电力市场中基于动态运行备用的安全约束经济调度方法

电力系统运行备用的主要目的在于平抑负荷偏差,满足设备故障导致的功率缺额。针对传统恒定运行备用预留方式下存在的低利用率问题,剖析了运行备用的基本概念,提出了动态运行备用的测算方法。在此基础上,将动态运行备用引入输电网经济调度问题,提出了基于动态运行备用的安全约束经济调度优化方法。最后,基于某省电网实际数据构造的算例表明,能有效降低系统运行备用水平,提升电网可用发电容量,提高电网运行效率。     

输电网安全性需求评估指标集的构建

输电网的安全运行是输电网企业的主要需求,输电网运行的安全性事故将造成输电网企业经济和社会效益的严重损失。输电网企业期望输电网运行中能够经受可能的扰动,以保证电网和设备的正常运行,从而不中断输电服务。通过分析输电网利益相关者的需求满足程度,可以评估输电网运行的整体状态。基于输电网运行的随机特性,采用风险评估方法,构建安全性需求评估指标集,提出安全性风险评估指标的计算模型和方法。相比较传统电网安全性研究,引入情景分析方法,将在某种运行方式下输电网发生某种元件故障或不发生元件故障作为一个情景,综合考虑了多种随机因素,建立情景的概率模型;在特定情景下研究电网的各类安全问题,通过安全判据指标综合判断情景的安全性,进而采用最小控制代价衡量干扰对输电网运行造成的后果;通过抽样方法,得到各情景发生的概率和后果,计算风险价值、条件风险价值指标,以评估系统的安全风险。     

未来实际输电线路利用率估算及应用

提出一种估算未来实际电网中输电线路容量利用率的方法。该文考虑未来负荷增长与变化、发电机与输电设备停运以及发电机机组经济分配等多种因素,采用蒙特卡罗仿真算法求出线路未来的潮流概率分布,进而获得利用率指标。计算结果能够反映未来电网容量利用水平,参与电网的可靠性评估以及计算项目的投资回收周期,更好地指导未来电网的规划与设计。以国内某实际输电系统为例,阐述了建模过程,验证所提方法的可行性以及实际的应用价值。     

考虑等级事故概率约束的输电网利用效率评估方法

随着用电量增速降低,如何在不违反安全性约束的前提下提高输电网的利用效率成为电网规划和运行的重要关注点。为此基于国务院599号令提出了考虑等级事故概率约束的输电网利用效率评估方法。该方法利用连锁故障模型计算等级事故概率,较好地考虑了实际电网的特点,可用于指导电网运行与规划,同时避免了来自不同特性电网的实际统计数据难以直接用于横向对比的不足。通过选取湖北省某地区电网作为算例,验证了所述输电网利用效率评估方法的有效性,并讨论了影响输电网利用效率提升的因素。     

基于模糊多目标优化的电网日前风电接纳能力评估模型

随着风电渗透率的日益提高,我国部分电网出现了日益严重的"弃风"现象。从日前时间角度对电网风电接纳能力进行评估有利于优化系统的调度运行,提高风电利用率。构造了以最大化接纳风电和经济发电为目标的电网多目标日前风电接纳能力评估模型。为协调2个互相矛盾的优化目标,通过定义目标隶属度函数将确定性问题模糊化,采用最大化满意度指标法将所构建的多目标优化问题转化为单目标优化问题。以IEEE118节点54机测试系统为例,利用GAMS仿真平台对模型进行了求解。结果表明:上述模型能兼顾风电接纳能力的最大化及系统发电的经济性,计算结果可为调度人员制定日前计划提供参考,有利于提高风电利用率并降低发电成本。     

全周期变时段“三公”调度发电计划优化模型

以年度合同进度为主要控制目标的"三公"调度是我国目前最为普遍的调度模式,常用的安全约束机组组合(security constrained unit commitment,SCUC)/安全约束经济调度(security constrained economic dispatch,SCED)模型不能满足"三公"调度计算周期要求,为此建立了考虑电网安全约束的全周期发电计划优化模型,并依据不同时段发电计划的需求差异,进一步建立了全周期变时段发电计划优化模型,该模型可根据时段长度自动选择各种约束。算例结果表明全周期变时段发电计划优化模型能够适应"三公"调度需要,计算性能能够满足大规模电网发电计划精细化管理需要。     

考虑机组分区排序的河北南网节能调度安全稳定分析

实施节能发电调度将对电网安全稳定运行产生影响.文中讨论了河北南部电网的机组排序原则和采用节能发电调度模式后的全网潮流变化情况,分析比较了节能发电调度模式下和传统调度模式下的河北南部电网安全稳定问题,进而提出一种节能发电调度模式下的机组分区域排序方法.该方法把网内机组分区域按照节能调度规定的发电序位表进行排序,并按照网内各区域负荷所占全网负荷的比例来决定该区域内的机组出力.计算结果表明,分区排序法能够有效改善河北南部电网的暂态稳定性能,减少输电网损.     

