计及多重差异的交直流混合多能微网多时间尺度优化调度

近年来,可再生能源发电、热电联产、储能和电力电子变压器(PET)等技术发展迅速,有利于构建多能互补、清洁高效的交直流混合多能微网(MEMG),但不成熟的PET模型和复杂的不确定性为系统的优化调度带来了挑战。为此,首先构建了一种基于三级式PET的交直流混合MEMG结构,建立了包括PET在内的设备模型和不确定性模型;其次,提出了计及多重差异的MEMG多时间尺度优化调度策略,明确了日前-日内-实时三时间尺度调度的协调机制,其中,多重差异包含需求响应资源、系统调度目标和源荷预测精度在时间尺度上的差异,以及不同能量的响应特性差异;再次,建立了对应的多时间尺度优化调度模型,包括日前鲁棒机会约束优化模型、日内随机优化模型和实时分层滚动修正模型,并在日前调度中,改进了传统储能和电热耦合设备的备用模型,设计了基于PET的交直流系统备用共享机制,将调度模型转换为混合整数线性规划模型,给出了利用CPLEX求解器求解多时间尺度调度模型的步骤;最后,通过算例分析表明,所提调度策略可以通过逐级修正调度计划应对不确定性,且所设计备用方案兼具可靠性和灵活性。

基于碳捕集与封存-电转气-电解熔融盐协同的虚拟电厂优化调度

为了应对气候变化,推动能源电力碳达峰、碳中和进程,提出一种以电解熔融盐(electrolyticmoltencarbonate,EMC)技术为基础的EMC碳捕集电厂,并且考虑了碳捕集与封存(carbon capture and storage,CCS)技术以及两段式电转气(power to gas,P2G),建立了基于CCS-P2G-EMC协同的虚拟电厂(virtual power plant,VPP)优化调度模型。首先,根据EMC技术的原理,考虑与燃气轮机热电联产(combined heatandpower,CHP)机组耦合,建立了EMC碳捕集电厂数学模型,并分析了EMC碳捕集电厂热电出力的灵活性。其次,构建了CCS-P2G-EMC协同框架,并对其低碳特性机理进行分析,并在此基础上建立低碳经济调度模型,实现了VPP的低碳经济运行。最后,通过设置不同场景进行对比,验证了所提调度模型的有效性,可在保证VPP经济效益的同时降低系统碳排放。

基于电-碳耦合运行的碳中和区光储联合转型规划

双碳目标为我国碳减排进程提出了明确要求,但各地区尚缺乏完整的能源转型规划方案。为此,依托整县屋顶分布式光伏开发试点,考虑能源行业的电气化转型,建立了考虑碳中和约束的两阶段鲁棒规划模型。首先,根据土地利用信息以及能流图理论建立地区碳汇、碳源核算体系,并根据区域碳中和约束提出多时间尺度碳承载指标。然后,在第一阶段决策电气化转型比例以及电网规划方案,在第二阶段通过计及光伏、负荷以及碳汇不确定性的电-碳耦合运行模拟决定运行变量,有效处理运行层面不确定性对规划结果的影响。而后,采用列约束生成算法求解,实现转型路径的规划。最后,基于广东某县级区域进行算例仿真,验证了所提方法的有效性。结果表明,所提模型能够优化区域能源结构、降低净碳排放量,进而实现地区碳中和目标,并为政府制定能源转型政策提供科学支撑。

基于Benders分解法的电热综合能源系统低碳经济调度

电、热系统协调运行能够提高电力系统的灵活性,缓解我国“三北”地区供暖期间的弃风问题。提出一种综合能源系统低碳经济调度模型,并建立极限消纳风电的储热放热速率与电锅炉电功率的综合协调模型。针对电、热系统信息的隐私性问题,采用Benders分解算法对模型进行求解。算例仿真分析5种情景下系统储热和电锅炉对风电消纳的促进作用,比较电锅炉加装在热网始端、中间及末端对热网热损失的影响,最后,通过对比不同储热放热速率与电锅炉电功率协调供热的系统弃风情况,验证所提极限消纳风电的储热与电锅炉综合协调模型的正确性。

