基于可行域投影理论的新能源电力系统协同运行方法

随着新能源逐步成为电力系统的主体,传统电网体系的深层缺陷也日益显露。跨省区资源优化配置困难和分布式能源利用率低等能源协同体系的不足成为制约新型电力系统建设的瓶颈。为此,该文通过基于外割法的可行域投影等值算法刻画区域系统可行域,并通过并行伞约束辨识法剔除模型冗余约束,进而提出一种基于投影等值理论的新能源电力系统协同运行模式,通过可行域的交互实现各级调度体系间的高效协同,并提出了三种应用场景:配电网/虚拟电厂可行域聚合、省间多通道安全域计算和多时段输配电网协同运行。算例结果表明,所提算法和模式能够有效地降低区域电网规模,从而降低区域电网与调度中心的信息交互量,提升新能源电力系统运行优化效率。

电解铝负荷调节能力量化及参与电网协同调度

电解铝负荷具有热惯量特性,可为区域电网提供一定的调节能力。然而,负荷参与调节的前提是电网调度机构能够准确掌握其调节能力,实现负荷调节能力的可观性。从模型-数据双驱动的思路出发,结合电解铝负荷的等效物理模型和电网侧的历史数据构建电解铝负荷的生产-调节模型,从等效物理模型中挖掘负荷的调节能力,从电网侧数据中识别负荷调节能力的关键参数。在评估和量化电解铝负荷的调节能力后,将其纳入到区域电网考虑运行可靠性的协同优化调度模型中。以实际西北电网数据为基础进行测试,结果表明所提方法能够量化电解铝负荷的调节和备用能力,优化电解铝负荷参与电网协同调度。

电网电源优化配置与分布式能源接入的协调调度策略研究

文章旨在研究电网电源优化配置与分布式能源接入的协调调度策略,以解决传统电网的电源配置问题。通过分析电网电源优化配置的需求和目标,探讨分布式能源接入的影响。在此基础上,提出协调调度策略,包括建立调度模型、设计电网响应策略以及设计分布式能源调度策略。通过实例分析,验证了所提策略的有效性和可行性,为电网电源优化配置和分布式能源接入提供理论支持与实践指导。

基于麻雀搜索算法的区域微电网多目标协同优化调度

当前的区域微电网多目标协同优化调度矩阵一般为单向的处理形式,虽然能够实现简单的调度优化目标,但是对于调度范围存在一定的限制,导致交互功率降低,为此提出对基于麻雀搜索算法的区域微电网多目标协同优化调度方法的设计与验证分析。根据实际优化调度需求及标准的变化,先进行约束条件的设置,同时测算出对应的目标函数。采用多阶的模式,扩大实际的调度范围,并设计多阶并网协同运行调度矩阵,以此为基础,构建麻雀搜索算法下微电网协同优化调度模型,并采用横纵交叉的处理方式实现优化调度。经过6:00、12:00、18:00以及24:004个时刻的调度研究,在麻雀搜索算法的辅助下,优化完成之后,微电网的交互功率逐渐保持平稳,并未出现较为明显的波动,交互功率基本控制在70 kW以下,说明此种调度优化方式的针对性较强,调度的效率较高,可以确保微电网在运行的过程中保持平稳,具有实际的应用价值。

计及权系数影响的区域电网时段多目标调度优化策略

为了解决区域电网受风光机组出力的不确定因素影响的调度优化问题,提出了含风光机组在内的多电源多目标调度优化模型,目标函数中考虑了经济运行成本及环境治理成本,同时增加了备用容量和爬坡能力等约束。考虑权系数对多目标优化结果的影响,基于不同的负荷情况,对多目标优化的权系数进行动态选取,得到各阶段负荷下对应的权系数。该文将负荷分为基荷、腰荷及峰荷三种情况,根据模糊综合评价法对各种负荷情况动态确定权系数,以此提出四种优化方案。为了降低综合成本,在考虑了各种约束的前提下,利用改进的粒子群算法求解模型,求得四种方案下的分时段综合成本,并确定调度优化方案,同时得到运行周期内区域电网中机组出力的最佳策略,最后通过实例验证了所提基于动态权系数的多目标调度优化策略的有效性。

