考虑超碳需求响应的综合能源系统低碳优化调度

西北地区新能源发展迅速,充分利用当地独有的光热资源优势,同时结合火电低碳化改造与新能源协同运行,有利于推动当地能源系统绿色低碳转型。为尽最大限度地提升系统的减碳能力,提出一种基于源荷协同降碳的超碳需求响应模型,将动态碳排放因子作为分时电价的惩罚因子,从而将源侧碳信号传递至荷侧,驱使用户侧进行低碳性状态转移。首先,在日前调度阶段,构建预调度-再调度两阶段调度运行机制,再调度根据预调度的系统状态信息进行超碳需求响应,来深度降低系统碳排量。其次,将光热电站引入综合能源系统,与风电场、碳捕集电厂协同运行,从而构建高比例新能源场景,来验证超碳需求响应在此场景下的减碳效益。最后,建立了基于超碳需求响应的预调度-再调度两阶段低碳调度模型。经算例仿真分析表明,所提源荷协同降碳的新思路能有效提高系统的减碳能力,深入挖掘系统的降碳空间,提升系统的经济效益。

含风电场的电力系统随机生产模拟

针对风电机组出力的间歇性和波动性,提出了基于等效电量频率法(equiva1ent energy and frequency function method,EEFF)的电力系统随机生产模拟方法。将等效电量函数法(equiva1ent energy function method,EEF)与频率持续法(frequency and duration,FD)相结合,用来评估风电场接入对电力系统生产运行的影响。该方法在生产模拟中保留了负荷和风电机组的时变特性,除了可以得到常规算法所能得到的生产模拟结果外,还可以评估风电场对常规机组造成的开停机影响,以及与火电机组开机、暖机等因素相关的动态费用。EPRI36机组随机生产模拟结果验证了所提方法的正确性和有效性。

分布式风电源选址定容规划研究

针对风电机组出力的间歇性、波动性,以及负荷变化的不确定性,应用机会约束规划建立了分布式风电源(distributed wind generation,DWG)接入现有配电网的选址定容规划模型,以独立发电商(independent power producer,IPP)收益最大为目标函数,采用随机潮流判断规划方案是否违反节点电压约束和支路功率传输约束。将模拟植物生长算法(plant growth simulation algorithm,PGSA)应用到DWG选址定容规划中。33节点配电系统DWG规划结果验证了模型的合理性和PGSA算法的有效性。

含风电场的双层电源规划

按分解协调的思想,建立了考虑调峰、调频及环保约束的净收益最大化双层电源规划模型,计及了上网电价差异对电源规划的影响。上层规划为电源投资决策问题,以发电商总收益最大为目标函数,决策变量是待选电厂的投建时间和台数以及已有电厂的退役时间和台数;下层规划为生产优化决策问题,其又可以分成机组检修计划和随机生产模拟2个子问题,决策变量分别为发电机组的检修时段以及各发电机组在负荷曲线上的运行位置。提出了模拟植物生长算法、最小累积风险度法、等效电量频率法相结合的求解方法。算例结果验证了所建模型的合理性和有效性。

含风电场的电源规划综述

风电作为目前可以商业化发展的可再生能源发电方式,对落实我国能源发展战略和调整电力结构有重要作用。风电与常规电源相比具有随机性、间歇性、能量密度低、可控性弱等特点。文中分析了风电接入对电力系统的影响,以及给电源规划带来的挑战;总结了国内外在含有风电场的电源规划及电力系统可靠性评估方面的研究现状,并对未来的研究方向提出了一些建议。

电力系统规划与静态安全评估软件设计与实现

设计并实现了电力系统规划与静态安全评估相结合的应用软件,基于模块化的思想将系统分为电源规划、电网规划、静态电压稳定分析与安全风险评估4个功能模块。采用ORACLE数据库统一管理各模块所需数据,保证了模块之间的数据同步。在电源规划中采用改进的等备用率法进行机组检修规划,实现了多分段机组随机生产模拟技术,并考虑了水电机组和抽水蓄能机组。在电网规划中增加了N-2安全校验。在静态电压稳定分析中采用了基于π型基本回路模型的电压稳定指标。在安全风险评估中建立了能定量评估规划网络和运行网络安全状况的风险评估指标体系。华东地区某实际电力系统的仿真计算验证了该软件系统架构和算法的正确性和有效性。

主动管理在含有分布式电源的配电网中的应用

介绍配电网主动管理(AM)的概念和原理,建立AM问题的最优潮流(OPF)模型;提出定量评估系统,采用多种技术经济指标评估AM对含有分布式电源(DG)的配电网的影响;并应用FCM聚类算法简化初始数据集.对改进的33节点系统的评估结果表明:应用AM能够有效地减少配电网的线损,改善电压分布,并可以提高DG投资者的净收益.

