基于条件成本收益分析的长期备用规划与决策

备用容量规划对电力系统的异常状态和极端损失情形敏感,而传统的基于整体均值的可靠性成本和收益不能反映决策者对高损失-低概率事件的特别关注。将条件可靠性成本和收益的概念引入长期备用规划问题,在决策者关心的损失范围内进行条件成本收益分析,得到的条件最优备用容量能够反映决策者的风险偏好和经验。进行接受裕度校验,从条件总成本的角度确认是否接受最优备用容量,以及接受或拒绝该方案的确信程度。基于序贯蒙特卡罗模拟计算条件可靠性收益,进而求解模型。对IEEE-RTS79的算例分析表明：决策者的风险偏好对备用容量的规划有显著影响,随着关注的损失范围由整体平均转向极端不利,系统对备用容量的需求持续上升。     

旋转备用对电网可靠性的影响及优化配置研究

旋转备用(Spinning Reserve,SR)的不同分配方案会导致不同的电网可靠性水平。从改善大电网运行可靠性的角度出发,综合考虑机组类型和爬坡速率、元件可靠性参数、网络拓扑结构以及传输容量限制等因素,将SR的优化分配纳入到最优负荷削减模型中。利用该模型不等式约束中控制参数的拉格朗日乘子的物理意义,推导出系统电力不足期望对各机组备用容量的灵敏度表达式,提出了根据该灵敏度结果进行备用优化配置的启发式思路。同时以SR成本与用户停电损失之和最小为目标,通过同步联合优化确定SR的总量与配置方案。RBTS测试系统的仿真结果表明了所提方法的有效性和正确性。     

含风电安全约束机组组合的旋转备用优化

风电的随机性会对发电计划带来较大影响,因此研究含风电场的发电计划很有必要。首先研究了含风电场的安全约束机组组合问题,通过优化常规火电机组出力与备用,并对处于一定置信区间内的风电出力进行合理的取值安排,实现动态经济调度;再在优化模型的目标函数中对正负旋转备用单独计费引入了惩罚费用,以应对风力预测误差给系统调度带来的影响;最后在网络安全约束方面,采用直流潮流模型,使用转移因子,并使用CPLEX求解。实例验证表明该方法准确高效,所提出的调度模型合理,算法具有较好的工程实用价值。     

含风电场经济调度中备用配置的研究

风电与负荷的不确定性给电力系统的经济调度带来了困难,如何处理风险,综合考虑经济发电与旋转备用计划是经济调度中需要解决的问题。风电场出力预测主要影响系统的负荷运行备用容量,因此要通过配置备用来应付系统中的不确定性因素。本文通过备用的效益与成本在目标函数中的相互牵制,自动为系统配置合适的备用,并引入{0,1}变量将非线性约束转化为由一组线性约束条件来表达,转化后的数学模型为标准的二次混合整数规划问题,算例分析表明本文模型的有效性和实用性。     

电力市场中旋转备用的效益和成本分析

电力市场环境下辅助服务的作用和成本分析是一个亟待解决的问题,旋转备用的研究是其中重要的组成部分。文中提出了旋转备用成本分析和效益评估的定义和计算方法。基于电能成本分析,提出了系统最佳开机台数的确定原则,旋转备用的优化分配调度模型,以及根据旋转备用边际机会成本确定旋转备用电价的思想。最后通过数字算例说明了算法的实用性与合理性。     

基于多时间尺度协调机组组合的含风电系统旋转备用优化研究

考虑风电出力的预测误差和负荷功率的预测误差具有随预测时间尺度的缩短而减小的特点,以及电力系统旋转备用容量的配置离不开机组组合,建立了多时间尺度下协调机组组合的含并网风电电力系统旋转备用预留容量的优化模型。对该模型的求解,先采用优先顺序法求取各机组的启停机顺序,再通过粒子群算法滚动计算求解得出不同等效旋转备用容量水平下所对应的系统最经济调度计划。通过利用不断更新的风电出力预测和负荷预测结果信息来调整调度计划,在保障系统可靠性达到要求的前提下,减少含风电电力系统旋转备用容量的配置,从而提高风电并网后电力系统运行的经济性和系统吸纳并网风电的能力。     