新能源高渗透率下的区域电网发展阶段划分方法研究

随着以风光为主的新能源渗透率逐渐提高,其出力的不确定性对电网产生的影响也逐渐增加。为解决这一问题,本文提出了一种分阶段划分区域电网新能源渗透率的方法。首先,从时间上阐述了含有新能源在内的区域电网发展阶段划分的原则,并按照灵活的供需关系对其进行划分。然后,针对电网灵活性资源进行定量评估,综合考虑不同形式下的灵活性供需情况。通过10机系统的算例分析,得出了区域电网消纳新能源接入的能力。当新能源渗透率达到一定阈值时,此时电网的发展已经进入新能源高渗透率的阶段,可能会出现区域饱和的现象。研究发现,在不同的电网中,该阈值也有所不同。本文提出的方法可为电力系统规划和运行提供参考,以提高电网的稳定性和可靠性。

电力调度系统备用调度管理研究

为提升电网系统的应急防范能力,须注重优化和改进备用调度控制管理。文章讨论了国内外电网备调发展现状和国内电网备调管理存在的问题,分析地区电网备用调度的应急提升策略,并探讨该策略下的备用调度控制实现效果,为相关部门提供参考。

电动汽车和新能源联合优化调度技术

本文首先分析了地区电网新能源消纳能力的影响因素,其次介绍了提升地区电网新能源消纳能力的措施,最后阐述了电动汽车和新能源联合优化调度技术,以期为提高新能源消纳水平提供一定参考。

考虑电解铝负荷特性的区域电网多时间尺度优化调度

为实现百色区域电网日前调度和实时调度之间的协调,建立了计及电解铝负荷的区域电网多时间尺度优化调度模型。模型的日前调度部分考虑可再生能源的波动性和常规发电机组的运行约束,以区域电网运行成本最小为目标;实时运行调度部分,利用可快速调节的电解铝负荷抵消可再生能源出力的波动,保证常规发电机组稳定运行及日前调度部分的有效性。算例计算结果表明孤网运行状态下经日前-实时两阶段优化后区域电网运行成本降低并且可再生能源消纳率升高,但电解铝负荷调节次数比较频繁,而与大电网联网运行时电解铝负荷调节次数比较少,区域电网整体运行效果更好。

直流跨区互联电网发输电计划模型与方法

直流跨区输电为大范围资源优化配置和清洁能源跨区消纳提供了高效的物理平台。充分利用区域间电源结构互济、负荷特性互补的优势,可以有效挖掘电力资源跨区协调优化潜力、提升电网清洁能源消纳能力。为此,文中在兼顾现有国(分)、省两级调度模式的基础上,提出了以直流联络线功率为协调变量,区内优化、跨区协调的直流跨区互联电网发输电计划模式;建立了考虑直流调整灵活性、直流联络线日交易电量、联络线运行功率曲线阶梯化等实际运行要求的发输电计划模型;提出了以直流功率为引导变量的跨区边际机组识别方法,解决了上述大规模混合整数规划模型的求解效率问题。基于省网实际负荷曲线进行算例分析,验证了所提模式、模型、方法的有效性。

地区电网火电机组超速保护定值深化研究

地区电网孤网运行时的频率控制是维持系统稳定的重要方面,当孤网系统转动惯量小,仅依靠高周切机、低频减载等措施可能无法满足系统频率要求,还会造成火电机组OPC保护频繁动作,系统频率振荡。针对新疆石河子电网孤网后的高频问题,通过OPC各项参数的深化研究(包括OPC保护动作频率值、动作时延、关闭时间间隔以及高压阀门关闭与否等参数)、不同机组间OPC协调配合研究以及OPC与高频切机协调配合研究等,提出一整套OPC保护定值配置原则,以避免或减少孤网运行时的系统频率振荡。

