基于异质能源多时间尺度互补的动态经济调度策略

大规模新能源并网给电力系统的经济调度带来了巨大的挑战,构建互补系统联合运行可有效地提升电网对新能源的消纳能力,但是目前单一的互补系统日前调度模型没有考虑互补系统实际的互补及平抑效果。为此,提出了一种基于风光水火多时间尺度互补的动态调度策略。利用异质能源之间的互补特性将风、光、水打捆成虚拟电源(VP),并定义负荷跟踪指标表征VP对负荷的跟踪能力,使VP出力能很好地追踪负荷曲线。建立含日前24 h计划、日内4 h滚动计划以及实时15 min计划在内的多时间尺度互补协同调度模型,设置滚动修正的弃风弃光约束,使前一尺度调度计划中弃风、弃光量更大的时段在下一尺度调度计划中具有更大的弃风、弃光上调裕度,利用不断更新的预测数据,滚动修正日前调度计划,从而始终保证VP对负荷的良好追踪,实现互补效果的最大化。通过算例验证了所提调度策略能够有效地提升互补系统实际的互补和平抑效果、减轻调度压力并且降低发电费用。     

考虑柔性负荷的风光储微电网多时间尺度优化调度

基于极限学习机算法预测风光储功率以及柔性负荷功率,从时间角度出发,先制定日前优化调度,根据实时预测结果对日前优化调度结果采用粒子群算法进行滚动优化,其优化调度的目标为成本最低、网损最小。仿真结果表明：考虑柔性负荷的调峰能力、多目标函数、多时间尺度的优化调度方法能够有效提升含风光储综合能源的经济效益、社会效益,增加了可再生新能源发电的消纳能力,为源荷共同参与削峰填谷协调调度提供了参考。     

基于时空互补特性的多能源源荷协调优化调度

传统的能源利用方式已无法解决高比例可再生能源并网问题。对此,本文利用多种能源之间的时空互补特性,将风、光、水、火与抽水蓄能、高载能负荷协调优化调度,建立以系统运行成本最小、可再生能源消纳最大化和净负荷波动最小为目标的多能源电力系统源荷协调双层调度模型,并采用改进的蝗虫优化算法和粒子群优化算法分别对上、下2层优化调度模型进行求解。通过对比算例中4个调度情景的计算结果,得出所提调度策略能够减小系统净负荷的波动性,提高新能源消纳水平,实现系统的经济运行,验证了该模型和所改进的算法的有效性。     

计及价格型需求响应的水风光互补短期调度

随着风光并网规模不断增加,仅在电源侧利用水电等调峰资源难以满足大规模风光并网需求。为此,本文在负荷侧引入价格型需求响应技术优化日负荷曲线,以源荷匹配度最高,弃电量最小为目标,建立了考虑价格型需求响应的水风光多能互补短期优化调度模型。同时为降低模型求解难度,将其解耦为两个单目标优化问题分阶段求解,最后将模型应用于金沙江下游乌东德水电站和昆明、玉溪两地风光电站互补联合发电研究中。结果表明：价格型需求响应技术对负荷曲线具有明显的削峰填谷效果,不仅可以提高水风光多能互补系统的源荷匹配程度,还能促进风光消纳,增加水风光联合总发电量。该结果论证了模型的有效性,为提高电网大规模消纳新能源提供了新思路。     

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。     

考虑柔性负荷和阶梯型碳交易的低碳经济优化调度策略

为提高可再生能源的利用效率、促进风光消纳并且降低碳排放量,构建一种考虑柔性负荷和阶梯型碳交易的低碳经济优化调度模型。将柔性负荷纳入系统调度计划,通过调控柔性负荷弥补因风光出力不确定性造成的功率缺额,进一步促进系统风光消纳。以系统综合运行成本最小为目标函数,并引入阶梯型碳交易机制,实现系统低碳经济运行。采用Yalmip工具箱和Cplex求解器对模型进行求解,并设置3种场景对比分析所提优化调度策略的有效性。算例仿真结果表明,调度模型能够兼顾安全性、经济性和低碳性,系统弃风弃光量显著减少,负荷峰谷差明显缩小。     

考虑火电深度调峰的风光火储系统日前优化调度

深入挖掘火电机组深度调峰能力、实现风光火储多能互补运行是应对规模化新能源并网消纳的重要手段。提出火电机组深度调峰和爬坡成本、污染物惩罚成本、储能系统运行成本及新能源弃电惩罚成本的计算方法,建立了考虑火电深度调峰的风光火储系统日前优化调度模型。分别以风光出力最大、净负荷波动最小和系统运行成本最低为优化目标,并设定火电机组的不同调峰深度,对含高比例新能源的风光火储系统在典型日的优化调度策略进行仿真计算。结果表明：所建立的模型能够满足不同优化目标下的风光火储优化调度策略计算;通过提升火电机组深度调峰能力,可有效降低新能源弃电率。     

