计及风光不确定性的新能源虚拟电厂多时间尺度优化调度

针对中国西北地区新能源消纳问题,该文聚合风力发电、光伏发电、光热电站、电储能装置组成虚拟电厂（VPP）,提出一种基于鲁棒随机优化理论的新能源虚拟电厂多时间尺度优化调度策略。首先对风力发电、光伏发电、光热电站与电储能装置进行数学描述,在此基础上建立VPP多时间尺度优化调度模型。在日前调度层中,以VPP运行效益最大为目标,依据风光日前预测出力建立日前优化调度模型;在时前调度层中,以VPP运行成本最小为目标,根据风光时前预测出力建立时前调度修正模型。同时,为了衡量风电、光伏发电出力不确定性对系统的运行影响,建立VPP随机优化调度模型。仿真结果验证该模型可提高运行效益与新能源消纳能力。     

基于场景生成与IGDT的风光-碳捕集-P2G虚拟电厂经济调度

为了有效降低风光出力与负荷预测的不确定性对虚拟电厂调度运行的影响,提出了基于场景生成与信息间隙决策理论（IGDT）的经济调度优化模型。通过Copula函数与非参数核密度估计方法构建风光出力联合分布模型,并利用蒙特卡洛模拟与k-means聚类得到典型场景。利用区间约束对负荷预测的不确定性进行建模,构建不同风险偏好下的调度优化模型。以典型的虚拟电厂系统进行算例分析,验证了所建立模型可以为不确定性影响下的虚拟电厂经济调度问题提供解决方案。     

风电随机条件下鲁棒安全区间经济调度研究

针对未考虑风电出力不确定性的传统确定性调度模式不利于风电消纳的问题,利用鲁棒区间经济调度方法,以风电场的允许出力区间下限与预测置信区间下限相等为边界条件,将风电场的允许出力区间上限作为优化参数,在保证系统安全性的基础上兼顾风电的渗透率,以常规机组的燃料成本最小化和风电场允许出力区间最大化为目标函数,建立了考虑网损的鲁棒区间经济调度模型,并采用改进μ约束处理技术的差分进化算法对模型进行求解。最后,通过IEEE30节点测试系统分析了不同装机容量下及不同目标函数和风电场允许出力区间约束下风电消纳情况,验证了所提鲁棒区间经济调度模型的有效性。     

考虑高维不确定性的热电联产虚拟电厂优化调度

基于狄利克雷过程混合模型和变分推断算法建立了风电出力-光伏出力-电负荷-热负荷高维数据驱动不确定模糊集,在此基础上提出了考虑高维不确定性的热电联产虚拟电厂(CHP-VPP)两阶段随机鲁棒优化调度策略。两阶段中第1和第2阶段分别以日前和实时市场收益最大为目标函数,考虑各机组运行、功率平衡、市场交易和网络结构等多种约束,开发了加速列与约束生成(AC&CG)算法来对此优化调度问题进行求解。结果表明：所提出的随机鲁棒优化方法实现了CHP-VPP经济性和鲁棒性的均衡;模糊集中不确定边界值与CHP-VPP总收益呈负相关,随着不确定边界值的增大,系统的总收益降低,鲁棒性增加。     

考虑风荷不确定性的大用户直购电鲁棒区间优化调度

该文以发电企业运行效益最优为目标,使用鲁棒区间优化方法对风电出力进行建模,用基于价格的需求响应对负荷不确定进行建模,建立考虑风电和负荷不确定性的大用户直购电鲁棒区间优化调度模型。最后,通过Matlab和CPLEX求解目标函数,验证所提模型的有效性和可行性。     

基于随机鲁棒优化的虚拟电厂灵活调峰投标策略

为量化分析虚拟电厂的灵活调峰能力,文章提出虚拟电厂参与能量、备用和灵活调峰市场的最优投标策略,建立虚拟电厂参与主辅市场的联合出清模型。基于场景的随机优化刻画实时电价的不确定性,提出一种随机鲁棒优化方法,控制新能源出力随机性引起的运行成本。基于实际虚拟电厂的数值仿真表明,虚拟电厂能够有效提供灵活调峰服务,随机鲁棒优化为刻画虚拟电厂所面临的多重不确定性提供理论方法。     

