考虑不确定性和安全效能成本的配电网低电压综合治理方法

随着电力负荷的高速增长,近年来我国低电压问题日益突出,研究一种能够保证其综合效益的低电压综合治理策略具有重要的理论和实际意义。针对该问题,提出了一种基于安全效能成本(Safety Efficiency Cost, SEC)和改进信息间隙决策理论(Information Gap Decision Theory, IGDT)的配电网低电压综合治理方法。首先,以线路改造、无功补偿、变压器调压以及新建变电站为治理措施,构建了安全效能成本指标的数学表达式。然后,考虑负荷预测误差的不确定性,提出一种改进的信息间隙决策理论。以全寿命周期成本最小为目标,在满足安全指标和电压偏差指标的预期目标以及投资预算限制的情况下,构建基于改进IGDT的低电压综合治理双层鲁棒模型。最后提出了一种针对该规划模型的求解算法。仿真结果验证了所提方法的正确性和有效性。     

考虑源荷两侧不确定性及其相互影响的配电网低电压综合治理规划

用电负荷的迅速增长将导致配电网出现低电压现象,无法满足用户需求,对电网安全、稳定、经济运行造成极大的负面影响,导致经济、社会发展速度变缓.因此,如何保证配电网的电压质量,提高用户满意度是一个亟待解决的问题.本文提出了一种考虑电源和负荷不确定性及其相互影响的配电网低压综合治理规划方法.首先,将对配电网的运行调整和新建工程两方面作为低电压的治理思路,以最小生命周期成本为治理目标,构建了低压治理的成本函数;然后利用信息缺口决策理论,构建了考虑负荷动态增减和风电并网后的多重不确定性的配电网低压综合管理鲁棒数学模型;接着,基于Cholesky分解,提出了一种考虑源荷负荷不确定性导致的随机因素极端情况下的求解方法,并以此为基础制定了最恶劣情况下的边界条件;最后采用序优化算法对模型进行求解.仿真和实例分析证明了本文方法的实用性和有效性,为配电网低电压治理提供了新的思路.     

考虑信息不对称的综合能源系统运营商鲁棒定价策略

随着新型电力系统的建设要求和市场化的逐步推进,综合能源系统运营商（integrated energy operator, IEO）需要制定合理的价格策略向能源用户（energy user, EU）供能并获取运营收益。为了揭示信息不对称及其程度对IEO定价行为策略演化的影响规律,构建了以IEO为定价决策主导者、EU负荷调整为跟随者的Stackelberg主从博弈定价模型,引入信息间隙决策理论和鲁棒博弈方法来刻画并求解信息不对称度对IEO-EU定价博弈行为的影响。结合实际算例分析了信息不对称度对IEO定价收益和EU收益的影响,研究了信息不对称度与IEO最优定价的定量关系,提出了考虑信息不对称度的IEO鲁棒定价策略。算例分析表明在信息不对称的情况下IEO可以利用信息优势谋取过高定价,超额利润随信息不对称程度的增加而增大。政府监管部门应提高对IEO的信息公开和信息披露要求,提升EU对能源价格和能源成本的认知。     

考虑多种变量不确定性的梯级水电站中期调度及交易决策方法

如何衡量在中期调度阶段参与中长期市场交易时由于日径流与市场出清电价的不确定性而承受的风险并做出相应决策是梯级水电站亟待解决的问题.结合中国西南某以水电为主导地位的真实市场结构与交易结算规则,建立联合信息间隙决策理论与前景理论的梯级水电站中期运行及交易决策方法.针对中期调度阶段水电站参与中长期市场交易面临的主要不确定性变...     

基于信息间隙决策理论的含DG和EV的主动配电网优化运行

在电动汽车和清洁能源发电大量接入配电网的背景下,电动汽车无序充电与清洁能源出力的不确定性给配电网运行带来负面影响。首先,通过蒙特卡洛模拟生成电动汽车出行特性,以分时电价为调节手段制定有序充电控制策略,并考虑分布式发电出力的不确定性,建立基于信息间隙决策理论（information gap decision theory, IGDT）的主动配电网优化运行模型;之后,以电网侧、用户充电、环境侧总运行成本最小为目标,包含多种主动管理设备约束,并考虑决策者不同的风险偏好,分别建立机会模型与鲁棒模型,为制定调度方案提供决策依据;最后,通过改进的PG&E 69节点算例验证了IGDT模型有效性。     

