可用输电容量协调决策的多目标机会约束规划模型与方法

如何合理考虑电力系统内各区域间输电容量的相互制约关系,对网络容量进行优化协调利用,以确保系统安全可靠运行是可用输电容量决策有待解决的重要问题。在此背景下,通过多目标规划对系统各个部分的输电容量进行同步协调决策,以确保最终得出的决策方案不会超出网络承受负载的能力,并避免由于局部输电容量利用过度而导致的整个系统可用输电容量明显下降的问题。首先,以各个区域间联络线累加功率最大为目标,考虑系统安全约束,构造了以最优潮流为基础的输电容量决策的机会约束规划模型,如此得到的最大输电容量中已经预留了适当的输电容量裕度。然后,采用随机潮流嵌入多目标差异进化算法的方法来求解所发展的优化模型。最后,以IEEE 118节点系统为例,说明了所提出的模型和方法的可行性与有效性。

考虑双边交易的电力系统可用输电容量研究

可再生能源发电并网与电力市场化运行是未来电力行业的发展趋势。如何在电力市场运行机制下,准确、及时地计算电力系统的可用传输容量(简称ATC),是电力调度和交易中心需要解决的技术难题之一。该文以双边交易模式下的ATC计算模型为基础,将含风电机组的潮流模型、发电机容量、节点电压以及热稳定极限等作为新的约束条件,建立了考虑风电机组并网的电力系统ATC计算模型及其求解方法。仿真结果表明:新成交的双边交易对电力系统的ATC有较大影响,电力调度和交易中心必须根据更新的ATC值,及时调整电力交易的对象和容量,以满足电力市场稳定和经济运行的技术要求。

以电网侧储能提升高比例可再生能源区域系统的可用输电容量

可用输电容量是电力交易可靠性的重要指标,已得到了广泛的应用。文章评估了电网侧储能对区域系统可用输电容量的影响,提出了一种考虑储能系统负荷转移能力的两阶段ATC评估框架。该架构在第一阶段建立了发电机和储能联合调度的日前机组组合模型,并基于场景的随机规划方法来描述可再生能源和负荷的不确定性。架构在第二阶段利用实时ATC模型,量化联络线功率的实时交易的最大传输容量。通过对IEEE 14节点,IEEE 30节点系统的算例研究分析表明,文章所提架构可以促进可再生能源消纳,增大了实时的区域可用输电容量。

暂态稳定约束的可用输电能力计算

提出了一种基于暂态约束的最大可用传输容量的发电计划调整方法,利用单机等面积定则原理(SGEAC)对预想事故快速扫描、找出严重故障,并计算出临界机组的功率转移量的估计值,进而提出发电计划调整策略。该方法既具有时域仿真方法的精确性与良好的适应性,又能获得单机稳定裕度。与其他能量函数相比,该方法不必进行失稳模式的判别,避免了穷尽式搜索,能够适应多重故障、多摆失稳场景和不同的失稳模式。同时,该算法对所有严重故障集同时处理,满足了实时预防控制的要求。通过对不同失步模式的实例分析验证了所提方法的有效性。

基于区域发电可靠性的指数解析模型及其应用 (二)容量效益裕度评估

目前在求解可用输电容量(ATC)时,容量效益裕度(CBM)的评估是根据预先设定的某一发电可靠性水平多次计算可靠性,进行迭代优化。在介绍发电可靠性指数解析模型的基础上,建立了考虑备用容量、联络线传输容量以及备用容量价格因素的3种数学模型,利用基于序列二次规划的算法,求解电力系统中对应于不同可靠性水平下的联络线CBM。该模型采用了区域备用容量和联络线传输容量的指数解析式,并考虑了区域之间的耦合关系,因此,在进行CBM优化时无需迭代,可快速准确地求解不同可靠性要求下的最优CBM。对TH-RTS测试系统的优化结果表明模型的准确性和有效性。

基于阻塞线路潮流约束的动态价区划分方式

区域电力市场的出清和结算完全基于价区,价区的划分是该市场机制的根本。动态的价区划分方法基于功率传输分配因子、节点价格等参数进行聚类,能准确地反映线路容量限制,然而该方法下系统仍可能存在严重阻塞。基于一种谱聚类的价区划分策略上提出了阻塞线路潮流约束,考虑多种价区功率分布拟合系数以表示净功率变化对阻塞线路潮流的影响。结果表明,约束有效缓解了阻塞,对现有分区方法提供了有效改进。