考虑电转气消纳风电的电-气综合能源系统两阶段鲁棒协同调度

针对传统随机规划方法和区间优化方法处理风电出力不确定性的不足之处,该文提出含电转气设备的电力-天然气综合能源系统两阶段鲁棒协同调度模型,并考虑天然气网络运行约束对燃气轮机和电转气设备调度出力及备用配置的影响。模型以风电基准场景下系统的日前调度运行成本及最劣风电场景下实时调度成本之和为目标函数,建立具max-min结构的双层优化模型,并在主/子问题求解框架下采用列约束生成（C&CG）方法进行求解。最后,在Matlab平台下构建仿真算例验证所提鲁棒协同调度模型的有效性。     

基于经济模型预测控制的多虚拟电厂两阶段协调优化调度

在考虑新能源出力具有不确定性的条件下,如何实现多虚拟电厂经济优化运行是当前研究的热点.本文提出了基于经济模型预测控制的多虚拟电厂日前日内两阶段协调优化调度方法.首先,建立了包括风电机组和燃气轮机的分布式电源模型及储能电池模型,设计了参与需求响应的可中断负荷模型;接着,以最大化多虚拟电厂收益为目标,基于改进经济模型预测控制,日前调度通过引入纳什最优决策来实现多虚拟电厂最优经济调度,其中,预测域长度根据风电预测误差自适应选取,以降低风电预测不确定性对调度模型的影响;进一步,计及经济性,设计了弥补日前功率偏差的日内实时反馈调度策略.算例分析表明,相较单虚拟电厂仅与大电网交易,多虚拟电厂联合运行总利润提高26.75％;相较定步长,自适应域步长下交易电量误差降低了78.28％,所提出的调度方案有效应对了不确定性风电出力,提高调度精度的同时实现了多虚拟电厂整体最优经济运行,由此验证了模型的正确性和可行性.     

计及源荷不确定性的微电网分布鲁棒优化调度

高比例可再生能源的接入给微电网的稳定运行带来的巨大挑战，传统随机优化和鲁棒优化方法在处理不确定性方面仍存在一定的局限性。综合考虑风电、负荷的双重不确定性，采用分布鲁棒优化方法，构建了基于豪斯多夫(Hausdorff)距离的微电网两阶段分布鲁棒优化调度模型，第一阶段利用场景预测信息，制定包含储能充放电计划、购售电计划的预调度方案，第二阶段基于各典型场景信息制定微电网各单元出力调整计划；然后采用列与约束生成算法(columns and constraints generation, CCG)进行迭代求解，得到最恶劣概率分布下运行成本最低的调度方案；最后，通过算例仿真分析验证了所提方法的有效性，所得到的决策方案兼顾了经济性和安全性。     

坏场景集下含风电多源系统的改进鲁棒调度模型

针对不确定条件下含风电的多源电力系统运行的安全性与经济性的优化问题,提出基于坏场景集的改进鲁棒调度模型。首先采用坏场景集法来描述风电出力波动的随机性与恶劣性,然后基于现有的含平衡因子的均值-方差调度模型,针对其鲁棒度量提出改进,将预测风电出力场景下的调度成本纳入目标函数,建立包含风电、常规火电机组与储能系统的鲁棒调度模型,该模型兼顾系统经济性与抗风险性,并能给出可执行的调度方案。最后,通过对算例的仿真计算,对比分析所提改进模型与现有的均值-方差调度模型在经济性、鲁棒性及调度可行性方面的性能表现,验证该模型的优越性与可行性。所有仿真实验均由专业优化软件LINGO 15编程实现。     