计及灵活性负荷资源需求响应和不确定性的楼宇微网调度双层优化模型

针对含分布式发电资源和灵活负荷资源的楼宇微网消纳可再生能源的问题,以电动汽车为灵活性资源,构建了计及需求响应和充放电不确定性的楼宇微网调度优化模型。首先,构建了灵活性负荷资源的电价型需求响应模型和激励型需求响应模型;其次,将电动汽车视为产消一体者,分别采用马尔科夫链和信息间隙决策理论(information gap decision theory, IGDT)处理充放电不确定性;最后,以净收益最大化、光伏消纳最大化、用户满意度最大化、二氧化碳排放量最小化构建确定型楼宇微网调度优化模型。通过算例分析验证了所构建优化模型的有效性,该模型不仅提高了系统的清洁能源消纳率,减少了二氧化碳排放量,还能够为用户带来一定的收益,挖掘灵活性负荷资源参与微网调度的潜力,最终实现供用双方的效益双赢。     

含风电消纳的综合能源系统稳定性分析

风电的随机性和不可控性,造成了对含有风电的综合能源系统的稳定性分析缺乏采用常规分析方法所需的先决条件.为能够对含有风电消纳的综合能源系统稳定性进行有效分析,提出了信息间隙决策理论鲁棒分析方法.基于信息间隙决策理论,建立了含不确定风电的鲁棒分析模型.在计及电力网络、天然气网络和储能单元等相关约束后,以运行经济成本最小为目...     

考虑综合需求响应混合不确定性的综合能源系统优化调度策略

综合需求响应(integrated demand response,IDR)是挖掘综合能源系统(integrated energy system,IES)负荷侧调节潜力的主要手段。然而,IDR用户的用能行为具有随机性、模糊性相耦合的混合不确定性特征,由此产生的IDR不确定性不仅会给调度策略的制定带来挑战,而且会对系统的可靠性产生影响,甚至可能引起负荷断供。针对上述问题,首先提出了基于改进PMV-PPD(predicted mean vote-predicted percentage of dissatisfied)指标的用户参与意愿评估模型;其次,基于云模型理论,建立了考虑混合不确定性的价格型IDR模型;在此基础上,综合考虑各类能源响应量边界和价格弹性系数等因素的不确定性,提出了IES优化调度策略。算例结果表明所提的IES优化调度策略可以更好地应对IDR不确定性带来的负荷波动,有效提升系统可靠性。     

考虑风电不确定性和旋转备用容量配置的综合能源系统鲁棒机会约束优化

风电出力的随机性和波动性给综合能源系统带来极大挑战。为此,提出基于风电不确定性分析和广义储能备用的鲁棒机会约束优化模型。首先,采用拉丁超立方采样和模糊c均值聚类算法对风电出力进行不确定性分析;其次,引入广义储能优化旋转备用容量,以应对风电出力不确定性;然后,以运行成本最低为目标建立将随机规划和鲁棒优化相结合的鲁棒机会约束优化模型,客观处理综合能源系统运行中风电出力的不确定性;最后,经改进的IEEE 39节点电力系统、天然气系统与热网系统组成的综合能源系统验证,该模型能够在保证系统鲁棒性的同时,提高了系统的经济性。     

考虑风电出力不确定性的综合能源系统鲁棒优化

受风速的波动性和间歇性的影响,风力发电具有明显的不确定性特点,增加了电力系统调度运行难度。针对风电出力的不确定性,以系统总运行成本及弃风成本最优为总目标,考虑系统能量平衡、火电机组出力、燃气轮机出力、P2G设备出力等约束条件,采用鲁棒优化方法构建含P2G设备、冷热电联产机组及储能装置的综合能源系统鲁棒优化模型,采用24时段的算例通过Matlab软件中心YALMIP工具箱,通过CPLEX求解器进行求解,分析不同鲁棒参数及风电消纳率条件下,系统运行成本的差异。最后,仿真验证了所建模型的正确性和有效性。     

基于信息间隙决策理论的电网负荷恢复鲁棒优化

停电电网的恢复过程中,负荷恢复的不确定性可能影响电网恢复过程的安全,需要在负荷恢复中考虑负荷的不确定性。考虑到准确的负荷不确定性分布模型难以获取,文中提出了基于信息间隙决策理论(IGDT)的电网负荷恢复鲁棒优化方法,使负荷恢复方案在负荷波动范围内均能满足要求,而无需已知负荷的不确定性分布。首先,基于IGDT,将确定性负荷恢复优化模型转变为在负荷波动范围内均能达到最低恢复要求的鲁棒优化模型,同时综合考虑负荷恢复过程中的负荷最大恢复量、单次最大投入量、电网潮流等约束条件,再利用人工蜂群算法对优化模型进行求解,最后以新英格兰系统和江苏系统为例验证了所提方法的有效性。     

