针对新能源电力系统中源荷不确定性导致的系统调度灵活性严重不足问题,文中提出了一种考虑源荷不确定性的电力系统两阶段鲁棒优化模型。根据源荷不确定性特征,结合K-means法和鲁棒优化理论,在多时间尺度对电力系统灵活性需求进行量化。...针对新能源电力系统中源荷不确定性导致的系统调度灵活性严重不足问题,文中提出了一种考虑源荷不确定性的电力系统两阶段鲁棒优化模型。根据源荷不确定性特征,结合K-means法和鲁棒优化理论,在多时间尺度对电力系统灵活性需求进行量化。首先,建立日前鲁棒调度模型,充分挖掘火电机组、抽水蓄能等资源的灵活调节潜力,将火电灵活改造及抽水蓄能抽发状态作为模型的第一阶段决策变量,各灵活资源的出力作为第二阶段决策变量,并以灵活改造成本、碳排放成本及运行成本最小为优化目标。其次,在模型求解中,将所建立的两阶段鲁棒模型转化为相对独立的主问题和子问题,并采用列与约束生成(column and constraint generation,C&CG)算法和强对偶理论反复迭代,以逼近最优解。最后,通过算例验证,所提出的优化调度策略在满足灵活性需求的基础上,统筹各类资源,实现了系统中经济性、环保性、灵活性的均衡,并增强了对源荷不确定性风险的抵御能力。展开更多
为探究高比例可再生能源系统下风光资源的消纳与多元化利用途径,提出一种电氨转换及风光时空相关性的多能耦合系统两阶段鲁棒优化模型。首先分析了电制氨的运行机制,并结合直接氨燃料电池技术,探讨了电制氨与氨燃料电池协同运行的系统...为探究高比例可再生能源系统下风光资源的消纳与多元化利用途径,提出一种电氨转换及风光时空相关性的多能耦合系统两阶段鲁棒优化模型。首先分析了电制氨的运行机制,并结合直接氨燃料电池技术,探讨了电制氨与氨燃料电池协同运行的系统特性。为综合考虑风光出力的相关性与不确定性并选择最相近极限场景,该文采用最小体积封闭椭球算法构建高维椭球集,并通过1-范数和∞-范数建立风光出力场景的概率分布置信集,有效整合风光出力不确定性的分布信息。针对鲁棒优化模型中二元变量导致计算时间较长问题,该文提出了一种改进列与约束生成(column and constraint generation,C&CG)算法,利用三分块-交替方向乘子法和近似凸化方法分别处理主-子问题,并通过非精确C&CG算法对主-子问题进行迭代求解,在确保计算效率的同时,快速逼近最优解。结果表明,所提模型获取的极限场景能够准确捕捉风光出力的时空相关性及不确定性,电-氨转换系统有效促进了可再生能源的合理消纳,在确保系统安全稳定运行的同时,显著提升了调度经济性及求解效率。展开更多
为了准确地描述新能源输出功率的波动性和随机性对多能互补微网系统运行的影响,提出了基于数据驱动的多能微网鲁棒优化方法。首先,在传统区间集合的基础上对新能源出力的不确定参数进行多面体集合建模,然后利用具有时空相关性的新能源...为了准确地描述新能源输出功率的波动性和随机性对多能互补微网系统运行的影响,提出了基于数据驱动的多能微网鲁棒优化方法。首先,在传统区间集合的基础上对新能源出力的不确定参数进行多面体集合建模,然后利用具有时空相关性的新能源出力历史数据建立椭球不确定集合,通过连接高维椭球顶点,建立了数据驱动的凸包多面体集合,接着通过放缩凸包集合更好地对不确定参数进行包络。进一步建立了基于数据驱动的多能互补微网鲁棒优化模型,并采用列与约束生成算法(Column and constraint generation,C&CG)对该模型进行求解。最后通过算例进行仿真对比,结果表明,基于数据驱动的多能互补微网鲁棒优化方法可以减少保守性,提高优化结果鲁棒性,证明了所提方法的有效性。展开更多
双碳政策推动下,乡村农业综合能源系统(integrated energy system,IES)的多能耦合关系更加复杂。为实现农业园区可靠运行,提出面向生态农业IES的多能互补与低碳运行优化调度策略。首先,基于农业园区的能量流动关系,建立沼气生产环节、...双碳政策推动下,乡村农业综合能源系统(integrated energy system,IES)的多能耦合关系更加复杂。为实现农业园区可靠运行,提出面向生态农业IES的多能互补与低碳运行优化调度策略。首先,基于农业园区的能量流动关系,建立沼气生产环节、多能耦合供应环节以及柔性负荷需求响应环节的数学模型。其次,考虑光伏、负荷和沼气的不确定性,建立生态农业IES两阶段鲁棒优化模型。模型引入碳排放成本和启停成本,可降低农业生产碳排放,防止机组频繁启停。然后,采用列与约束生成算法(column-and-constraint generation,C&CG),结合强对偶定理与线性化理论实现模型求解。最后,基于江西省某生态牧场IES进行算例仿真,验证所提策略的有效性。仿真结果表明,所提策略可实现生态农业IES的协调运行,提高系统经济性、低碳性和能效性。展开更多
