序列运算理论及其应用

为了更好地处理电力系统中的各种不确定性因素 ,文中从数学的高度建立了一套序列运算理论。提出了任意两个定义在非负区间上的离散序列之间的卷和运算、卷差运算、交积运算、并积运算 ,研究了它们的交换律、结合律、分配律等运算性质 ;与代数中的 1 ,0 ,∞相对应 ,提出了单位序列、零序列和无穷序列的概念 ,得到了它们的特殊性质。最后分析得到 ,这几种序列运算分别相当于代数中的加法、减法、乘法等运算。序列运算这一研究成果具有普遍的指导意义 ,可望在电力系统和其他领域发挥积极的作用 ,目前已经实现了适合于综合资源规划和电力市场的新的随机生产模拟算法 。

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。

含风电场的电力系统随机生产模拟

介绍含风电场的电力系统随机生产模拟方法。在此基础之上，提出评估风电场容量可信度和可避免费用的计算方法，为政府部门和电力公司制定风电发展规划及其相关政策提供了科学的分析手段，对并网风电场的发展具有重要意义。

基于序列运算理论的随机生产模拟算法的实施

该文介绍了文献[1]所提出的随机生产模拟算法的实施与应用。其主要思路是,将生产模拟看作供应-需求的匹配过程。整个计算既可以基于时序负荷曲线进行,也可以基于持续负荷曲线进行,还可基于期望值理论,计算各个单一资源和单一需求的可靠性和经济性指标,同时分析了其它指标的计算方法、算法的存储量和计算技巧等。同时,应用该文方法能较方便地分析传统随机生产模拟的一些结论。对于传统的模拟问题,通过对IEEE-RTS实际算例的计算以及与 已有算法结果的比较,取得了一致的结果,证明了本算法的正确性。文中方法还可以突破传统随机生产模拟方法的局限,应用于综合资源规划、电力市场之中。该文通过区分多种负荷类别的算例说明了方法的适应性。

随机生产模拟的序列化分析

传统的随机生产模拟通过离散卷积计算可靠性指标。但该方法不能解决综合资源规划面临的新问题,因为其中的系统负荷被划分为若干部分,每个部分具有不同的可靠性要求;类似的情况也存在于电力市场环境中。该文以序列运算理论为基础,建立了一种新的随机生产模拟算法,以评估系统的可靠性和经济性;提出了将需求与资源序列化的方法,通过使用供需双方对应的概率性序列进行卷和、卷差、交积等运算,完成逐个的资源-需求加载过程;指出了算法中各种运算以及模拟结果的期望值所代表的明确的物理意义。

考虑机组故障的系统机组检修计划模型

发电机组一旦故障,不仅需要较大费用更新破损元件,而且恶化了系统可靠性,增大了运行成本。当前的检修模型未考虑该因素的影响,或将其故障率简化为一常数,对系统运行带来风险。文中基于机组浴盆曲线的失效模式及其期望更新费用,分析了机组检修及故障停运对系统运行成本的影响,包括系统可靠性成本、发电成本、机组更新成本及检修成本,其中前两者通过等效电量函数进行系统随机生产模拟确定。基于此,以最小化规划期内系统总运行成本确定检修计划,由于其非线性、不可微,因而采用遗传算法进行求解。与常规模型相比,强调了机组变化故障率对系统及其自身运行的影响,21机系统的仿真结果验证了其有效性和实用性。

基于随机生产模拟的直购电交易成本效益分析

直购电交易是电力市场的重要交易模式,也是我国推进电力体制改革的重要举措。直购电交易的开展对电力系统调度运行产生了深刻影响,针对该问题,采用广泛用于电力系统成本分析、可靠性评估、电价预测等方面的随机生产模拟方法,对直购电交易的成本效益进行分析计算。由于参与直购电交易的机组不服从统一调度,不承担该直购电交易以外的负荷;而参与集中交易的机组经统一调度可承担直购电交易未满足的负荷,因此借鉴互联电力系统的思想,将系统按交易类型分为直购电交易系统和集中交易系统两类子系统;联络线传输容量由直购电系统向集中交易系统方向为0,由集中交易系统向直购电系统方向为无穷大。考虑了风电参与集中交易及直购电交易两种情况,利用EPRI-36机组系统验证了所提方法的有效性,评价了直购电交易的成本效益,可为市场运营、政策制定提供参考。

电力系统边际发电成本的概率分布函数估计方法

应用系统边际发电单元的概念，利用随机生产模拟方法，提出一种计算电力系统边际发电成本概率分布函数的有效方法。它不仅能考虑发电机组强迫停运和负荷预测的不确定性，且易于计入燃料价格的不确定性。该方法物理概念清晰，易于理解和实现，可用于电力市场的定价研究。用ＩＥＥＥ－ＲＴＳ的数据测试结果表明了该方法的合理性和有效性。