福建电网实时发电调度评估

对电网发电情况按照日前、实时和实际运行情况进行指标评估,用以指导实时发电调度;探讨实时发电调度指标评估体系的构建,并利用福建电网实时调度系统进行计算.     

基于输电网结构优化的电网安全均匀调度

提高电网运行均匀度有助于提高系统的运行安全性。输电网结构优化作为一种调度运行领域的新技术手段,通过在电网运行过程中动态选择最优网络拓扑结构,可以改善电网各元件潮流分布的均匀度。在传统安全均匀调度模型的基础上,考虑输电线路运行状态的灵活调节,提出基于输电网结构优化的电网安全均匀调度模型。为保证最优拓扑的鲁棒性,在优化模型中计及了线路N-1安全约束,使所得的线路开断策略不会降低系统的N-1安全性。针对该大规模混合整数非线性规划问题,基于校验添加思想形成高效求解算法以提高优化模型的计算效率。IEEE 30节点系统和IEEE 118节点系统算例的仿真结果表明,文中提出的优化调度方法能够有效地提高电网运行均匀度,相比于传统调度方法能够在充分挖掘现有电网输电能力的同时实现电网潮流的智能化灵活控制。     

电网调度操作安全风险实时评估方法

目前调度员主要依据SCADA/EMS实时数据以及工作经验进行操作,有必要在操作前量化评估调度操作给电网带来的风险水平。文中将风险理论引入电网调度操作安全评估中,提出了一种考虑实时因素影响的调度操作风险量化评估方法。该方法在传统设备故障因素的基础上,分析并建立了调度操作成功/失败因素模型,用于重点分析调度操作自身的风险因素,同时应用基于灵敏度的最优负荷削减模型进行操作风险指标计算。最后利用IEEE 30节点测试系统验证本文所提方法的有效性。     

基于层次分析法的输电网能效评估方法研究

基于对输电网节能指标体系的研究,提出了适用于电网的静态、动态和技术经济分析的综合能效评估方法。首先梳理了与能效相关的国内外先进标准,构建了涵盖电网规划、设备参数和设备运行状态等评价指标的指标体系。然后应用层次分析法(The Analytic Hierarchy Process,AHP),将各指标间的相对重要性,采用1~9比例标度构造出判断矩阵,准确计算出了各个能效指标的权重系数。然后结合各单项指标状态值,得到被评估输电网的综合能效分值。最后根据综合分值,确定输电网能效等级,从而找出输电网能效的薄弱环节。并运用该评估方法对某输电网进行了能效评估。     

考虑设备利用率的配电网扩建改造方法

电力系统的建设和扩大规模时需要兼顾均衡地利用电网中的电气设备,充分发挥已有资产的价值。本文以社会发展及电网建设裕度、配变供电半径情况、不同运行方式下的设备容载比等影响因素为基础,提出考虑配电网安全和运行方式的设备综合利用率指标和计算方法。通过设备综合利用率指标的分析并结合电网运行的薄弱环节的约束,提出一种考虑设备利用率的电网扩建改造方法,并给出了求解流程。该方法考虑配电网不同的运行状态和负荷情况,同时追求高效利用每个元件设备和尽可能均衡地利用所有元件设备。以某地配电网为例进行分析,验证了该方法的实用性和有效性。     

考虑电网安全约束的调度计划与停电检修计划优化

针对考虑电网安全约束的调度计划智能优化与停电计划进行了研究.首先建立了考虑安全约束的调度计划优化模型,从而确定机组的组合状态.考虑到电气设备运行检修状态的需求,从稳定性分析和检修指标两方面对设备检修需求进行了分析.考虑到停电计划需要结合机组短期和中长期调度计划安排,提出了基于多级安全校核的停电计划规则.最后针对机组调度计划进行了仿真分析,说明了所提方法的有效性.     

