计及新能源出力相关性的多能源微网仿射实时优化调度

为计及新能源出力相关性对多能源微网运行的影响,并响应源荷实时变化,提出一种计及新能源出力相关性的多能源微网仿射实时优化调度方法。首先,在多能源微网中引入Kalina循环,实现热电联产机组的灵活经济输出。其次,考虑源荷不确定性以及风光出力相关性对多能源微网运行的影响,构建并求解计及风光出力相关性的多能源微网仿射优化模型。再次,在获得优化方案变化范围的基础上,实时计算各仿射噪声元的取值,从而获取多能源微网实时调度轨迹。最后,仿真结果验证了所提方法能够充分计及不确定性和相关性的双重影响,有效应对源荷实时变化,并提升系统运行经济性。

考虑净负荷不确定性的配电网负荷恢复仿射可调鲁棒优化方法

为应对负荷恢复过程中源荷双重不确定性问题,提出了基于仿射可调鲁棒优化的配电网负荷恢复调整策略。第1阶段基于净负荷预测场景,建立一个以最大化加权负荷恢复量为目标函数的优化模型,决策最优的负荷恢复量;第2阶段采用仿射策略,利用预算不确定集来描述净负荷的不确定性,构建考虑净负荷误差的负荷恢复调整方案。在求解过程中,对双线性变量进行对偶变换得到可快速求解的线性规划模型。最后,在改进33节点和123节点配电系统进行仿真验证,结果表明:相比于传统的鲁棒优化方法,该方法降低了优化结果的保守性,有助于加快负荷恢复,减小停电损失。

基于点估计仿射可调鲁棒优化的含储能电力系统实时调度

为应对大规模风电的接入,建立一种机组与储能联合参与自动发电控制的电力系统实时调度模型,并提出一种点估计仿射可调鲁棒优化来处理风电不确定性。不同于传统仿射可调鲁棒调度优化基准运行成本,点估计仿射可调鲁棒调度优化期望运行成本以提高系统经济性。提出利用确定性的点估计法来实现对期望运行成本的快速、精确评估。所提模型为一混合整数双线性约束问题,采用一种“预估-矫正”的凸化方法来求解该难题,预估阶段对储能的状态变量进行松弛,而矫正阶段直接对其状态变量进行矫正。最后,引入一种凸函数差优化进一步凸化2个阶段的双线性约束问题,以提高含储能实时调度的求解质量。在IEEE39、118以及300节点3个系统的仿真验证了所提模型及方法的有效性。

追踪源荷实时变化的仿射最优电-气能流在线计算方法

随着新能源渗透率的逐步提高,电-气互联系统的运行态势更为复杂多变。为响应源荷的实时变化,该文提出一种仿射最优电-气能流在线计算方法。首先,利用泰勒展开与隐式有限差分法构建天然气动态模型,并采用流速基值自适应校正方法提高模型准确性。其后,利用仿射算术描述系统的源荷不确定性,将最优能流由确定域拓展至仿射域,构建仿射最优电-气能流模型。在此基础上,通过离线优化获取最优调度方案关于噪声元的仿射解析表达式,利用噪声元追踪源荷的实时变化,进而在线获取决策方案。所提方法依据即时信息快速决策,可满足实时调度需求。最后,通过算例分析验证了所提动态模型的准确性,表明所提在线方法的调度性能接近具有完备预测信息的最优调度。

考虑循环寿命折损的主动配电网仿射可调鲁棒优化方法

针对主动配电网在源荷储协同下的不确定性优化问题,提出了基于仿射可调鲁棒优化的主动配电网运行策略。首先,考虑分布式光伏的可控模型、循环寿命折损的电池储能模型和ZIP负荷模型,构建了主动配电网优化运行模型。然后,采用椭球集合来描述分布式光伏出力的不确定性,并结合仿射策略形成优化模型中决策变量与分布式光伏出力不确定性变量之间的线性决策机制。最后,通过对偶变换将主动配电网鲁棒优化模型转化为一个确定性的混合整数二阶锥规划模型进行求解。在改进的IEEE33节点算例系统中对比验证了所提出的仿射可调鲁棒优化方法的有效性和优点。