基于模型预测控制的微电网多目标协调优化

针对间歇性可再生能源出力与随机性负荷需求对弱电网环境下微电网电压稳定性的影响,综合考虑可控型分布式能源运行成本、储能系统运行成本以及可平移负荷的调度成本,以微电网公共点电压偏差最小与运行成本最低为目标,提出基于模型预测控制的微电网多目标协调优化控制策略。该策略由日内多时段滚动优化控制与实时反馈校正控制两部分组成。其中,日内多时段滚动优化控制以未来时段的预测模型为基础,求取当前时段各可控单元的优化控制指令;反馈校正阶段以储能系统出力调整量最小为目标,快速响应微电网内可再生能源出力变化与负荷波动。最后,通过一个仿真案例对所提策略进行验证,并分析了该策略的可行性和有效性。

网省地一体化电网运行方式可视化交互策略及实践

PSD-BPA程序已在我国各级电力调度部门得到广泛应用。针对其运行方式在网省地多级调度中以文本形式交互存在的流程控制困难、数据合并繁琐、无法实现数图双向联动等弊端,提出了一种可视化的网省地一体化电网运行方式交互策略。该策略以可视化地理接线图集成平台为基础,构建电网设备参数与图形单元的双向关联联动,实现了运行方式的完全可视化制作。同时,采用闭环的方式下发与上报流程控制,通过基于数据分块和网络拓扑对比的网省协调以及差异化存储的省地协调,实现了网省地运行方式的一体化交互。目前该策略已成功运用于云南电网月、年、3年等方式的交互制作,工作效率提升明显。

兼顾经济协调发展和电网安全的区域共同市场

区域电力市场的建设应贯彻区域经济协调发展的科学发展观。在打破省(含自治区、直辖市,下同)间壁垒和促进电力资源在区域范围内优化配置的同时,应慎重考虑3个重要问题:一是上网电价的上扬会带动销售电价上涨,还可能使经济欠发达省在电力紧缺时期买不到电;二是若完全摒弃省级交易,可能导致市场交易效率降低,使得安全校核和调度过于复杂化;三是应如何处理电网调度与市场交易之间的关系。为此,提出了基于差价合约和不同省市场开放程度有差异的上网电价风险规避方法,避免经济欠发达省在区域市场上买不到电的尴尬局面;提出资源优化配置应抓大放小和“统一市场、两级交易”的区域共同市场新思路;分析了电网调度和市场交易内在联系,提出了处理电网调度与市场交易之间关系的协调方式。

网省两级调度多电源短期联合调峰方法

在大电网平台下,利用各个省级电网负荷互补特性、以及常规水电、抽水蓄能、火电等电源调节性能的差异,协调多个电网间的电力分配,对于缓解中国电网普遍存在的调峰压力尤为重要。以华东电网网省两级调度平台为依托,提出网省两级调度多电源联合调峰方法。该方法根据电源类型将原问题分解为抽蓄、常规水电、火电、核电等4个独立子问题,并对应提出抽蓄启发式搜索算法、水电混合降维算法、火电切负荷调峰算法进行子问题求解;在此基础上,以系统负荷为关联因子,耦合前述算法和提出的网间电力分配二次规划方法建立多个子问题的协调求解框架,实现多种电源多个电网协调运行。实际应用结果表明,所提方法能够有效协调多个省级电网峰值负荷需求,比实际调度更好地发挥了华东网调电源的调峰作用。