基于多时间尺度协调机组组合的含风电系统 旋转备用优化研究

考虑风电出力的预测误差和负荷功率的预测误差具有随预测时间尺度的缩短而减小的特点,以及电力系统旋转备用容量的配置离不开机组组合,建立了多时间尺度下协调机组组合的含并网风电电力系统旋转备用预留容量的优化模型。对该模型的求解,先采用优先顺序法求取各机组的启停机顺序,再通过粒子群算法滚动计算求解得出不同等效旋转备用容量水平下所对应的系统最经济调度计划。通过利用不断更新的风电出力预测和负荷预测结果信息来调整调度计划,在保障系统可靠性达到要求的前提下,减少含风电电力系统旋转备用容量的配置,从而提高风电并网后电力系统运     

考虑源荷协调的风电并网系统旋转备用容量优化

风电的接入给电力系统带来更大不确定性,要求电网公司购买更多的旋转备用以维持电力系统的功率平衡和稳定,兼顾系统运行可靠性与经济性的旋转备用优化配置具有重要意义。考虑风电、需求侧互动资源,提出一种基于多场景的概率性旋转备用优化方法。该方法综合考虑风电预测误差、负荷波动及发电机非计划停运不确定性因素对旋转备用的需求,将弃风、可中断负荷分别作为部分负、正旋转备用融入发电日前调度计划,以购电总费用最低为目标函数建立日前机组组合优化模型,获得各时段旋转备用优化配置量。通过对IEEE 30节点、IEEE 118节点系统进行算例分析,验证了所提方法的正确性和有效性。     

基于条件风险价值的备用成本分摊方法

电力系统风险因素是引起备用的主要原因,实现备用费用在各风险责任方之间公平合理地分摊是推进电力市场改革的重要一步。将备用容量和备用电量区分开来,通过类比条件风险价值的方法,建立了基于条件风险备用的容量费用分摊模型。该模型考虑了风险因素概率分布偏度对备用的影响;基于谁引发谁承担原则,建立了电量费用分析模型。利用以上模型可以科学地实现正负备用费用的分摊。最后,采用修改IEEE30节点进行仿真分析,验证了该分摊模型的有效性。     

考虑风电效益的风火互济系统旋转备用确定方式

风电接入电网的影响具有双重效应,因此,含风电的电力系统的备用容量配置需要综合考虑风电正、负效益才能得到合理的结果。此外,风电作为电源具备提供备用的能力,在确定备用时也需要考虑。文中首先分析了风电接入对电网的影响,然后建立了综合考虑风电节能环保综合效益和风电提供备用可能性的机组组合模型。接着通过一个具有风火互济运行典型特征的仿真算例,对几种不同备用容量确定方案进行了对比分析。最后围绕不同风电消纳原则、风电提供备用容量的可行性等问题,讨论了风火互济系统中的旋转备用确定方式,并提出了适合中国风火互济运行系统的风电消纳模式建议。     

基于条件风险价值的含风电电力系统旋转备用效益研究

由于风电出力的波动性和间歇性,大规模风电并网使得旋转备用效益和风险的矛盾更加突出。考虑系统上、下旋转备用的容量成本和能量成本,以及因购买上旋转备用而减少的失负荷损失和因购买下旋转备用而减少的弃风损失,以期望旋转备用效益最大和系统损失的条件风险价值(CVaR)最小为两个目标,建立基于条件风险价值的含风电电力系统旋转备用效益-风险模型。采用蒙特卡罗法模拟实际负荷功率和风电出力的预测偏差,并改进多目标粒子群优化算法,用于求解得到期望旋转备用效益-风险有效前沿和日前旋转备用计划,以及不同可靠性水平、置信水平对期望旋转备用效益和风险的影响。最后,通过算例验证了该模型和算法的可行性。     

