配电网运行及设备控制综合经济性的无功电压优化

为了避免配电网无功电压优化中参与调节的设备过多和设备调节过于频繁,提出了一种计及系统运行网损、设备操作成本和限制调控设备数的无功电压综合控制新方法。首先对调度周期各时段预优化,获取实时优化所需的部分数据;实时控制中,优化目标采用灵敏度与设备调节成本和次数等多目标相结合,同时对动作过频的设备引入惰性因子,不仅可以避免设备动作次数过多,同时可以将设备的调控合理地分布到调度周期的各个时段,从而对全系统的电压、网损、设备寿命和动作次数进行综合优化。寻优采用改进遗传算法,利用灵敏度、不同二进制长度编码、动态改变种群大小等手段,提高了搜索质量和计算速度。实例表明,该方法可以有效解决无功电压优化中的设备调控限次问题,具有较好的实用性和实时性。     

含烟气储存装置的风电-垃圾焚烧虚拟电厂双阶段优化调度

垃圾焚烧电厂的烟气处理能耗在总出力中占较大比例,其上网出力受到发电环节与烟气处理环节耦合关系的限制。通过加装储气装置,调控烟气处理时间,实现两者关系解耦,提高垃圾焚烧电厂在担任风电大规模并网配合电源时出力调整的灵活性。将风电厂、垃圾焚烧电厂、加装储气装置后的烟气处理系统聚合为虚拟电厂,以整体净收益最大化为目标,建立包含储气装置烟气处理系统子模型的日前-实时双阶段优化调度模型。以日前调度结果作为申报出力,根据风电实际出力与预测出力偏差,调整储气装置的烟气量,实时修正垃圾焚烧电厂的净出力,以跟随风电变化。仿真结果验证了所建模型的合理性,在实际应用中具有显著经济及社会价值。     

双碳量约束下风电–碳捕集虚拟电厂低碳经济调度

风电–碳捕集虚拟电厂由出力间歇且波动的风电机组和碳捕集机组聚合而成,可实现内部协同优化,整体参与电网调度。为更准确描述储液式碳捕集机组的捕集流程,将捕集系统正在处理的CO2量的传统单碳量形式,改进为再生塔正在处理的CO2量和吸收塔正在处理的CO2量的新型双碳量形式,并将其计入机组运行约束。以各时段内该虚拟电厂在电力市场与碳交易市场中的净收益最大化为目标,构建了日前–实时双阶段低碳经济调度模型。以日前调度结果作为虚拟电厂申报出力;在实时调度阶段,动态修正碳捕集机组的净输出功率,并辅以储能电池,以克服风电出力变化导致虚拟电厂实际出力偏离其申报值的难题。仿真结果表明,所提双碳量模型合理且正确。虚拟电厂联合运行模式可协调优化其内部各单元的出力安排与碳排放水平,使风电成为可调度资源,从而获得更高的运行收益;相较于虚拟电厂独立运行模式,可较大减少平衡出力偏差所需的储能电池配置容量,并能获得更显著的碳减排效益和更高的经济效益。同样条件下与传统单碳量模型相比,采用改进双碳量模型所需的储能电池配置容量将减少,且更经济和低碳。     

冷热电联供系统能量流函数及运行策略

详细分析系统能量流特性,提出刻画冷热电联供（CCHP）系统在“以热定电”和“以电定热” 2种运行策略下的能量流函数。为提升CCHP系统的经济环保效益,建立其经济环保调度优化模型,目标函数包含燃料成本、购电成本及考虑污染气体排放需缴纳惩罚费用的环境成本,能量流函数作为能量平衡等式约束。算例仿真结果表明,所提能量流函数及模型可实现CCHP系统的优化调度,从而降低生产成本,改善环境效益,提高能源利用水平。     

基于SIP 算法的暂态稳定约束最优潮流计算

提出一种基于约束转换方法的建立暂态稳定约束最优潮流(OTS)的算法.运用函数转换技术等价变换OTS为半无限优化(SIP)问题,转换后的SIP问题与常规的最优潮流(OPF)具有相同的维数;基于有效集策略设计了转换后SIP问题的迭代法,该方法减少了子问题中不等式约束的个数.电力系统的2个数值仿真例子验证了所提出算法的有效性.     