考虑多能负荷不确定性的区域综合能源系统鲁棒规划

提出了一种考虑冷电热多能负荷不确定性的区域综合能源系统鲁棒规划方法。基于能源集线器(energy hub,EH)模型,建立了含冷电热三联供、燃气锅炉、集中式制冷站在内的区域综合能源系统模型;根据历史/预测年8 760 h多能负荷数据,通过k-means聚类分群方法得到多个典型日负荷场景,以上下界区间描述负荷不确定性,形成鲁棒规划模型;将相应鲁棒规划模型等价转化、形成子问题为凸的混合整数规划模型求解。算例结果证明了该规划方法的有效性,同时体现了综合能源系统多能互补集成优化效益。     

考虑实时动态能耗的电动汽车充电路径规划

由于电动汽车在行驶途中电量耗尽的风险较大,亟须研究一种有利于减轻用户出行焦虑的电动汽车充电路径规划方法。文中通过选取能够准确反映实际道路中用户驾驶特性的行驶工况特征参数,分析各特征参数与耗电量之间的相关性以及特征之间的相关性强弱,采用主成分分析对特征进行降维,基于信息熵模糊聚类方法对行驶工况进行分类,构建电动汽车行驶途中的动态能耗模型。并基于此考虑路径选择及电池剩余电量约束,建立以出行总距离、总时间及充电价格三者权值之和最小为目标的电动汽车充电路径规划模型。以某市实际交通路网规划18 km×18 km区域,分析采用实时能耗对充电路径规划的影响以及不同优化目标对用户充电路径优化结果的影响,验证了所提规划方法的可行性及有效性。     

考虑能源重复转换的综合能源系统经济运行

在综合能源系统中引入电转气（power to gas,P2G）设备加强了电力和天然气网络间的耦合,减少了弃风弃光现象,但也使可再生能源在进行优化调度时发生能源重复转换,降低用能效率,产生能源损耗。在此背景下,提出了一种减少能源重复转换的双层优化调度模型,引入KKT条件将双层模型转化为单层模型,优化得到了协调各转换设备的调度运行计划及系统最小运行成本。在算例中采用4种不同的典型场景对系统进行验证,结果表明：所提优化调度模型能够在提高可再生能源消纳的情况下,降低系统运行成本,提高用能效率,与未考虑能源重复转换的传统调度模型相比经济性有显著提高。     

基于信息间隙决策理论的综合负荷聚合商储能优化配置模型

储能配置是综合负荷聚合商(integrated load aggregator,ILA)参与综合能源系统,保证自身发展的重要手段之一。然而,在与ILA相关的研究结果中,鲜有关于ILA侧最优储能配置的报道。为此在建立电?气联合市场机制的基础上,引入信息间隙决策理论(information gap decision theory,IGDT)方法,对此进行研究。首先,构建电?气联合市场机制,以ILA年费用最小化为目标,建立市场机制下ILA储能优化配置模型。其次,针对电?气市场中的实时电价和气价的不确定性,引入IGDT,得到2种不同风险态度的ILA储能优化配置模型。最后,通过算例分析,得到不同风险态度下ILA的储能容量配置及对应的购售电/气策略;并分析不同日前电价和气价对储能配置的影响,以及不同储能配置方案对ILA经济性的影响。     

考虑风电和电动汽车不确定性的综合能源系统日前经济调度

综合能源系统中风力发电和电动汽车充放电的不确定性对系统运行的经济性有较大影响。考虑电动汽车的普及对综合能源系统的影响,根据电动汽车的不同出行和充电特性,细化区分各类电动汽车的运行模型;考虑风电出力的分布概率较难获取,通过较多历史数据驱动来构造一个基于不精确狄利克雷模型(imprecise Dirichlet model, IDM)的非参数模糊集,从而搭建一个考虑风电出力和电动汽车充放电不确定性的综合能源系统日前两阶段分布鲁棒调度模型。为了获得该模型的最优解,将其分解为一个混合整数线性规划主问题和一个具有max-min结构的子问题。利用对偶理论和大M方法,将子问题转化为MILP问题,利用列和约束生成(column and constration generation, CC&G)算法对主问题和转化后的子问题进行迭代求得最优解。算例分析表明,该模型能有效地应对风电出力与电动汽车充放电行为的不确定性。     

一种含光伏储能与电动汽车的节点功率电压控制策略

采用Thevenin阻抗法建立计及光伏储能与电动汽车充电的节点阻抗模型,对比节点接入光伏储能装置前后电压变化,设计各个节点接入储能装置的容量,提出节点功率电压模型。最后以某小区配电网为例,应用Matlab仿真分析小区配电网接入不同比例电动汽车时的变化,仿真结果表明电压波动减小39%,储能容量减小14.7%,网络损耗减小26%,验证了控制策略的有效性和可行性。