热电联产(combined heat and power,CHP)机组与虚拟电厂(virtual power plant,VPP)结合,可以有效提高能源利用效率,增强电力系统运行的可靠性及稳定性。为保证CHP-VPP灵活、低碳、经济运行,文中提出一种聚合风电、光伏、CHP机组、锅炉...热电联产(combined heat and power,CHP)机组与虚拟电厂(virtual power plant,VPP)结合,可以有效提高能源利用效率,增强电力系统运行的可靠性及稳定性。为保证CHP-VPP灵活、低碳、经济运行,文中提出一种聚合风电、光伏、CHP机组、锅炉、碳捕集设备、燃气轮机、燃料电池、储能及电、热负荷的综合能源VPP,并在参与电-热-旋转备用-碳等多市场下,研究其低碳经济协同调度问题。首先,以各时刻VPP在多市场下整体净收益最大为目标,建立其CHP-VPP两阶段鲁棒优化调度模型;然后,考虑新能源出力、市场价格及负荷的不确定性,利用蒙特卡洛法进行场景削减,从而降低系统风险,增强其鲁棒性;最后,采用列与约束生成算法对模型进行求解,得到最恶劣场景下系统运行的经济性最优调度方案。仿真结果表明:所提综合能源VPP结构合理,可通过动态调整碳捕集设备及储能电池,达到平抑新能源出力波动的效果,从而实现碳排放的大幅降低;所提调度策略可有效保证源-荷-储多侧电、热资源的协同优化运行,提高VPP的灵活性、经济性和低碳性。展开更多
随着分布式能源(distributed energy resource,DER)广泛接入配电网以及电力市场环境的开放,DER有机会参与电力市场竞标并获得收益。为此,建立考虑光伏发电不确定性的DER聚合商参与电力市场竞标的鲁棒双层规划模型,并分析其策略性竞标行...随着分布式能源(distributed energy resource,DER)广泛接入配电网以及电力市场环境的开放,DER有机会参与电力市场竞标并获得收益。为此,建立考虑光伏发电不确定性的DER聚合商参与电力市场竞标的鲁棒双层规划模型,并分析其策略性竞标行为。该模型的上层问题是两阶段鲁棒优化问题,第1阶段以最大化DER聚合商收益为目标确定其竞标量,第2阶段以最小化光伏发电出力最恶劣场景下弃光惩罚成本为目标对配电网安全性进行校核,并且还考虑配电网的离散控制特性。该模型的下层问题是日前电能量市场出清问题,首先采用Karush-Kuhn-Tucker条件替代将鲁棒双层规划模型转化为两阶段鲁棒优化问题,再采用嵌套列与约束生成算法求解,最后在修改的IEEE 30节点系统和IEEE 18节点配电网构成的输配联合系统上进行仿真分析,验证所提方法的有效性。展开更多
文摘针对新能源电力系统中源荷不确定性导致的系统调度灵活性严重不足问题,文中提出了一种考虑源荷不确定性的电力系统两阶段鲁棒优化模型。根据源荷不确定性特征,结合K-means法和鲁棒优化理论,在多时间尺度对电力系统灵活性需求进行量化。首先,建立日前鲁棒调度模型,充分挖掘火电机组、抽水蓄能等资源的灵活调节潜力,将火电灵活改造及抽水蓄能抽发状态作为模型的第一阶段决策变量,各灵活资源的出力作为第二阶段决策变量,并以灵活改造成本、碳排放成本及运行成本最小为优化目标。其次,在模型求解中,将所建立的两阶段鲁棒模型转化为相对独立的主问题和子问题,并采用列与约束生成(column and constraint generation,C&CG)算法和强对偶理论反复迭代,以逼近最优解。最后,通过算例验证,所提出的优化调度策略在满足灵活性需求的基础上,统筹各类资源,实现了系统中经济性、环保性、灵活性的均衡,并增强了对源荷不确定性风险的抵御能力。