基于B/S模式的电力系统分析软件

B/S模式是伴随着Internet发展起来的新型的软件开发模式,M atlab是一种解决工程计算问题的高性能语言,开发将B/S模式与M atlab相结合的电力系统分析软件具有很强的现实意义。该文阐述了系统的结构和原理,提出了相应的解决方案。利用ASP.NET和C#实现了系统的B/S结构,利用SQL Server数据库完成服务器端数据的管理,并利用M atlab实现了服务器端的相关计算。软件具有客户端零安装和免维护、易于扩展以及开发周期短等优点。

考虑光热电站调峰补偿的高比例新能源电力系统经济调度

近年来,西北地区新能源装机容量不断增加,电力系统调峰问题凸显,通过当地新兴灵活可控的光热发电参与调峰能有效缓解上述问题。首先,着重考虑光热电站出力下调而导致的热电转换效率损失,分析光热电站运行成本,建立其深度调峰成本模型,进而得出光热电站参与调峰辅助服务的补偿。其次,考虑深度调峰成本的前提下,以系统综合运行成本最优为目标,构建考虑光热电站调峰补偿的电力系统日前优化调度模型。最后,通过IEEE-30节点对所提补偿方法及调度模型进行算例仿真。算例结果表明,该补偿方法提高了光热电站参与调峰的积极性,所提调度模型能够利用光热电站灵活调节的调度优势,提高电力系统风光消纳水平的同时降低运行成本。

机组检修计划的最小累积风险度法

以等风险度原则为基础,以各检修时段风险度方差最小为目标函数,建立了发电机组检修计划模型,提出了最小累积风险度法。该启发式求解方法采用半不变量法结合Gram-Charlier级数展开法求解系统的风险度,通过寻找检修区间内累积风险度最小的区间确定待检修机组的检修位置。以IEEE-RTS系统为算例的机组检修计划结果验证了最小累积风险度法的有效性。

考虑分布式电源调峰的配电网规划

基于最大负荷的传统配电网规划方法往往需要投入大量资金建设配电网架,带来较大投资风险,并且供配电设备得不到充分利用。对此提出引入分布式电源(DG)调峰的配电网规划方法。该方法从供电公司的角度,以线路投资、网络损耗和DG投资以及DG调峰所增加的附加费用之和最小为目标,规划未来配电网络。文中充分利用配电网正常运行时呈放射状的网络结构特点,提出一种操作简单的启发式方法确定DG的位置和容量,以消除配电网架在最大负荷水平下的支路过载。此外,还讨论了不同类型DG对网架规划方案的影响。算例分析结果验证了所提出的方法的可行性和有效性。

考虑电力系统安全的输电网规划

设计了考虑电力系统安全的输电网规划流程,改变了传统规划只考虑N安全和N-1安全的规划模式,进一步计算分析了规划网络在N-2安全情况下的缺电成本。文中采用故障筛选再规划的方式提高了N-1安全规划的计算速度,实现了大规模规划问题的求解,满足工程应用需要。18节点系统及实际电网147节点系统的计算结果表明,该方法行之有效。

基于随机生成树策略的配网重构遗传算法

常规遗传算法求解配电网重构不能保证配电网的辐射状结构,会带来大量不可行解,而现有的改进编码方法和遗传策略操作复杂、计算量大、对复杂配电网并不十分有效。为了解决上述问题,引入了随机生成树策略,即根据支路序号的实数编码方式产生随机序列,再利用图论的"避圈法"产生对应的生成树,确保每个重构方案都是树状结构,使遗传进化在解空间内连续进行;同时为避免早熟,提高收敛速度,在变异操作中动态控制变异率。33节点和69节点典型算例验证了方法的有效性和良好的计算性能,表明方法求解迅速、简单有效。

欧洲3·20日食对含大规模光伏发电的电网运行影响及启示

随着电网中可再生能源比例持续增长,日食等极端天气条件对大规模光伏发电、风电等电源并网运行将产生显著影响,电网安全稳定运行面临前所未有的挑战。对2015年3月20日欧洲日食发生期间光伏发电运行的基本情况及电网调度运行的成功应对措施进行了分析,探讨了未来含高比例可再生能源电力系统的运行常态及特点,提出了此次事件对我国含高比例可再生能源电网安全稳定运行的几点启示,最后对2016年日食对我国青海电网运行的影响进行了分析和展望。

