考虑火电机组多阶段状态转移的高比例风电电力系统多资源调度模型

高比例风电接入加大了电力系统调峰压力。为提高系统接纳风电的灵活性和经济性,文章计及储能、需求响应等柔性资源参与建立了多资源调度模型,并针对火电机组启停阶段的运行特征,借鉴状态流分析方法,将火电机组启停阶段运行状态转移子模型嵌入多资源优化调度模型中。算例分析表明研究成果可以精细优化制定火电机组深度调峰和启停调峰调度指令,分析储能和需求响应资源的调峰效益,为多资源参与的辅助服务管理办法、补偿标准等相关研究提供决策分析工具。     

考虑火电调峰资源协调优化的广西调峰辅助服务市场实践

为充分激发火电机组调峰意愿,促进水电等清洁能源的就地消纳,中国南方电网在中国广西试点区域内实施首个省级调峰辅助服务市场.文中重点介绍了广西调峰辅助服务市场的交易品种、交易组织形式、出清模型和方法、结算分摊机制、工程化问题及处理方法.出清模型除考虑常规深度调峰和启停调峰资源外,还考虑了机组启停调峰热备用的调用,充分挖掘了火电机组的调峰潜力.同时,约束条件考虑了机组的启动和停机过程,更符合火电机组实际调峰特性.基于文中模型和方法研发的技术支持系统已在广西调峰辅助服务市场投入实际运行.算例分析及运行实践表明,所提模型和方法是有效的且研发的技术支持系统能满足实际工程需要.     

电网年度发电量计划滚动分解优化方法及应用

介绍了区域及省级电网发电计划编制方式和业务需求,结合国内外中长期发电计划编制已有的研究成果,提出了一种考虑年度计划完成率、启停成本和计划负荷率均衡的年度发电量计划滚动分解优化方法,根据年度发电量计划完成情况,优化常规机组在未来计划时段启停计划和发电负荷率,并为月、周、日的进一步精细化调度计划提供发电量计划目标。在某省级电网中的应用实例分析表明,该方法可为调度中心提供满足年度发电量完成率与电网安全的切实可行的机组停备计划和月、周、日发电量计划,并为新能源消纳和短期电力交易预留空间,从更大时间范围实现对电厂发电量完成进度的跟踪与调控。     

火力发电厂机组深度调峰运行的自启停控制优化

常规方法设置调峰机组约束条件时,忽略了机组出力时长的约束,导致调峰机组启停后,电网峰谷差率较高、日负荷率较低,对此提出火力发电厂机组深度调峰运行的自启停控制优化方法。将参与深度调峰的火力发电厂机组自启停过程划分为6个阶段,采用线性损失因子法,计算火电机组启停能耗目标函数,设置机组发电出力约束条件,包括爬坡能力、发电量、出力时长,构成火力发电厂机组自启停模型,再采用遗传算法,求取模型最优解,得到机组自启停各个阶段的最优控制时间,完成调峰机组运行优化。以某火力发电厂的电力系统为例,选择近期典型日的火电机组实际开机情况作为基础数据,设置对比实验,结果表明该设计方法完成了自启停控制,减少了电网峰谷差率,提高了日负荷率,调峰效果更加明显。     

考虑附加成本的燃气机组深度调峰及电力系统能源效率

由于新能源出力的随机不确定性及源荷分布的不平衡,区域电力系统的调峰压力日益加大,利用燃气机组深度变负荷能力进行调峰是解决该问题的一个思路。分析了中国现有燃气机组的调峰能力,针对燃气机组深度变负荷调峰与启停调峰这两种深度调峰方式,研究了燃气机组深度变负荷调峰过程中的附加成本,提出了其参与系统调峰控制的全过程调峰成本。在全额接纳风电的基础上,以系统发电成本最小为目标,建立了考虑燃气机组附加成本的电力系统经济调度模型。进而从经济、社会、环境角度建立电力系统能源效率指标,评估燃气机组参与深度调峰的经济性与可行性。以某实际电网为实例进行仿真验证,结果表明综合考虑系统能源优化与环境因素,在非采暖期采用燃气机组深度调峰具有合理性;同时需要建立考虑燃气机组附加成本的经济调度机制,以提高电力系统的整体能源效率。     

