考虑月度机组组合的节能发电调度模式与方法

自实施节能发电调度办法以来,我国发电量的结构发生了重大变化,能耗越小的机组,其利用小时数越高,各节能发电调度试点省份均取得了良好的节能与社会效益。以现有节能发电调度模式为基础,提出更有序、更有效的新型模式。该模式着重在月度优化决策机组的开机方式,通过大机组之间的有序配合,在更长的时间范围内实现节能发电调度。根据机组实际的煤耗特性,建立了月度机组组合高效模型;采用分段线性化的方法,在不损失最优性的前提下求解模型;应用广东电网2010年10月的实际调度运行数据验证了新型模式的科学性和有效性。

月度安全约束机组组合建模及求解

月度发电计划的复杂性和求解规模,使得月度机组组合方案的制订变得十分困难。文中基于兼顾计算性能和月度计划关键需求的原则,通过时段简化和电力电量解耦,建立了以电量进度偏差最小为目标的月度安全约束机组组合(SCUC)模型,并采用混合整数规划(MIP)算法加以求解。实际系统算例测试验证了该模型的有效性。

考虑多级断面约束的月度火电机组组合方法

日益复杂的电网网架结构和调度运行需求使得机组组合优化问题非常棘手。该文依托某省级电网实际工程,兼顾电网'三公'调度,提出一种多级断面约束下机组组合优化方法。将电站后续负荷率作为启发信息,以系统备用容量是否充足作为判别条件,确定机组开启和调停顺序,迭代修正机组开机方式;提出多级断面校核及修正策略,基于对网络拓扑结构的精准描述,采用从低压至高压逐级安全校核、越限断面修正、过载负荷转移等系列措施,实现了断面越限的识别和校正控制。电网火电机组组合模拟运行结果表明,得到的机组组合方案是合理可行的,能够满足多级断面安全控制要求,比实际调度能更好地保证各电站电量的完成进度。

协同短期调度的新能源电力系统月度机组组合模型与快速求解方法

为实现多时间尺度下新能源电力系统经济、灵活运行与发电资源最优性配置,该文考虑月度机组组合与短期调度之间的层次衔接关系,提出协同短期调度的月度机组组合模型与高效求解算法。首先,结合风电短期随机不确定性与长期相关不确定性之间的概率统计规律,提出基于非参数核密度估计与自回归滑动平均分析的新能源出力模拟方法;在此基础上,通过协调月度机组群开停机计划与短期调度的互动关系,构建协同短期调度的多场景月度机组组合模型。其次,针对该混合整数线性规划模型的计算复杂性问题,利用约束转换技术与松弛诱导技术,提出一种基于分支—定界原理的改进求解策略。最后,结合某省区电网进行实际算例对比分析,论证协同短期调度的月度机组组合模型与求解算法的有效性。

江苏电网月度机组组合系统设计

为了提升系统运行经济性,有必要在月度时间跨度上优化机组组合方案,并与日前、日内调度计划方案配合,制定更优的调度计划。结合江苏电网月度机组组合系统的建设,阐述了月度机组组合与日前、日内调度计划之间的配合关系,设计了月度机组组合系统的框架结构和计算流程,探讨了江苏电网月度机组组合系统的优点。江苏电网应用结果表明,月度机组组合系统能够有效优化机组启停方案,提升调度计划的精细化水平。

基于分布式计算的月度机组组合高效算法设计

月度机组组合是电力系统中长期运行方式安排的重要内容。为解决传统以“内点法+混合整数规划”为核心的求解算法在解决大规模月度机组组合问题时计算效率较低的问题,本文提出了一种基于混合维度粒子群分布式算法的月度机组组合高效计算方法。混合维度粒子群算法以传统粒子群算法为基础,通过将原种群根据其混合整数变量拆分为多个互不重叠的子种群,将原串行计算问题等效转变为并行问题,从而可利用多个子计算服务器同时求解,提升计算效率。最后基于某省级电网实际数据构造的算例表明,相较于传统粒子群算法,分布式计算能大幅提高月度机组组合问题的计算效率,同时计算效率随计算服务器增加而提升,对解决当前电网规模不断扩大下的月度机组组合高效计算问题具有显著效果。

考虑多场景新能源预测的月度机组组合研究

为提高月度机组组合对不确定新能源的适应性,提出了一种考虑多场景新能源预测的月度机组组合方法,以提升电网新能源消纳能力。首先介绍了新能源多场景预测的基本概念,并提出了多场景新能源的表示模型。在此基础上,以预期运行成本及新能源损失电量最小化为目标,考虑电力电量平衡、网络安全、电厂合同电量等运行约束,构建了考虑多场景新能源预测的月度机组组合模型。该模型本质上为混合整数非线性规划问题,可以利用CPLES等规划程序包求解。以IEEE-30节点系统构造的算例表明,该方法能够充分考虑不确定新能源对电网运行的影响,提高月度机组组合方式对不确定性新能源消纳的鲁棒性。通过调整运行成本和新能源损失电量之间的比例系数,可以优化机组组合方式,协调系统运行经济性和节能性,提升电网运行整体效益。