基于能耗费用评估的电网最优风电接纳功率分析

以能耗费用最低为目标,提出了基于能耗费用评估的电网最优风电接纳功率分析方法。该方法综合考虑了火电机组发电成本、风电的节能降耗效益、旋转备用成本以及电网的安全约束等因素,以确定既有电网的风电最优接纳功率。基于遗传算法求解模型,并通过IEEE-118节点算例对所提方法的可行性进行了验证。

含不确定性电源的电力系统柔性生产模拟

大规模不确定性电源接入电网给电力系统带来了随机性、波动性和间歇性等不确定性因素,现有的随机生产模拟理论不能很好地解决上述形势下的电源规划和评估。鉴于此,提出了"电力系统柔性生产模拟"的概念并研究了其一般方法和流程。该方法不仅能得到传统随机生产模拟的可靠性和经济性指标,还给出了考虑不确定性电源和储能接入下的不确定性电源发电的容量可信度以及可避免费用等。所提方法还从电网调峰和调频两个层面和时间尺度评估了系统的弃能电量。在调峰层面,基于电网调峰需求和调峰能力加以分析给出了该层面的弃能电量;在调频层面,采用多场景分析理论给出了调频层面弃能电量的评估方法。电力系统柔性生产模拟能为含不确定性电源的电源规划及评估提供理论依据,并能全面评估不确定性电源的接入对电网造成的影响。对2020年西北规划电网的仿真计算验证了所提方法的正确性和有效性。

计及汇聚特性的光伏电站群集中外送输电容量优化配置方法

由于光伏发电功率的波动性、间歇性等特点,按光伏电站群总装机容量来规划其外送输电容量,很可能造成输电容量的过度配置,必须充分考虑光伏功率整体波动性的影响。基于光伏电站实测功率数据对光伏功率汇聚特性进行了分析,构建了计及天气变化、汇聚特性等因素的光伏电站群等值功率模型,并在此基础上提出一种光伏电站群外送输电容量的优化配置方法。该方法以光伏电站群外送输电工程综合收益最大化为目标,包含了输电收益、输电线路建设成本及可能由于阻塞造成的"弃光损失"等因素。算例结果表明,与按装机容量等额配置外送输电容量的全容量法相比,所提方法可显著提高输电线路利用率及输电工程综合收益。

计及功率相关性的光伏电站群置信容量评估方法

由于光伏发电的随机性、间歇性等特点,评价光伏电站群置信容量时必须充分考虑光伏发电功率波动及光伏电站间功率的相关性。通过对光伏电站群功率特性的分析,采用Copula函数模拟光伏电站间功率相关性,建立计及太阳辐射时变性及功率相关性的光伏电站群功率模型,并以此评估光伏电站群置信容量。算例以IEEE—RTS79为规划系统,以缺电时间期望(loss of load expectation,LOLE)及电量不足期望(loss of energy expectation,LOEE)为指标,计算不同装机容量下光伏电站群置信容量。结果表明,与传统方法相比,本方法可以更实际地评估光伏发电的置信容量。

主动管理模式下分布式风电源规划

提出主动管理模式下基于双层规划的分布式风电源选址定容规划模型,以分布式风电源的净收益期望值最大作为上层规划目标,以满足节点电压和支路潮流约束下风电源出力切除量期望值最小作为下层规划目标,考虑主动电压管理在改善节点电压和支路潮流方面的积极作用,提出模拟植物生长算法与概率最优潮流算法相结合的求解方法.33节点配电系统规划结果验证了规划模型的合理性和求解算法的有效性.

兼顾输电利润和社会成本的输电网二层规划方法

提出了兼顾输电利润和社会成本的多阶段输电网规划的二层规划模型。该模型上层对输电网进行投资决策,以输电网投资收益最大化为目标。下层为基于社会成本最小化的短期边际成本定价模型,利用了阻塞收益约束限制输电利益。输电利益计算了服务收益和阻塞收益,利用了潮流跟踪法确定发电节点对线路的使用,从发电公司收取输电服务费实现输电投资成本的回收。采用了改进小生境遗传算法和原始-对偶内点法相结合的混合算法对所提模型进行求解。18节点和77节点系统的结果表明所提模型和算法可行。