基于仿射可调鲁棒的非预期全场景可行机组组合

非预期性是指当前决策无法依赖于未来尚未实现的不确定参数,是电力调度时序决策的因果逻辑和基本原则。全场景可行性是指不确定参数所有可能的实现值都存在一种可行决策结果与之对应,是电力调度的最终目标。随着新能源的大规模并网,电力系统的运行需要应对显著的不确定性,因此在电力调度的过程中考虑决策过程的非预期性并使决策结果满足全场景可行性变得愈发重要。为此,该文探讨非预期性和全场景可行性的内在机理,并构造非预期性约束和满足全场景可行且场景数目有限的场景集;然后,建立一种基于场景的非预期全场景可行机组组合模型,以提供满足全场景可行性的机组组合结果。鉴于上述机组组合模型的规模巨大且求解困难,利用仿射可调鲁棒模型处理全场景可行机组组合问题,提出基于仿射可调鲁棒的非预期全场景可行机组组合模型。该模型仅以少量保守性和最优性损失,换取了模型规模的指数级显著减小和问题求解效率的显著提升,可以被认为是非预期全场景可行机组组合问题的有效解决方案。最后,基于IEEE-118测试系统,详细分析考虑决策过程非预期性和决策满足全场景可行性在电力调度中的求解效率和保守性,论证所提基于仿射可调鲁棒的非预期全场景可行机组组合模型的优势。

基于仿射可调鲁棒优化的园区综合能源系统经济调度

新能源和负荷的不确定性给综合能源系统(integrated energy system,IES)运行带来挑战。首先,基于线性形式的能源集线器模型,对园区IES进行了建模。其次,构建了基于仿射可调鲁棒优化的园区IES两阶段经济调度模型,通过该模型可求得机组的启停及基准出力,以满足不考虑可再生能源出力的能量平衡要求,并求得机组的参与因子,使得调度方案对可再生能源出力不确定集下的任意场景均可行。最后,将该模型转化为混合整数线性规划模型(mixed integer linear programming,MILP)进行求解。算例分析结果表明:通过可调鲁棒优化的经济调度方法所求得的调度方案较经典鲁棒优化有更好的经济性与鲁棒性。

计及多能流不确定性的综合能源系统优化配置

综合能源系统存在较大的运行不确定性,规划过程中忽略这种不确定性会导致设备配置容量过于理想化、设备利用率低的问题。针对此问题,本文采用仿射变量建立综合能源系统协同规划模型,将仿射优化模型分解为目标仿射函数的中心值最小及在不确定性因素影响下仿射函数变化量最小两个子问题,前者为仅考虑源荷预测功率的确定性优化模型,后者考虑源荷预测误差,通过max模型和min模型交替迭代,使配置结果受不确定性因素影响最小。采用某园区综合能源系统规划算例验证所提方法的有效性和经济性。

考虑风电时空相关性的仿射可调鲁棒机组组合

风电大规模接入电力系统,电力系统运行计划需要充分的考虑风电不确定性。该文提出考虑风电时空相关性的仿射可调鲁棒机组组合。采用椭球不确定集合描述风电功率的时空相关特性,基于仿射策略,构建鲁棒机组组合模型,并将所建模型转化为混合整数二阶锥规划模型进行求解。针对鲁棒优化可能过于保守的问题,依据解的可行概率与集合参数的关系,确定合适的集合参数,从而保证运行计划对于随机风电波动的鲁棒性以及经济性。最后,在IEEE 118节点系统上进行测试,考察了风电时空相关性对系统运行的影响。与传统备用容量法对比,验证了所提方法的经济性和鲁棒性。