发电系统运行费用方差的快速解析算法

本文提出一种新的发电系统运行费用方差的解析算法,从导出的方差计算公式直接求出系统发电量及系统发电费用期望值的方差。与现有计算方法相比,该方法不仅大大提高了计算速度,而且具有准确性高的优点。

基于等效间隔-频率分布的含风电场电力系统随机生产模拟

在随机生产模拟中,负荷的时序波动会导致发电机的起停和相关的动态运行费用。随机生产模拟频率持续(FD)法能反映上述时序波动因素的作用并进行相应的指标评价,但因其没有考虑过短时间间隔内发电机连续起停的不可行性,评价结果存在一定偏差。在风电等间歇性能源接入量不断增加的情况下,系统净负荷的波动性进一步提高,这种现象更加显著。为获得更加合理的评价结果,将负荷频率曲线扩展至负荷超越的间隔-频率分布及间隔-频率分布族,同时反映时序波动的频率信息和时间分布信息,形成了基于等效间隔-频率分布的随机生产模拟解析算法。通过EPRI 36机组算例验证了所提方法的有效性。

含风电机组的随机生产模拟改进算法

等效电量频率法是针对大多数随机生产模拟忽略负荷的时序性而难以计算系统动态费用的问题而提出的随机生产模拟方法。将等效电量频率法忽略的除本台机组外的其他机组故障影响纳入机组启停次数的计算中,形成了改进的等效电量频率法。该方法在计算负荷频率曲线的时候考虑了应变分量f(i)3(x)的影响,并引起机组开机期望值、系统失负荷概率、缺电成本和启停费用的改变。通过对EPRI 36机组的随机生产模拟结果进行分析和比较,结果表明改进算法对系统可靠性和经济性均有改善。

一种长期电力市场模拟的解析模型

构建了一种长期电力市场的理论计算模型,该模型继承于电力系统随机生产模型,考虑了机组的强迫停运以及负荷随时间的波动变化。在此基础上,考虑了机组报价的不确定性,并将其归结为离散的随机变量。按照市场统一出清的规则,提出了一种以等效机组代替机组容量块的求解算法,并给出了数学证明以及计算量估计。给出了基于IEEERTS数据的计算结果,通过与MonteCarlo算法的比较证实了该算法的正确性。

风电场的容量可信度和可避免费用计算

建立了风电场发电可靠性模型，考虑了风的随机性、风电机组的强迫停运率、尾流效应以及不同风电场之间风的相关性。基于该模型和电力系统随机生产模拟，提出风电场容量可信度和可避免费用的计算方法，这对并网风电场的规划具有十分重要意义。

用户与电力公司之间电力期货合同的风险建模

本文介绍用户和电力公司之间一类可选择的电力期货合同的风险模型 ,并应用边际发电单元的概念和随机生产模拟技术 ,提出一种计算电力公司边际发电成本概率分布函数的有效方法 ,可应用于合同定价模型 .该方法不仅能考虑电力公司发电机组强迫停运和负荷预测的不确定性 ,而且易于计入燃料价格的不确定性 .

基于随机生产模拟的发电系统储能容量优化配置

在发电系统中配置储能可提高系统的灵活性,缓解高比例可再生能源发电并网给调峰带来的压力。在众多的储能技术中,蓄电池储能备受青睐,世界各国兴建了众多蓄电池储能示范项目以促进其发展。在电源端合理配置储能容量,有助于提高发电系统的经济性。为此,提出基于随机生产模拟的发电系统蓄电池储能容量优化配置模型,该模型以发电系统的综合成本最小为目标,计及系统、发电机组以及储能的运行约束;利用含储能的随机生产模拟算法优化确定储能充放电调度策略与最优配置容量。通过IEEE-RTS 79测试系统验证了所提方法与模型的有效性,可为储能电力市场运营和电源规划提供参考。

概率性序列及其运算理论

在电力系统中,一般使用离散的分布函数来表示发电机组在各种容量情况下的可用率。针对电力系统的这一实际需求,该文在一般序列运算的基础上,定义了一种特殊序列——概率性序列,并进一步详细探讨了其运算性质。从概率论的角度,定义了序列的期望值,并且详细给出了原始序列以及派生序列的期望值之间的运算关系。状态空间分析是该文的一个重要进展,经过对概率性序列的4种序列运算的状态空间分析,发现了其运算所对应的子空间具有明确的物理意义,这一结论对整个序列理论在电力系统中的应用具有重要价值。概率性序列的上述研究成果,成为后续的随机生产模拟研究的理论基础。