考虑需求响应虚拟机组和碳交易的含风电电力系统优化调度

在智能电网和低碳电力的背景下,提出一种考虑需求响应虚拟机组和碳交易的含风电电力系统优化调度模型。首先,将需求侧资源分为可调度资源和不可调度资源,在可调度资源中分别建立了价格需求响应虚拟机组和激励需求响应虚拟机组模型,并分析了两种虚拟机组的运行特点;其次,在优化调度模型中引入碳交易,并提出系统碳减排目标的概念及阶梯型碳排放权价格,分析其对碳排放量的制约情况。在此基础上,引入功率平衡约束、机组出力及爬坡约束、虚拟机组运行约束等,建立了以碳交易成本、火电机组发电成本和虚拟机组运行成本为目标的新型低碳经济调度模型,采用细菌群体趋药性(BCC)算法对模型进行求解。通过仿真算例对不同场景下系统的风电消纳情况和系统的综合运行成本进行了分析。算例结果验证了模型及求解方法的可行性及优越性。

基于合作博弈的多综合能源服务商运行优化策略

随着能源市场化的发展,综合能源服务商(integrated energy services company,IESC)将取代原有的能源网络对用户提供能源服务。在区域综合能源系统中,可能存在多个综合能源服务商,其既可直接与上级能源系统进行能源交易,又可以与同区域中的其他服务商进行交易。利用能源枢纽对综合能源服务商建模,考虑多综合能源服务商参与日前能源交易,提出一种基于纳什议价模型的合作博弈运行策略,进而将纳什议价模型转化为2个可求解的线性子问题并利用分布式算法顺序求解。最后,通过算例仿真验证了所提模型和方法能够实现多综合能源服务商之间的合作博弈,有效降低综合能源服务商总成本。

基于风电消纳评估的电力系统鲁棒低碳经济调度

在低碳经济背景下对供暖期电力系统风电消纳进行研究。首先对系统风电消纳能力进行评估,并应用于风电预测不确定区间处理;然后以系统的总发电煤耗成本最低以及碳排放量最少为目标,引入平均有效目标函数,建立计及储热装置、热电联产电厂、碳捕集装置以及蓄热电锅炉组成的电力系统鲁棒低碳经济调度模型。采用多目标细菌群体趋药性算法(MOBCC)对系统目标函数进行求解。结果分析表明,对风电的不确定区间进行处理,可减小不确定区间,能够使调度结果更加贴近实际,并且储热装置、蓄热电锅炉和碳捕集装置的加入对系统低碳性与经济性有积极作用。

基于非合作博弈与收益共享契约的能源服务商定价策略

随着能源互联网的快速发展以及自由化能源市场改革的深入,能源供应链管理与能源的实时平衡对于综合能源系统的稳定运行具有重要作用。在此背景下,提出了一种包含能源公司、能源服务商和用户的综合能源市场定价机制。以能源服务商利益最大化为目标,建立了基于零售价格弹性的能源服务商的非合作博弈模型。能源服务商通过收益共享契约参与能源供应链的管理,同时能源服务商选择能源公司提供的合同条款,以保证自身利润最大化。利用Nikaido-Isoda函数将能源服务商之间的非合作博弈模型转化为最优问题进行求解,并证明了纳什均衡解的存在性和唯一性。通过仿真证明了所提出的模型和方法能够实现以能源服务商为中心的综合能源系统中多方收益的均衡,并着重分析了不同的收益共享因子对能源公司、能源服务商和能源供应链收益的影响。

基于配电网可靠性的分布式电源与充换电站协同规划

充换电站具有电源与负荷的双重性质,分布式电源与储能的联合装置可作为稳定的电网备用电源。当配电网中发生故障时,充换电站和分布式电源的选址定容将直接影响配电网运行的可靠性。该文以带时间函数负荷权重的全网电量中断损失费为目标函数,考虑配电网及交通网联合约束,建立分布式电源与充换电站的协同规划模型,同时采用矩阵方法对变量进行归一化处理,最后采用Matlab进行求解。在结合交通网的IEEE-RBTS Bus 6系统主馈线F4上进行仿真,仿真结果表明,协同规划分布式电源与充换电站能够提高配电网的可靠性指标,规划方案合理。