协调中长期市场交易计划与日发电计划的周机组组合策略研究

针对飞速发展的中长期市场化改革中如何协调中长期市场交易计划和日发电计划的问题,提出了以机组启停费用最小为目标的周机组组合方法,以承接中长期交易计划电量履约要求和节能减排优先级,并为日发电计划留足优化空间。决策模型以中长期计划的市场效益和节能减排效益已充分优化为前提,考虑电量完成进度约束、启停连续性约束和开机充裕度约束,针对最新的电网运行信息和系统平衡偏差,优化最佳的机组组合调整量。最后,以某省实际数据为基础构造算例,验证了该方法的可行性。该方法有利于降低机组再组合成本,最大限度地继承中长期计划的社会效益和环保效益。     

计及需求响应与火电深度调峰的含风电系统优化调度

随着风电等新能源接入比例的不断上升,对电力系统运行灵活性提出了更高的要求。基于此背景,从源荷灵活性提升入手,在需求侧通过分时电价及可中断负荷手段引导用户主动优化负荷曲线,以缓解风电的反调峰给系统带来的调峰压力;基于目前的火电机组深度调峰技术,提出了考虑机组低荷疲劳寿命损失及投油成本的深度调峰出力模型;建立了计及需求响应与火电机组深度调峰的含风电系统优化调度模型。以改进的IEEE 118节点系统为例,进行了多种场景的仿真计算分析,结果表明需求侧资源与火电机组深度调峰手段能够有效提升系统的新能源消纳能力,验证了该模型的有效性。     

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。     

基于场景分析的含风电系统机组组合的两阶段随机优化

风电场输出功率具有随机性、间歇性的特点,其大规模并网发电使电力系统的调度决策面临着新的挑战。在此背景下,以日前调度为研究对象,提出了一种解决含风电系统机组组合问题的两阶段随机规划方法。该方法将发电机组的启停决策及启停决策下机组的发电计划制定视为两个阶段的决策问题,第一阶段决策对应机组启停,旨在寻求给定条件下具有最小启停成本的机组组合方式,而第二阶段决策则用于评估随机条件下已制定机组启停计划所对应次日机组运行成本的期望值,方法通过对两个阶段决策问题的统筹考虑,最终确定出机组的最佳组合方式。采用场景树模拟日前风电场输出功率预测误差的时间分布特性,并利用场景缩减技术实现在较高计算精度下模型复杂度的降低。通过对某实际26节点11机系统的分析计算验证了所提出方法的有效性。     

考虑不同电源运行特性的电网有偿调峰辅助服务需求计算方法

不同类型电源因运行特性不同,造成装机结构、开机方式下电网的调峰能力不同。电网有偿调峰辅助服务需求是调峰辅助服务市场交易的标的,准确计算不同时段的调峰需求对高效组织调峰辅助服务市场具有非常重要的作用。首先分析了不同类型电源在调峰能力上的差异,重点分析了水电、燃气等灵活启停的电源进行启停调峰的要求和限制;考虑不同电源运行特性要求,提出了考虑不同类型电源运行特性的电网有偿调峰辅助服务需求计算方法;最后基于IEEE-30节点系统构造算例验证了方法的有效性。     

计及需求响应的电动汽车充电站多时间尺度随机优化调度

电动汽车充电站源-荷资源优化互补与多时间尺度协调配合,能够降低充电站运营成本,减小源-荷随机性对系统调度策略的影响。提出一种计及需求响应的电动汽车充电站多时间尺度随机优化调度模型。在日前阶段,以日运行成本最小为优化目标,采用条件风险价值(CVaR)度量不确定性风险。同时引入价格型和激励型需求响应优化充电站净负荷曲线,构建了计及运行风险约束的充电站多场景优化调度模型。在此基础上,以日前期望值调度策略为参考,提出基于模型预测控制(MPC)的电动汽车充电站日内滚动优化和反馈校正控制方法,从而降低净负荷预测精度不足对优化决策的影响。最后,以某实际电动汽车充电站为算例进行仿真分析,验证了所提模型的可行性,并分析了需求响应以及不确定性风险偏好对充电站运行的影响。     

考虑源荷功率随机性和相关性的主导节点选择与无功分区方法

为保持自动电压控制(AVC)系统的可靠运行,无功分区方案需适应较长时间段内源荷功率的随机变化.为此,提出一种考虑源荷功率随机性和相关性的主导节点选择与无功分区的协调优化方法.模型考虑了源荷功率的随机性和相关性及其变化时无功分区的平衡要求,并提出了考虑分区最大无功需求的场景压缩技术以实现源荷功率典型场景的模拟;采用基于目标相对占优的免疫遗传算法对模型进行求解.以IEEE 39节点系统仿真验证所述方法的有效性,仿真结果表明分区方案可以充分满足源荷功率随机变化下的无功平衡要求.     