电力系统机组组合问题的模型与优化方法

机组组合(unit commitment,UC)是电力系统优化运行的重要组成部分,该问题常可建模为高维混合整数规划问题.现对UC建模和优化方法的前沿工作,包括笔者及其合作者的部分工作,进行一个较为系统收集整理和阐述分析.首先给出UC问题的数学模型,然后全面综述了UC问题的求解方法的基本原理以及所取得的研究成果.讨论并分析了UC扩展问题(包括:机组阀点效应、水电与最优潮流).最后探讨了在智能电网环境下的UC问题发展方向,提出UC问题尚需研究和解决的问题(如:多能流、随机因素、深度学习等),以期为UC问题的研究者和管理者提供参考.

协调中长期市场交易计划与日发电计划的周机组组合策略研究

针对飞速发展的中长期市场化改革中如何协调中长期市场交易计划和日发电计划的问题,提出了以机组启停费用最小为目标的周机组组合方法,以承接中长期交易计划电量履约要求和节能减排优先级,并为日发电计划留足优化空间。决策模型以中长期计划的市场效益和节能减排效益已充分优化为前提,考虑电量完成进度约束、启停连续性约束和开机充裕度约束,针对最新的电网运行信息和系统平衡偏差,优化最佳的机组组合调整量。最后,以某省实际数据为基础构造算例,验证了该方法的可行性。该方法有利于降低机组再组合成本,最大限度地继承中长期计划的社会效益和环保效益。

适应月度直接交易的电量安全校核模型及方法

年、月度直接交易是本轮电力体制改革的重要特征,机组的交易电量合同作为月度计划制定的约束条件,要求刚性完成。因此,调度部门如何在综合考虑未来月电力平衡、电网安全、机组运行约束的前提下,对电厂签订的电量交易合同进行精细的月前安全校核、分析交易电量合同能否完成,是本轮电力体制改革面临的重要难题。对此,提出了适应月度直接交易的电量安全校核模式、模型和方法,能够在满足电网运行安全约束的前提下,基于闭环考虑电网安全约束的优化内核,量化分析校核月度交易电量合同的可执行性,实现对机组电量完成情况的预控。中国某省级电网算例的测试验证了所提出模式、模型与方法的有效性。

基于电源聚合-分解模型的新能源电力系统月度发电计划优化方法

针对高比例新能源电力系统出力随机波动性强、月度机组组合优化困难等问题,提出了一种基于电源聚合-分解模型的月度发电计划优化方法。首先,在区域电网聚合框架下,建立基于相同类型火电机组和风电场、光伏电站汇集节点的电源聚合模型;然后,以新能源月度出力多场景为输入,以全网发电经济性与清洁性最优为优化目标,建立月度机组组合聚合优化模型,确定聚合火电机组和新能源场站的总运行台数和总出力;最后,考虑系统节能发电、"三公"调度、机组运行约束、场站资源特性等因素,分别建立火电机组运行状态分解优化模型、发电经济调度优化模型、新能源场站电量计划分解模型,确定满足所有新能源出力场景的火电机组最优机组组合方式和新能源场站电量计划。算例基于"三北"地区某省级电网实际数据开展测算,结果验证了所提出方法的有效性和实用性。

考虑风电并网和电量分解的月度机组组合模型

合理的月度机组组合(unit commitment,UC)可以在更长时间尺度上进一步拓展风电消纳空间,但大规模风电入网造成的较强不确定性会给机组组合带来很大挑战。另外,由于基于比例分配法编制的月度合同电量调度实施难度较大,文章提出一种结合改进月度合同电量分解方法与考虑源荷不确定性的月度火电机组组合模型。将风电历史数据应用于月度机组组合决策,采用基于数据驱动的分布鲁棒方法结合随机优化技术求解机组组合与电量分解方案。计算结果表明,该模型能有效减少弃风量,提高火电机组负荷率.

基于降低风电场损耗的风电场优化调度研究

提出基于降低风电场损耗损的风电场优化调度模型。以风电机组关键部件总机械损伤量和风电场内集电系统网损最小为目标,结合风电场功率预测数据和负荷调度要求,建立机组优化调度的数学模型;应用粒子群优化算法和萤火虫优化算法求解非线性规划,寻找全局最优解。以华北某风电场为例进行测试,结果表明在满足负荷的要求下,有效减少启停机次数,降低部件损伤值,延长机组寿命,提高风电场运行的安全性、经济性。