高比例可再生能源接入的输电网结构适应性指标及评估方法

高比例可再生能源并网和交直流混联电网是未来电力系统发展的基本特征,评估不同输电网结构特别是交直流混联电网结构对源—荷双重波动的适应性,将为未来电力系统经济、安全、可靠、灵活运行奠定基础,但适应性评估难于量化且亟待一套新背景下的评价体系。首先,在分析未来高比例可再生能源接入下输电网基本结构特征的基础上给出了输电网结构适应性的定义;然后,提出一套概率化的输电网结构适应性评价指标体系,并基于蒙特卡洛模拟算法和最优经济模型提出一种实用化的适应性指标计算方法;最后,以IEEE 30节点系统作为基础网架,分别对纯交流和交直流混联电网结构适应性做出评价,同时定量研究了不同因素对结构适应性指标的影响及变化规律。算例证明适应性指标能够有效反映不同输电网结构在高比例可再生能源接入下多方面的适应能力。     

市场环境下基于系统阻塞指标约束的多阶段输电网规划

电力市场环境下的多阶段输电网扩展规划在满足发电公司和用户的需求的同时,对减缓输电系统阻塞,促进市场的公平竞争具有重要作用。在此背景下,利用系统阻塞指标和系统阻塞成本分别作为评估规划网络可靠性指标和运行指标,以改进的小生境遗传算法为研究方法,提出了基于阻塞指标约束下的输电网多阶段规划模型。IEEE-24节点系统上算例分析表明该模型综合考虑了各规划阶段输电系统的经济运行,能更科学地指导输电网规划决策,有效减缓系统阻塞发生,提高规划系统的网络充裕性。     

考虑能源互联的城市电网多能源协调调度方法研究

城市电网调度需要综合考虑以电为主的多类型能源需求.本文从能源互联网的角度出发,提出一种含可再生能源的城市电网多能源协调智能管理方法.首先,分析了实现分布广域的输电网和配电网之间的纵向互动的特征,给出多种能源在输配电网间的纵向互动调度模式.其次,利用可调发电机组和储能设备的调节能力来消纳可再生能源波动.考虑系统内部设备运行约束和网络安全约束,给出了含大规模间歇性能源的热、电日前协调调度模型,并采用基于交替方向乘子算法进行求解.最后,通过某实际电网算例对本文所提方法的可行性和有效性进行验证.     

市场环境下基于系统阻塞指标约束的多阶段输电网规划

电力市场环境下的多阶段输电网扩展规划在满足发电公司和用户的需求的同时,对减缓输电系统阻塞,促进市场的公平竞争具有重要作用.在此背景下,利用系统阻塞指标和系统阻塞成本分别作为评估规划网络可靠性指标和运行指标,以改进的小生境遗传算法为研究方法,提出了基于阻塞指标约束下的输电网多阶段规划模型.IEEE-24节点系统上算例分析表明该模型综合考虑了各规划阶段输电系统的经济运行,能更科学地指导输电网规划决策,有效减缓系统阻塞发生,提高规划系统的网络充裕性.     

输电网输电能力评价方法的解析与改进

随着电网规模的增大和运行复杂程度的提高,基于运行统计的输电网输电能力评价能够真实地反映电网的设备、结构和运行管理水平,因此逐步受到各国重视。在深入剖析输电网可靠性评价指标体系的基础上,提出了考虑回路调度容量的输电能力评价系列指标;同时建立了以变电站为核心的变电能力的评价指标,包括变电站整体健康程度和考虑站内网络特征的变电站容量损失两类指标。进一步提升了现有指标评估实际输电能力的准确度,通过局部电网案例分析表明了所建指标的有效性。     

含储热光热电站的电网调度模型与并网效益分析

含储热的光热发电系统是近年来太阳能利用的一种新的发展方向。其优势体现在:借助大容量的储热装置,该系统能够平移所吸收的光热能,具有良好的可调度性;同时其中的汽轮机组具有良好的可控性。从含储热的光热电站的运行机理入手,经过抽象和简化,得到了面向电网调度的光热电站模型。该模型刻画了光热电站中的能量流及其主要运行约束,适用于电网调度。在传统安全约束机组组合模型基础上,提出了含光热电站的电网调度模型。对算例系统进行了电网调度仿真,分析了在完全接纳光热发电的前提下,光热电站并网在发电成本、可再生能源接纳和提高汇集输电线路利用率等方面的可观效益。     

用于间歇性电源高渗透电网规划的安全性评估方法

讨论了电力系统稳定性与安全性的从属关系,指出电网静态安全约束、暂态稳定约束和全过程安全评估宜分别在电网规划的不同步骤中考虑,提出了间歇性电源高渗透电网规划方案安全性评估流程。指出电力系统连锁反应事件部分过程具有开放的复杂巨系统的一些特性,其中一部分过程在仿真中难以准确模拟,需进行简化处理,而另一部分过程的前后事件之间具有强因果关系,这部分过程可采用改进的仿真软件进行模拟。提出了计及故障前发电系统状态的电网全过程风险评估计算方法,使用该方法,可将稳定设施费用和停电风险损失计入电网规划方案的综合年费用中,对方案进行安全性和经济性综合比较选择。