计及绿色电力证书与碳交易制度的“源-荷”协调优化调度

基于低碳电力和智能电网的背景,考虑现有的风电消纳困境,该文以绿色电力证书为基础,结合碳排放权的交易制度,同时引入需求侧高载能企业负荷的响应模型,并将虚拟电厂经济效益作为优化目标函数,建立以绿证交易为基础,结合碳交易制度和高载能需求侧响应的“源-荷”双侧互补协调优化调度模型。最后将某省份区域电网代入到该文所构建模型之中进行仿真,并采用自适应免疫疫苗算法对模型进行求解,结果表明所建立的计及绿证交易与碳交易的模型有利于促进风电消耗,降低单位发电量的碳排放。     

考虑动态出力系数的某水库优化调度模型及应用

针对综合出力系数是水电站高效运行的重要动态参数且现有研究中多采用定值、过于理想化的问题,建立考虑厂内经济运行和动态出力系数的某水库优化调度模型,并应用遗传算法求解。对某水库的优化调度结果表明,采用动态出力系数的优化调度模型效益提升相较于定出力系数更优,发电效益最大可提升5.15%,达到了高效发电的目标,可为水库日常调度提供参考。     

考虑风电消纳能力单目标及多目标模糊机组组合模型及应用

从机组经济调度优化的角度入手,研究了风电消纳的合理应对方式。为使机组组合安排能在消纳更多风电的同时兼顾电力系统运行的安全、可靠性准则,并满足一定的经济性,分别以弃风电量、机组运行费用和机组运行风险度三方面为优化目标建立了机组组合的优化模型及这三者共同的多目标优化模型。利用粒子群算法及模糊多目标优化方法对模型进行求解,并将上述模型和算法应用于某10机算例的计算中。分析结果表明,该建模思路能为风电的有效接纳提供有益的指导。     

考虑动态出力系数的某水库优化调度模型及应用

针对综合出力系数是水电站高效运行的重要动态参数且现有研究中多采用定值、过于理想化的问题,建立考虑厂内经济运行和动态出力系数的某水库优化调度模型,并应用遗传算法求解。对某水库的优化调度结果表明,采用动态出力系数的优化调度模型效益提升相较于定出力系数更优,发电效益最大可提升5.15%,达到了高效发电的目标,可为水库日常调度提供参考。     

基于蚁群算法的水电站AGC机组组合与负荷分配优化

针对水电站厂级自动发电控制(AGC)中的经济运行问题,采用蚁群算法求解,所建模型综合考虑了功率平衡、机组出力约束、旋转备用和机组开停机时间约束等多重安全运行限制条件,并根据等微增率原则导出经济负荷分配公式嵌入并行随机搜索模式中,减少负荷分配时的迭代次数。算例中的机组耗量特性曲线根据实际数据采用二次曲线拟合。仿真结果表明,该方法既带有智能算法搜索的随机性又具有传统算法的稳定性,优化速度快且精度较高。     

计及风电条件风险价值的鲁棒柔性超前调度

提出一种考虑大规模风电并网的超前优化调度方法,引入风电条件风险价值来评估风电消纳风险。建立基于鲁棒优化的柔性超前调度模型,以平衡运行成本与风电条件风险价值。根据该模型,对AGC机组的基点功率、参与因子、柔性容量进行协同优化,还可得到各风电场输出功率的可容许区域。提出一种基于大M法和分解法的求解双线性规划模型的高效算法。所提模型及算法结合鲁棒优化与随机优化的优点,在保证计算效率的同时,可避免鲁棒优化的过度保守。仿真结果验证了所提模型及算法的有效性。     

考虑供热系统热储能特性的电-热综合系统随机优化调度模型研究

热电联产机组、热泵等装置的应用促进了电-热综合系统间的耦合关系,为风电的消纳提供了新途径。文章考虑了供热系统热储能动态特性,采用多场景法模拟风电出力不确定性,搭建了电-热综合能源系统随机优化调度模型。首先,针对供热管道传输时延动态特性,研究分析了其储热能力;其次,以电-热综合能源系统购能费用最低为目标函数,以热网约束、电网约束为约束条件,提出了综合系统能量最优化调度方案;最后,在IEEE33节点和6节点热网上进行算例分析,验证了模型的有效性。