考虑能量-辅助服务下的园区综合能源系统多时间尺度优化模型

在“双碳”目标下,构建以新能源为主体的新型电力系统必将推动用户侧参与能量的实时平衡调控。在具有冷、热、电、气多能运行的综合能源系统中,通过结合多种可调资源的辅助调节,协调内部运行策略以支撑和响应电力系统的实时平衡,可促进园区的经济用能及地区新能源消纳。为此,以综合能源系统为视角,提出考虑能量-辅助服务市场环境下的多时间尺度优化模型,通过向电网提供调峰调频等辅助服务以优化园区的用能成本,通过等价线性化的方法求解非线性规划问题。仿真算例分析表明：在所提优化模型下,园区以多能协调互补实现经济用能的同时,通过参与调峰、调频辅助服务有效促进地区新能源消纳及实时平衡。     

基于多时间尺度需求侧响应模型的网损优化方法

合理利用需求侧响应可以提高和优化配电网经济运行水平,降低电网网损。针对中长期需求响应特性及短期需求响应特性进行研究,提出了基于多时间尺度需求侧响应模型的网损优化方法,选择了粒子群算法作为优化算法,基于编制的潮流计算程序,加入了一定的约束条件,对IEEE 30节点的配电网进行算例分析,仿真结果较好地验证了所提出的基于多时间尺度需求侧响应模型的网损优化方法的可行性和有效性。所提方法主要是为网损优化提供了新思路,有助于电力企业提高经济效率。     

计及新能源预测不确定性的跨区域日前—日内调度模型

为简化现有直流线路运行等效模型,精细化地对新能源跨区消纳进行仿真,构建了直流线路输送功率增量模型。为应对两区域新能源预测不确定性对新能源跨区消纳的影响,利用基于场景分析的随机优化模型和多时间尺度滚动优化思想建立了计及新能源预测不确定性的跨区域日前—日内调度模型。利用自回归滑动平均模型、场景缩减技术和场景组合构建描述两区域新能源日前预测不确定性的场景集,建立日前随机优化模型,求取统计意义上新能源弃电最小的两区域机组启停计划和直流线路输送计划;基于新能源日内预测数据,建立日内调整模型滚动优化两区域机组发电计划和直流线路调整计划。最后,通过某省实际数据改建的跨区域系统算例,验证了所建模型的有效性。     

考虑交易和谐度的虚拟电厂参与调峰市场交易匹配方法

虚拟电厂在调峰辅助服务市场中的交易行为将影响市场的和谐发展,提出考虑交易和谐度的虚拟电厂参与调峰辅助服务市场交易匹配方法。通过分析虚拟电厂的各项历史交易行为和履约行为对调峰辅助服务市场和谐发展的影响,提出虚拟电厂参与调峰辅助服务市场的交易和谐度评估指标;考虑区域低碳减排因素,以交易和谐度最高、电网支付的调峰补偿总费用最低以及调峰碳排放量最小为目标,构建虚拟电厂参与调峰辅助服务市场的多目标交易匹配模型,并采用结合多目标粒子群优化算法和综合隶属度法的多目标优化方法对模型进行求解。仿真算例结果表明,交易和谐度高和碳排放低的虚拟电厂在调峰辅助服务市场中更具有竞争力。     

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.     

基于目标优化的火电协助消纳风电的经济补偿模型

火电为风电提供调峰服务,会影响其发电份额,降低自身经济效益。要实现火电协助风电消纳,鼓励火电参与风电调峰的积极性,关键在于给予火电调峰合理的经济补偿。通过分析火电参与调峰服务对火电经济效益的影响以及火电参与调峰程度对风电弃风的影响,建立了基于目标优化理论的火电提供辅助服务的经济补偿模型。算例分析表明,发电侧风、火电协作能够提高风电的消纳水平,进一步扩大风电机组的利用效率,同时,该经济补偿机制也可以有效地保障火电机组的经济效益。