计及时段粒化的电-气综合能源系统低碳经济调度

燃气轮机装机容量日益增加,推动了电-气综合能源系统的联合调度研究。为了减少碳排放和加快求解速度,本文提出了一种计及时段粒化的电-气综合能源系统低碳经济调度策略。首先,考虑碳交易机制,建立了电-气综合能源系统低碳调度模型;其次,提出了一种计及时段粒化的快速求解策略,该策略利用改进的k-means聚类方法把调度周期的96个时段粒化,从而加快模型的求解速度;最后,采用电力39节点和天然气20节点的电-气综合能源系统进行算例仿真,仿真结果验证了构建模型与所提出策略的可行性和有效性。

一种含分布式电源的中低压配电网状态估计方法研究

为解决含分布式电源的中低压配电网中三相不平衡的状态估计问题,提出一种含分布式电源的中低压配电网状态估计方法。在包含分布式电源的中低压配电网中引入变压器等值模型,以节点注入电流方程为基础,建立了可同时处理三相三线制和三相四线制量测量的量测方程,扩大了其实用范围并提高了对系统的估计精度。其次,将直角坐标下线性零注入约束作为等式约束条件加入中低压配网状态估计模型中,使节点注入功率严格为零,并使计算过程得到简化。最后,采用细菌群体趋药性算法(BCC)对该模型进行状态估计。IEEE13节点修正系统算例的仿真结果验证了所提方法的有效性,且表明该方法具有良好的估计精度和收敛性。

计及源荷不确定性的独立型交直流混合微网多能源协调优化调度

传统独立型交直流混合微网的可再生能源供电比例高,但储能和其他可控电源容量有限,易出现切负荷或弃风弃光现象。首先,为提高系统的供能可靠性和可再生能源的消纳水平,设计出一种基于氢储系统实现交流、直流、氢气、热力与天然气能源系统深度耦合的能量枢纽结构;其次,为实现设计系统的多能源协调优化调度,构建出一种计及源荷不确定性的两阶段鲁棒优化模型,模型中第一阶段确定所有能源转换和存储设备的运行状态,第二阶段确定最恶劣场景及各设备出力方案,并且可利用不确定度参数灵活调整调度结果的保守性;然后,基于强对偶理论和大M法将优化模型转换为具有混合整数线性形式的主问题和子问题,并采用列与约束生成算法求解;最后,算例分析结果表明所建模型的合理性,求解算法的有效性以及调度结果的鲁棒性和经济性。

考虑弹性提升的城市电—气互联能源系统扩展规划

随着燃气发电技术和电转气技术的发展,电—气互联能源系统扩展规划成为研究的热点问题,同时近年来频发的极端自然灾害威胁着电—气互联能源系统的正常运行。为此,在极端自然灾害场景下,对兼顾弹性提升的城市电—气互联能源系统扩展规划问题展开研究。首先,对系统中的基础元件进行抗灾等级划分,用于描述灾害后的元件损坏情况;然后,以投资成本和失负荷成本之和最小为目标,应用储能蓄电池、分布式燃气发电机、储气罐以及电转气装置等设备,提出一种考虑弹性提升的城市电—气互联能源系统扩展规划的鲁棒优化模型;最后,利用列和约束算法对提出模型进行求解,并采用改进的IEEE 33节点电力系统和比利时20节点天然气系统进行仿真测试,得到一定极端自然灾害预算情况下的规划结果,从而验证所提出的扩展规划模型能够起到提升系统弹性的作用。

变压器绕组直流电阻测量及结果分析

测量变压器绕组的直流电阻的目的是检查绕组接头的焊接质量和绕组有无匝间短路,电压分接头开关的各个位置接触是否良好,引出线有无断裂,多股导线并绕的绕组是否有断股等情况,下面就测量及结果做如下分析。

郴州城区配电自动化建设中的通信方式选择

配电自动化是集计算机技术、自动控制技术、数据通信技术、数据库及相关电力系统技术于一身的信息管理系统。我们通常把从变电到用户用电全程的监视、控制和管理的综合自动化系统称为配电管理系统,其内容包括：配电网络数据采集和监控（SCADA）、地理信息系统、

新型电力系统背景下高职院校电力专业课程教学模式探索——以电力系统分析课程为例

在新型电力系统建设背景下,各岗位新的胜任力标准指明了电力专业课程教学模式改革的方向。为了在新型电力系统背景下构建出科学的高职院校电力专业课程教学模式,该文分析了新型电力系统的特点及其对高职院校电力专业课程的影响,讨论了目前高职电力专业课程教学模式存在的问题,结合文献研究法研究相应的课程教学以及教学管理经验,提出具体的应对策略。