文摘为探究高比例可再生能源系统下风光资源的消纳与多元化利用途径,提出一种电氨转换及风光时空相关性的多能耦合系统两阶段鲁棒优化模型。首先分析了电制氨的运行机制,并结合直接氨燃料电池技术,探讨了电制氨与氨燃料电池协同运行的系统特性。为综合考虑风光出力的相关性与不确定性并选择最相近极限场景,该文采用最小体积封闭椭球算法构建高维椭球集,并通过1-范数和∞-范数建立风光出力场景的概率分布置信集,有效整合风光出力不确定性的分布信息。针对鲁棒优化模型中二元变量导致计算时间较长问题,该文提出了一种改进列与约束生成(column and constraint generation,C&CG)算法,利用三分块-交替方向乘子法和近似凸化方法分别处理主-子问题,并通过非精确C&CG算法对主-子问题进行迭代求解,在确保计算效率的同时,快速逼近最优解。结果表明,所提模型获取的极限场景能够准确捕捉风光出力的时空相关性及不确定性,电-氨转换系统有效促进了可再生能源的合理消纳,在确保系统安全稳定运行的同时,显著提升了调度经济性及求解效率。
文摘为了准确地描述新能源输出功率的波动性和随机性对多能互补微网系统运行的影响,提出了基于数据驱动的多能微网鲁棒优化方法。首先,在传统区间集合的基础上对新能源出力的不确定参数进行多面体集合建模,然后利用具有时空相关性的新能源出力历史数据建立椭球不确定集合,通过连接高维椭球顶点,建立了数据驱动的凸包多面体集合,接着通过放缩凸包集合更好地对不确定参数进行包络。进一步建立了基于数据驱动的多能互补微网鲁棒优化模型,并采用列与约束生成算法(Column and constraint generation,C&CG)对该模型进行求解。最后通过算例进行仿真对比,结果表明,基于数据驱动的多能互补微网鲁棒优化方法可以减少保守性,提高优化结果鲁棒性,证明了所提方法的有效性。
文摘双碳政策推动下,乡村农业综合能源系统(integrated energy system,IES)的多能耦合关系更加复杂。为实现农业园区可靠运行,提出面向生态农业IES的多能互补与低碳运行优化调度策略。首先,基于农业园区的能量流动关系,建立沼气生产环节、多能耦合供应环节以及柔性负荷需求响应环节的数学模型。其次,考虑光伏、负荷和沼气的不确定性,建立生态农业IES两阶段鲁棒优化模型。模型引入碳排放成本和启停成本,可降低农业生产碳排放,防止机组频繁启停。然后,采用列与约束生成算法(column-and-constraint generation,C&CG),结合强对偶定理与线性化理论实现模型求解。最后,基于江西省某生态牧场IES进行算例仿真,验证所提策略的有效性。仿真结果表明,所提策略可实现生态农业IES的协调运行,提高系统经济性、低碳性和能效性。
文摘热电联产(combined heat and power,CHP)机组与虚拟电厂(virtual power plant,VPP)结合,可以有效提高能源利用效率,增强电力系统运行的可靠性及稳定性。为保证CHP-VPP灵活、低碳、经济运行,文中提出一种聚合风电、光伏、CHP机组、锅炉、碳捕集设备、燃气轮机、燃料电池、储能及电、热负荷的综合能源VPP,并在参与电-热-旋转备用-碳等多市场下,研究其低碳经济协同调度问题。首先,以各时刻VPP在多市场下整体净收益最大为目标,建立其CHP-VPP两阶段鲁棒优化调度模型;然后,考虑新能源出力、市场价格及负荷的不确定性,利用蒙特卡洛法进行场景削减,从而降低系统风险,增强其鲁棒性;最后,采用列与约束生成算法对模型进行求解,得到最恶劣场景下系统运行的经济性最优调度方案。仿真结果表明:所提综合能源VPP结构合理,可通过动态调整碳捕集设备及储能电池,达到平抑新能源出力波动的效果,从而实现碳排放的大幅降低;所提调度策略可有效保证源-荷-储多侧电、热资源的协同优化运行,提高VPP的灵活性、经济性和低碳性。
文摘随着分布式能源(distributed energy resource,DER)广泛接入配电网以及电力市场环境的开放,DER有机会参与电力市场竞标并获得收益。为此,建立考虑光伏发电不确定性的DER聚合商参与电力市场竞标的鲁棒双层规划模型,并分析其策略性竞标行为。该模型的上层问题是两阶段鲁棒优化问题,第1阶段以最大化DER聚合商收益为目标确定其竞标量,第2阶段以最小化光伏发电出力最恶劣场景下弃光惩罚成本为目标对配电网安全性进行校核,并且还考虑配电网的离散控制特性。该模型的下层问题是日前电能量市场出清问题,首先采用Karush-Kuhn-Tucker条件替代将鲁棒双层规划模型转化为两阶段鲁棒优化问题,再采用嵌套列与约束生成算法求解,最后在修改的IEEE 30节点系统和IEEE 18节点配电网构成的输配联合系统上进行仿真分析,验证所提方法的有效性。