储能参与低碳灵活调峰的双层优化模型

为了计量储能设备对系统碳减排的贡献和对系统灵活调峰的影响,建立了考虑系统碳排放与系统运行风险的储能双层优化模型。首先,改进火电机组碳排放计量模型,详细刻画火电机组出力产生的碳排放,提出考虑储能充放电功率的碳排放计量模型。上层模型以系统碳排放、负荷峰谷差率和储能运行成本最低为目标,决定各时刻的储能充放电功率。然后建立含储能可调节容量的风电运行风险费用函数。下层模型以切负荷风险费用、弃风风险费用和火电机组调节风险费用最小为目标,以上层所得储能充放电功率为约束,确定各时刻的储能备用容量。采用免疫遗传算法求解上层问题,调用MATLAB中CPLEX求解器以及点估计法联合求解下层问题。仿真结果表明,模型可以降低负荷峰谷差,同时减少系统碳排放,计量储能对减排的贡献;通过设定储能备用容量,提高系统的调峰灵活性,减少系统运行风险。上层储能功率优化模型与下层储能备用容量优化模型相互制约,为系统的低碳与灵活运行提供参考。     

基于稳定约束的电力系统稳定平衡解模型

为直接计算电力系统的静态稳定解,提出了基于稳定约束的稳定平衡解模型,并对该模型提出了一种直接求解稳定平衡解的新方法。通过稳定约束与电力系统典型的平衡方程结合,建立了稳定平衡解模型;稳定约束由非线性半光滑代数不等式构成,针对不同稳定类型所对应雅可比矩阵的特性,运用矩阵变换、谱函数性质等数学理论构造了不同的稳定约束表达式。利用牛顿光滑化方法将该模型转换为光滑方程,从而解决了稳定平衡解模型的数值求解问题。稳定平衡解模型将非稳定解排除在可行解之外,使求解过程得到简化,避免了计算稳定极限和求多个平衡解等复杂过程,而且通过参数调整能满足更高的稳定性能要求。通过典型的电力系统的数值计算,验证了所提方法的有效性。     

冷热电联供系统能量流函数及运行策略

详细分析系统能量流特性,提出刻画冷热电联供（CCHP）系统在“以热定电”和“以电定热” 2种运行策略下的能量流函数。为提升CCHP系统的经济环保效益,建立其经济环保调度优化模型,目标函数包含燃料成本、购电成本及考虑污染气体排放需缴纳惩罚费用的环境成本,能量流函数作为能量平衡等式约束。算例仿真结果表明,所提能量流函数及模型可实现CCHP系统的优化调度,从而降低生产成本,改善环境效益,提高能源利用水平。     

考虑电热需求响应的区域综合能源系统储能容量优化配置

综合能源系统中储能优化配置和需求侧响应的应用,可解耦热电联产机组（CHP）运行的“以热定电”约束,提高能源利用效率。因此,考虑源荷双侧发电、供热、用电、用热性能,在源侧加电、热储能实现热电联产机组的热电解耦,荷侧充分利用电、热综合需求（IDR）资源可调度资源,建立考虑综合需求响应的区域综合能源系统电、热储能容量优化配置模型。该模型考虑储电储热约束、功率平衡约束等,以区域综合能源系统年总费用最小为目标,解决电、热储能的经济配置最优问题。算例结果表明,电、热储能与负荷侧协调运行可降低运行成本,考虑综合需求响应可减少储能配置容量。源侧储能配置和负荷侧的综合需求响应促进风电消纳,提高综合能源系统运行的经济性、精准性和灵活性。     

分布式冷热电三联供系统节能协调优化调度

分布式冷热电三联供将是能源利用的重要发展方向.为了揭示冷热电三联供生产成本和环境成本的潜在特性,引入供热当量性能系数,将冷、热、电能量等价转化,提出了新的冷热电联供生产成本和环境成本目标函数.针对冷热、电负荷需求的不匹配性和随机性,考虑机组运行在不同的冷热电生产状态下,结合分时电价,设立了冷热电协调成本函数.由此建立了含生产成本、环境成本和冷热电协调成本的多目标节能调度模型.运用目标隶属度函数模糊算法,将其转化为单目标优化并利用二次规划法求解.算例仿真结果表明,所提出的分布式冷热电联供节能调度的模型和方法,对能源高效利用、电力经济调度和污染排放减少是有效的