考虑设备变工况特性和灵活性供需匹配的园区综合能源系统优化配置模型

在综合能源系统中,建立合理有效的优化配置模型是实现系统经济运行和多能源供需平衡的关键。针对园区综合能源系统,提出一种考虑设备变工况特性和系统灵活性供需匹配的优化配置模型。考虑系统中设备能效的不确定性,建立其受多因素影响的变工况特性模型;为提升系统应对可再生能源输入及负荷需求不确定性的能力,提出灵活性供需匹配指标;以系统配置成本最优为目标、灵活性供需匹配指标为约束,建立园区综合能源系统优化配置模型。最后,以北方某园区为例进行仿真分析,结果表明在系统优化配置中考虑设备的变工况特性和灵活性供需匹配程度,可进一步提高系统配置的科学性和合理性。

计及灵活性供需匹配的耦合系统优化配置模型

可再生能源与火电机组在同一并网点对外形成耦合系统的场景在东北地区普遍存在。在该场景下,考虑可再生能源和火电机组作为统一的运营整体进行优化配置是实现系统经济运行的关键。本文针对耦合系统中可再生能源接入的波动性和负荷的不确定性,提出一种考虑系统内灵活性供需匹配的优化配置模型。首先,为提升系统应对可再生能源输入及负荷需求不确定性的能力,根据耦合系统内的灵活性需求和灵活性供给匹配程度,建立灵活性供需匹配指标;其次,以耦合系统综合收益最优为目标,以灵活性供需匹配指标为约束,建立耦合系统优化配置模型;最后以东北地区某局域电网为例进行仿真分析,证明在耦合系统优化配置中考虑一定的灵活性供需匹配,在实现系统经济运行的基础上,可进一步提高系统配置的有效性和合理性。

考虑灵活性供需匹配的电力系统自适应时间尺度调度策略

可再生能源和灵活性资源的大量接入,增加了电力系统调度的复杂性。为满足系统中灵活性需求波动的非平稳性,在计及灵活性资源响应特征差异化的基础上,文中提出了考虑灵活性供需幅频匹配的电力系统日前自适应时间尺度调度策略。首先,基于区间数理论描述了日前可再生能源功率预测误差率的不确定性,进而得到灵活性需求的不确定性场景。其次,采用均值变分模态分解技术对灵活性需求序列进行分解分析,建立灵活性资源的响应物理模型。然后,利用分解子模态的波动周期属性与灵活性资源的响应周期属性构建灵活性供需幅频匹配框架,并根据匹配结果建立自适应时间尺度的优化调度模型。最后,对优化后的IEEE 39节点系统和实际电网系统展开分析,验证了所提方法的合理性。

考虑配电网灵活性供需匹配度及网络传输的储能和智能软开关协同规划

随着分布式电源渗透率不断提高,配电网运行面临着源荷不确定性带来的灵活性不足问题。合理配置储能(energy storage system, ESS)和智能软开关(soft open point, SOP)等灵活性资源是解决该问题的关键。为此,从灵活性供需匹配度和传输能力2个方面提出了考虑配电网灵活性提升的ESS和SOP三层协同规划模型。其中,上层以ESS投资成本最小为目标对蓄电池和超级电容器等多时间尺度储能进行规划,中层以配电网年综合成本最小为目标对SOP进行规划,下层以各场景下的网络灵活性最优为目标进行优化,并采用自适应粒子群算法和二阶锥规划算法对模型进行求解。最后,在IEEE 33节点系统上验证了所提方法的有效性。结果表明,相比仅考虑单一时间尺度的规划方法,所提的ESS和SOP协同规划方法的配电网年综合成本降低了4.59%,实现了配电网经济灵活运行。