电热联合系统多时间尺度滚动调度策略

"三北"(西北、华北、东北)地区热电、风电并存,电、热负荷与风电功率预测精度对电热联合调度影响较大。考虑到电负荷、热负荷及风电预测精度随预测时间的缩短而提高,采用滚动调度可以逐级降低预测误差对调度计划的影响,提高调度精度。结合二级热网电锅炉分布式日调峰的消纳弃风方案,提出了电热联合系统多时间尺度滚动调度策略,建立了日前、滚动、实时三个时间尺度调度计划的调度模型。提出了一种通过粒子自调节提高可行解比例的改进粒子群算法,加快了算法的寻优速度,并对比分析了不同时间尺度调度计划风电消纳情况。算例分析表明,单一的日前调度计划与实际参考计划偏差较大,而通过滚动修正、实时调节后的实时调度计划能够提高电网对风电的接入能力,有效跟踪负荷曲线。     

计及源-荷不确定性的高比例可再生能源系统协同优化运行

在含高比例可再生能源的电力系统中,由于风光出力的波动性和随机性,增加了电力系统协同优化运行的困难。首先通过拉丁超立方抽样进行风光、负荷实时出力的场景生成,再依据欧氏距离进行样本削减,将不确定性问题转化为场景分析问题。在此基础上分析不同用户类型在不同时间尺度的调度补偿策略,引入了由电价型和激励型需求响应组成的互补机制。以系统运行的经济性最高为目标,对比分析了不同调度策略下的可再生能源消纳率。算例表明计及源-荷双重不确定性后,所提策略能更好地平抑负荷曲线,提高风光消纳率,实现高比例可再生能源电力系统的协同优化运行。     

水轮机顶盖联接螺栓疲劳寿命研究

为提升风光水火蓄多源互补运行的经济性,计及不同类型电源的调峰特性,提出一种基于改进免疫蚁群算法的风光水火蓄多源互补优化调度策略。以火电机组的煤耗成本和启停成本、水电机组的发电成本、抽水蓄能的运行成本以及弃风弃光惩罚成本最低为优化目标,构建了风光水火蓄多源互补优化调度模型;提出改进的免疫蚁群算法对调度模型进行求解,改善了人工蚁群算法易陷入局部最优解的缺陷;通过夏、冬季典型日不同装机容量的抽水蓄能的算例仿真,表明所提模型可以充分利用抽水蓄能机组的“削峰填谷”以及能源之间的互补性,实现降低火电机组煤耗、新能源全额消纳、利用柔性电源调节的目的。     

考虑可再生能源不确定性的风-光-储-蓄多时间尺度联合优化调度

提出一种计及可再生能源不确定性的风电、光伏、电化学储能和变速抽水蓄能电站多能互补协同的优化调度方法。考虑电化学储能和变速抽水蓄能电站的互补调节特性,建立风-光-储-蓄联合运行的多时间尺度调度架构。在日前调度阶段,考虑风电和光伏出力的相关性,生成基于生成式对抗网络和峰值密度聚类算法的日前风光联合出力典型场景,综合考虑风光出力的不确定性和抽水蓄能电站与电化学储能的容量特性,建立面向调峰需求的随机优化日前调度模型;在日内优化阶段,以最小化弃风弃光与电网备用电能为目标,构建变速抽水蓄能电站出力修正方法,制定电化学储能日内调度计划;在实时校正阶段,基于模型预测控制方法,以日内优化调度结果为参考,对电化学储能出力进行精确控制,最小化风光预测误差的影响。算例分析结果表明,所提方法可以有效减小电网负荷峰谷差,平抑风光联合出力波动,提升可再生能源消纳率。     

基于IGDT的含光热电站电力系统多源联合调度策略

光热电站出力灵活、可调度性强,可作为调节资源参与多源联合调度,但现有调度方案缺乏考虑风电、光照功率及负荷等多参量不确定性对系统运行的影响,使得决策面临运行风险。为此,提出了一种基于信息间隙决策理论(Information Gap Decision Theory, IGDT)的多源联合调度策略。分析了光热电站运行特性及系统多源协调机理,根据风电功率、光照强度和负荷需求的不确定性特征,建立了多源联合鲁棒调度模型和机会调度模型,并给出了整体调度策略流程。通过调整模型的水平因子值,可实现不同风险下的多源联合优化调度决策。算例结果表明,该策略能充分量化不确定性因素对调度运行的影响,提升系统运行的经济性。     