Cost allocation of spinning reserve based on risk contribution

Current cost allocation methods require generating companies (GENCOs) to afford spinning reserve (SR) costs according to their energy production rather than the impact on grid stabilization. The differences in generator reliability and forecast accuracy of renewables cause difficulty in quantifying the contribution of individual factors on the SR requirements (SRRs). First, this paper employs a reliability‐constrained unit commitment (RCUC) model to determine the SRR and SR costs according to the grid reliability. Then, a cost allocation method is proposed to allocate these SR costs based on risk contribution theories. The risk contribution theories, marginal contribution, and stand‐alone contribution are employed to measure the effect of individual risk factors on grid safety. The cost allocation method is demonstrated and discussed in the IEEE‐RTS. The proposed risk contribution method can quantify the impacts of risk factors on grid safety and allocate SR costs into them according to their contributions. Additionally, this risk‐based cost allocation method can encourage GENCOs to enhance the reliability level of generators and continuously improve the forecast accuracy of renewables to lower SR costs. © 2015 Institute of Electrical Engineers of Japan. Published by John Wiley & Sons, Inc.     

基于社会效益的备用容量优化分配

首先用等效持续负荷曲线分析系统的可靠性,确定系统的电量不足期望值。进而分析系统在市场环境下的备用容量成本,根据备用市场所独有的特性得到其出清过程,然后对VOLL值的确定进行多种方法的对比研究。以社会效益最大为目标函数,通过算例可以得出最佳备用容量和它的分配方法。与传统的方法比较,验证了该方法在市场环境下的有效性。     

考虑大规模风电并网的电力系统旋转备用容量优化模型

随着风电穿透功率的增加,电力系统的运行风险不断提高,传统的确定性旋转备用容量配置方法存在较大的局限性。在研究风电出力概率分布特点的基础上,建立了风电机组可靠性模型;计及风电出力预测偏差、负荷预测偏差、常规发电机组故障停运等不确定因素,兼顾系统运行的经济性和可靠性,提出了考虑大规模风电并网的电力系统旋转备用容量优化模型。通过算例分析验证了该模型的合理性和有效性。对含风电场的电力系统运行具有一定的参考价值。     

需求弹性对系统最优备用投入的影响

在具有一定需求弹性和调节能力的电力用户参与备用服务提供的电力市场化背景下,考虑到用户侧提供备用服务时的电价和用户需求水平的不同会造成单位容量缺电成本的变化,建立了用户参与备用服务的补偿成本（消费者剩余）模型.在此模型的基础上运用最优潮流算法研究了需求弹性对电力系统最优备用投入的影响.IEEE 14节点算例表明：随着负荷侧需求弹性的增加,发电侧备用机组的投入量逐步减小,备用投入总成本也显著降低,同时增加了系统的运营效益.     

电力市场环境下旋转备用费用分摊的新方法

电力市场环境下,发电方、输电方和负荷方成为各自独立的经济实体。各方存在的风险因素都可能导致系统对旋转备用的需求,因此购买旋转备用的费用应由电力市场中存在风险因素的各方分摊。利用旋转备用损益期望值来评价旋转备用对具有风险因素的各市场参与方的价值,并按比例分摊旋转备用费用。最后,研究了改进算法效率的方法。算例分析验证了该旋转备用费用分摊方法的公平性、合理性和较好的可靠性激励作用。     

基于备用安全的含风电场的电力系统经济调度

随着风电在电网中渗透功率的持续增加,风电的不确定性给系统的备用决策和发电调度带来新的难题。为保障含风电场电力系统的安全运行,本文结合风电预测误差的概率密度函数,提出了一种系统运行安全性指标——备用安全可信度,并以备用安全可信度最大化和火电机组运行费用最小化作为优化目标函数,建立了含风电场的电力系统经济调度模型。针对寻优效率,本文采用了一种将优先顺序法和内点法相结合的优化方法对机组组合问题求解。算例分析证明了所提模型和解法的可行性和合理性。