基于多面体不确定集合的电力系统灵活性量化评估方法

随着风电、光伏等新能源接入比例的不断提高,源荷不确定性增强扩大了电力系统的运行灵活性需求。为准确量化电力系统的灵活性需求,制定兼顾灵活性与经济性的优化方案,提出了一种基于多面体不确定集合的电力系统灵活性量化评估方法。首先,采用多面体不确定集合量化多个光伏电站出力的波动性、不确定性及相关性特征,进而分析净负荷波动区间,构建电力系统灵活性需求量化模型。其次,基于仿射策略建立考虑灵活性需求的仿射可调鲁棒优化模型,并将所建立的鲁棒优化模型转化为混合整数线性规划模型进行求解。最后,基于6节点系统与IEEE 57系统,在不同不确定性场景下对比所提模型的优化结果,验证了该方法在系统的灵活性需求量化评估的有效性。

服务水平约束下基于可调节鲁棒优化的固定比例生产与库存计划模型

在不确定需求环境下,研究由原材料供应商、制造商和客户组成的三级供应链中,具有固定比例生产系统的制造商多周期生产与库存计划问题.采用区间不确定集描述市场需求不确定性,并利用联合机会约束刻画制造商的服务水平要求,在线性决策规则下建立带有联合机会约束的固定比例生产系统生产与库存仿射可调节鲁棒优化模型.进一步,将所建模型等价转换为易于求解的线性规划问题.考虑到不确定扰动系数在模型鲁棒性与解的保守性之间的调节作用,给出能够有效提高具有固定比例生产系统的制造商利润并同时满足预设服务水平的不确定扰动系数优化算法.数值算例表明,基于所提出模型获得的运作方案能够有效应对供需平衡程度的变化,并且能以较高利润满足预设服务水平要求.

提升风电消纳区间的鲁棒机组组合

基于日前风电功率点预测的传统调度方法没有充分地考虑风电不确定性,难以有效挖掘电热联合系统的风电消纳能力。该文提出提升风电消纳区间的鲁棒机组组合优化方法。基于可用风电功率区间,构建有效的风电功率允许出力区间。基于仿射策略,考虑供热机组电热耦合等约束,建立鲁棒机组组合模型,优化风电消纳区间,对于风电消纳区间内任意可能的风电波动,该模型均能保障调度策略的可行性。所建模型可转换为混合整数线性规划进行求解。最后,在修改的IEEE 39节点系统上进行测试,并与传统调度方法对比,验证了所提方法的有效性。

考虑约束集混合筛选的预防安全约束鲁棒最优潮流

随着大规模清洁能源接入电网,其出力具有间歇性和随机性,对电力系统实时经济调度产生较大影响。提出了基于约束集混合筛选的预防安全约束鲁棒最优潮流计算方法,建立了仿射可调鲁棒优化模型。模型中考虑了预想事故的预防安全约束,采用基于约束集混合筛选的方法降低规模。通过算例验证了所提出方法对考虑不确定性的鲁棒经济调度的适用性。

考虑可消纳风电区间的多区电力系统分散协调鲁棒调度方法

多区域分散协调调度是提高电力系统风电消纳水平的有效措施。针对风电出力的不确定性以及多区域电力系统动态经济调度的安全可靠性要求,采用仿射可调节鲁棒优化结合分层协调技术,构建了考虑可消纳风电区间的多区电力系统分散协调鲁棒调度模型,将跨区电力系统可消纳的风电区间与自动发电控制（automatic generation control,AGC）机组的参与因子一同优化,以确保调度方案的可行性。基于目标级联分析技术,建立由各区域优化调度并行子问题和确保区域间联络线安全运行主问题组成的分散调度实现方法。以2区12节点和3区354节点算例验证了所提模型通过同时优化跨区系统可消纳的风电区间和AGC机组的参与因子,能够有效应对风电出力的不确定性,实现了多区电力系统整体运行的经济性和风电消纳最大化。