基于关口金融输电权的双边拍卖模型

介绍了金融输电权的拍卖机制,包括输电权拍卖容量的确定、拍卖的市场机制及拍卖原则等,提出了一种基于关口金融输电权的双边叫价拍卖模型。针对以往金融输电权拍卖模型的约束条件过于简单的特点,考虑了某条线路输电权的拍卖对其他线路潮流的影响,并通过计算基于直流潮流的功率传输分布因子来反映上述影响。在此基础上考虑了输电线路的可用容量约束,并建立了数学模型对其进行描述。最后通过算例分析验证了该模型的合理性。

计及风险控制的多区域ATC概率优化协调决策模型与方法

在电力市场环境下进行多区域可用输电容量(ATC)决策时,需要在维持系统安全运行与风险可控的前提下优化分配和协调利用现有的输电网络资源。利用非序贯蒙特卡洛仿真导出指定子区域在各种不确定性因素影响下的ATC概率密度分布,在此基础上构造能够使得风险收益最大化的多区域ATC概率优化协调决策模型,并利用多目标非支配排序遗传算法(NSGA-Ⅱ)进行求解,由该模型得到的各区域ATC计及了系统运行中有关不确定性因素所引起的风险成本和区域间同步协调问题。以IEEE 118节点测试系统为例对所发展的模型与采用的算法的基本特征进行了说明。仿真结果表明,电力系统运行中的不确定性以及不同区域的相对重要程度影响多区域ATC的决策风险。

区域电力市场中基于发电转移权重的交易可行域计算模型研究

交易可行域的计算是区域电力市场出清的基础条件,其结果准确与否会对市场效率产生显著影响。首先以欧洲跨区日前市场为背景,阐明了交易可行域的计算难点,随后针对性地研究了交易可行域计算模型、运作流程、参数定义及设定方法。通过算例分析了交易可行域安全裕度与发电转移权重两类大参数之间关系,求取了不同发电转移权重设定方法对安全裕度的影响程度。提出了采用基于实际电网数据的综合定义法选定交易可行域模型最佳参数,并应用于包含代理商报价的我国跨省-省级两级市场的交易可行域计算中,以解决我国区域市场在时序衔接和空间模型方面存在的问题。

电力中长期交易分步安全校核方法

针对目前中长期电量交易的安全校核问题,该文提出月度弹性预校核和日前校核相结合的分步安全校核方法。在月度市场开市前,调度机构向各区域的市场主体公布典型日发电量空间,并依此对机组的中长期交易电量和计划电量进行弹性预校核,形成预校核结果和相关风险提示,发用主体可自主决策是否对超过该限值的电量进行交易。在日前阶段,基于计划电量安排、市场交易的月分日电量,以最小化虚拟发电成本为目标,考虑最新的电网拓扑及线路约束、负荷预测、清洁能源出力预测、机组运行约束等,建立日前校核模型对日电量进行安全校核。最后,以IEEE14节点系统为例,模拟中长期市场交易的分步安全校核流程,验证了所提方法和模型的有效性。

基于路径组合计及ATC的省间中长期交易优化出清和系统研发

为提升省间电力市场资源优化配置能力,首先提出了交直流混联网络化简方法和交易路径搜索算法,为省间市场物理运行与经济运营耦合出清提供了基础数据,然后提出了基于路径组合的计及通道可用输电容量(available transmission capability,ATC)的省间中长期交易优化出清算法,并探索了不同定价方法。最后,基于实际电网数据,比对分析了以社会福利最大化为目标的优化出清和传统高低匹配两种出清方式,并验证了基于交易路径的边际定价方法。算例结果表明,相比于传统高低匹配方法,以社会福利最大为目标的优化出清方式能够更充分地挖掘通道的输送能力,有利于促进新能源的消纳;采用基于交易路径的边际定价方法能够满足省间中长期交易多通道集中出清定价的需求,保证市场主体之间的相对公平性。

考虑省间现货交易路径的ATC计算方法研究

随着电力市场和特高压的快速发展,电网可用空间及市场开展的边界难以通过人工经验判断,有必要研究省间现货交易的可用输电容量计算方法。针对该问题,结合电力现货市场特点、跨区域输电定价机制和电气距离,构建了考虑电气特性的省间交易网络模型,提出了基于遗传算法的省间交易路径寻优优化方法;与传统高低匹配出清方式下形成的交易路径进行对比,分析验证其可行性,寻得最优交易路径;将可用输电能力(available transfer capability, ATC)计算方法与交易路径相结合,以最优交易路径上的成交电量进行最优潮流计算,得到省间现货市场下基于交易路径的可用输电容量。