促进风电消纳的蓄热罐运行策略

热电厂中配置蓄热罐有助于改善其调峰能力和提高风电接纳水平。鉴于蓄热罐的引入一定程度上增加了电厂调度的难度,提出了基于双线性模型的调度策略以开展热电机组与蓄热罐的协调运行。所提调度策略中采用了蓄热罐运行状态的预判方法,并重点应用了弃风率和成本增长率的技术指标,通过调整电出力以减小弃风,控制热出力以降低运行成本,并进一步考虑风电的不确定性,制定了最优调度方案。算例分析表明,所提调度策略能够高效利用蓄热罐的蓄放热能力,提高风电接纳量与优化机组成本。     

基于改进BBO算法的风电-水电互补优化运行策略

为平抑风电的出力波动,同时考虑到风电与水电具有良好的互补性,提出风电与梯级水电站的互补优化运行策略。鉴于风速的不确定性,将风电出力视为随机变量,从兼顾风电-水电互补运行的稳定性与经济性、保证后续发电能力的角度出发,建立基于机会约束的多目标随机优化模型。采用引入余弦型迁移模型、差分进化算法的变异策略以及动态非均匀变异算子的改进生物地理学优化算法(Biogeography-based Optimization,BBO)求解优化模型,并结合随机模拟技术求解机会约束。通过基于风电预测与径流预测的分时段动态滚动决策,来不断修正风电与水电的后续运行方式,进一步提高互补运行的可靠性。以一个大型风电场和一个三级梯级水电站互补运行为例验证了所提模型、算法以及策略的可行性和有效性。     

计及核电风险量化的多源互补调峰调度方法

为了应对大规模可再生能源并网造成的电力系统灵活经济调峰难题,本文提出了一种计及核电风险量化的多源互补调峰调度方法。首先,分析核电低负荷的调峰机理,并考虑其调峰风险量化指标,从而实现核电的经济安全运行;然后,以总运行成本最低为优化目标,在目标中权衡弃风光损失和不同电源参与调峰增加的发电成本,建立含风、光、火、核、抽蓄的多源互补调峰调度模型,并对模型进行求解;最后,实际算例证明了所提优化调度模型的有效性。算例结果表明,与火电调峰、无储能参与的核电调峰相比,所提模型可减少弃风弃光量94.17%,碳排放下降1.24%,进而验证了多源互补模式不仅可提升高比例风光电网调峰能力,而且可实现多源互补系统的低碳经济运行。     

光热-风电联合运行的电力系统经济调度策略研究

针对大规模并网风电出力的随机性、波动性以及反调峰特性给电网调峰和调度带来的影响,采用含储热的光热发电系统与风电联合运行的调度策略。利用光热与风电出力的互补性及储热的可调度性平抑风电出力波动,减小电网负荷峰谷差,降低火电调峰的成本,减少弃风。基于光热电站的运行机理分析,建立光热-风电联合系统的电网调度模型。采用粒子群算法对模型进行求解,实现经济调度的优化。通过仿真算例分析验证调度策略及模型的可行性和合理性。     

计及综合需求响应的电热集成系统优化运行

针对我国“三北”地区供暖季弃风严重问题,提出一种计及综合需求响应（CDR）的电热集成系统（IETS）优化调度策略。基于电量电价弹性矩阵构建实时电价需求响应模型以引导用户错峰时移用电;考虑到热用户对供热温度感知的模糊性,将其作为热能需求响应参与调度,分析并阐述电热需求响应促进风电消纳的机理;通过多场景分析刻画新能源预测的不确定性,计及系统安全运行约束,以系统总运行成本最小优化求解日前调度决策与旋转备用容量安排。最后,通过典型算例对比不同模式下的调度策略,验证了提出的计及CDR的优化调度策略能够开阔风电上网空间和提高系统的经济性。     

考虑源荷协调的含储热光热电站和风电系统的日前-日内调度策略

为提高电力系统风电消纳能力,结合源荷两侧的可调节资源,提出含储热光热电站和风电系统的日前-日内调度策略。首先,根据含储热光热电站能量时移特性以及居民用电负荷响应时间长的特点,结合价格型需求响应,以系统运行成本以及日前弃风量最小为目标,构建日前调度模型;其次,根据考虑含储热光热电站的灵活调节能力以及高载能负荷响应时间短的特点,结合日前调度计划与日内风电预测,以系统日内调节成本与日内弃风量最小为目标,构建日内调度模型。算例结果表明：本文所提调度策略能够充分利用现有源荷两侧可调节资源及其特点,在促进系统风电消纳的同时,降低了系统成本。     

计及条件风险成本的含EH-CSP电站多源发电系统优化运行

随着风电场接入电网的规模不断扩大,风电出力的不确定性给电力系统调度带来巨大的挑战.利用太阳能光热发电(concentrating solar power,CSP)良好的调节能力以及电加热装置(electric heater,EH)的风电消纳能力,平抑风电出力的波动性,并采用条件风险价值(conditional valu...