基于电网模型等值的省地协同发电计划优化方法

部分地区电网中含有可调节机组,通过省地两级调度资源的联合优化可实现电网的全局效益,但省地调一体化调度模型因机组数量多、网络规模大,求解效率会受到限制。该文提出了基于电网模型等值的省地协同发电计划优化方法,首先,为了实现电网模型扩展的适度和有效,通过WARD等值原理聚类分析地区电网节点功率对外转移特性,将对外功率转移相似的节点网络化简为虚拟节点,压缩地区电网规模,与省级电网拼接形成全网计算模型,实现模型等值;其次,将化简地区电网的可调度资源作为等值机组建模,与省调机组一起进行参与全省发电调度优化,求得全省发电计划优化解;最后,将虚拟节点发电计划分解到地调机组,得到地区电网机组的发电计划。算例结果表明文中方法计算效率较高,可提高电网运行的安全性和经济性水平。

针对甘肃电网的高载能企业参与可再生能源消纳“荷-网-源”协调控制

随着中国可再生能源基地建设的快速推进,由于传输容量限制、调峰能力不足、备用不足等原因引起的弃风、弃光问题日益严峻。针对可再生能源的消纳问题,分析了负荷侧的高载能企业的调控特性,结合高载能企业的经营现状,分析得出高载能企业具备参与电网调节、增加可再生能源消纳的能力,提出了考虑高载能企业的"荷-网-源"协调控制的思路,建立了考虑高载能企业隐私的分布式调度的闭环协调求解模型,并通过算例初步展示了"荷-网-源"协调的效益。

电网暂态相继失稳风险评估及协调阻断方法研究

以跨区互联电网为背景,以阻断电网发生暂态相继失稳、降低发生大停电事故风险、减少系统失稳控制代价为目的,提出了一种基于多代理技术的电网暂态相继失稳协调阻断方法。该方法首先基于确定性和风险分析方法,搜索多种工况下电网发生严重故障导致系统功角失稳情况后在相继事件作用下可能发生的暂态相继失稳模式及其事故链。然后,基于EEAC分群理论对控制策略进行搜索,解决不同失稳模式下的控制策略冲突问题,利用EEAC量化分析工具对不同控制措施进行排序。最后,以系统总风险最小为目标对预防控制和紧急控制进行协调优化。仿真验证了该方法的可行性。

应对大规模功率缺失的区域电网日内发电计划优化调整方法

基于安全约束经济调度(SCED)的日内发电计划多应用于省级电网,当电网出现诸如特高压直流闭锁等大功率缺失时,基于送受端协商式的联络线计划调整难以快速实现互联省份的有效支援。针对上述问题,文中在传统SCED模型的基础上,提出了基于联络线断面和分省备用控制的日内计划模型。模型可在大区电网内,根据故障时电网的实际运行情况一次性求解机组及互联电网的联络线计划。将所述模型应用于华东电网,分析了宾金直流发生单极和双极闭锁时的计划调整过程。仿真结果表明模型可以在考虑安全约束前提下通过互济参数设置,灵活控制互联省份支援方式,以区域内机组及联络线计划调整发挥互联电网互济能力,实现有功大范围合理再平衡。

计及源荷双侧不确定性的跨区互联电网源网荷协同调度

日益完善的跨区互联结构、大规模间歇性新能源并网以及负荷侧参与调度能力的提升对电网调度提出了新的挑战,因此研究了源荷双侧不确定和可调度情况下跨区互联电网的协同调度问题。首先,以当前国内跨区互联电网的分层调度架构为基础,构建了计及联络线的跨区互联电网源网荷协同调度模式;然后,考虑到不确定性因素对系统约束条件和调度目标的影响,基于随机机会约束规划建立了该调度问题的基础优化模型。最后,考虑到基础模型存在寻优求解困难等方面不足,进一步提出了上层火电机组启停/联络线功率,下层火风光机组出力及柔性负荷调度量的改进分层优化模型,并采用2类粒子群算法分别对上下层模型进行求解。对不确定环境下的所得调度计划进行了分析,验证了所建分层优化模型的合理性以及求解方法的有效性。