模型能够有效解决区域环境治理及电力行业污染物减排问题,实现对区域污染物排放总量和优化能源结构的有效控制,为未来区域能源规划、区域环境质量改善、电厂运行优化以及建立区域污染物排放交易机制提供参考.     

发电厂多时段最优经济调度系统研究

为了根据负荷预测结果确定发电厂各机组的启停及出力计划,在解决了模型建立、优化算法确定等关键技术的基础上,建立了多时段最优经济调度系统。该系统综合考虑了发电运行成本和污染物排放费用,目标函数为总成本最低,其主要功能包括实时与历史功率曲线、基本信息查询和修改、计划负荷导入、经济调度执行、调度结果展示、报表生成、个人设置及系统管理等功能。系统的建立为发电厂的节能减排发挥了积极作用。