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
耦合氢能源的综合能源系统(integrated energy system,IES)单独运行受源荷不确定性影响大,传统鲁棒优化过于保守导致经济性差。为了提升多区域电能交互下各局部IES的鲁棒性与经济性,提出基于混合Wasserstein两阶段分布鲁棒的多区域含氢...耦合氢能源的综合能源系统(integrated energy system,IES)单独运行受源荷不确定性影响大,传统鲁棒优化过于保守导致经济性差。为了提升多区域电能交互下各局部IES的鲁棒性与经济性,提出基于混合Wasserstein两阶段分布鲁棒的多区域含氢IES合作运行优化策略。首先,基于Wasserstein距离的概率分布模糊集建立min-max-min三层两阶段分布鲁棒优化模型;其次,通过改进纳什谈判原理构造合作成本最小问题和交易电价最优问题激励各主体积极参与合作;最后,提出交替方向乘子法(alternating direction multiplier method,ADMM)嵌套分布式列与约束生成(column and constraint generation,C&CG)算法的方式,在保护隐私下求解问题。算例表明,所提策略具有良好的鲁棒性,同时改善了传统鲁棒优化的保守性,通过合作运行提升了经济性。展开更多
随着能源互联网战略的深入实施,可再生能源与微电网的参与度不断攀升,系统中不确定性因素显著增加,各参与主体间的合作与竞争关系变得愈发错综复杂。从垂直和水平两个层面建立了电网、服务商及多微电网混合博弈双层电能交易体系。在垂...随着能源互联网战略的深入实施,可再生能源与微电网的参与度不断攀升,系统中不确定性因素显著增加,各参与主体间的合作与竞争关系变得愈发错综复杂。从垂直和水平两个层面建立了电网、服务商及多微电网混合博弈双层电能交易体系。在垂直层面提出主从博弈的思想,以服务商为主导者、微电网为从属者。构建不确定性问题分阶段优化的分段鲁棒优化模型,实现不确定性的差异化调度,提高鲁棒优化的灵活性。利用布尔-列和约束生成(Bool-Column and constraint generation,B-C&CG)算法求解模型,并把整个模型分为主问题和子问题:主问题优化电价不确定性问题,子问题优化源荷不确定问题。在水平层面搭建纳什谈判模型,通过交替方向乘子(alternating direction method of multipliers,ADMM)算法求解水平层面微电网之间的电能交互模型。利用分布式求解方法得出交易价格策略,再结合拉格朗日乘子法,交替优化各分部并更新乘子,得出各微电网之间的最佳交易电价。仿真结果表明,所提方案兼顾了系统的鲁棒性、经济性及灵活性,缩减了各微电网的成本并充分保护了各微网的隐私。展开更多
为减少温室气体的排放,以风电为代表的清洁能源大规模接入电网。如何消纳高占比、波动剧烈的风电,成为现代电力系统所面临的重要问题。在此背景下,将多端柔性直流输电系统(VSC based multi-terminal HVDC,VSCMTDC)对功率的灵活调节能力...为减少温室气体的排放,以风电为代表的清洁能源大规模接入电网。如何消纳高占比、波动剧烈的风电,成为现代电力系统所面临的重要问题。在此背景下,将多端柔性直流输电系统(VSC based multi-terminal HVDC,VSCMTDC)对功率的灵活调节能力纳入安全约束机组组合(security-constrained unit commitment,SCUC)问题中进行调控。设计日前机组组合、短期实时调节和滚动重调节三段式配合的调度框架,并基于列与约束生成算法(column-andconstraint generation,C&CG)设计三层迭代求解方法。通过该方法解决了传统二阶段鲁棒性机组组合偏于保守的弊端,有效提高了风电消纳。为了充分利用VSC换流站能独立调节有功、无功的优势,在SCUC结果的基础上进行无功电压优化,并基于Benders分解算法进行求解,有效降低了系统网损。最后,将所提模型应用于改进IEEE 30节点系统算例,验证模型的有效性和可行性。展开更多
多综合能源微网(integrated energy microgrids,IEM)配置共享储能电站(shared energy storage plant,SES)能显著提升系统能源利用率以及储能利用效率。然而,系统在实际运行中面临着主体协同管理、新能源出力随机性、多能负荷功率不确定...多综合能源微网(integrated energy microgrids,IEM)配置共享储能电站(shared energy storage plant,SES)能显著提升系统能源利用率以及储能利用效率。然而,系统在实际运行中面临着主体协同管理、新能源出力随机性、多能负荷功率不确定性以及各个主体隐私保护等诸多挑战。针对上述问题,该文提出基于两阶段鲁棒的多综合能源微网-共享储能电站协同优化运行策略。首先,构建min-max-min两阶段鲁棒优化模型,第一阶段决策各IEM与SES电能交互量,第二阶段决策最恶劣情况下各IEM内调度计划。针对第二阶段含有“0-1”整数变量无法用卡鲁什·库恩·塔克(KarushKuhn-Tucker,KKT)条件转对偶求解的问题,据此提出重构与分解(reconstruction and decomposition,RD)—列和约束生成(column constraint generation,C&CG)算法的求解方法。其次基于纳什谈判理论,建立多IEM-SES系统运行效益最大化问题和电能交易支付最大化问题。最后,为保护各IEM隐私采用交替方向乘子法对两个问题进行分布式求解。通过仿真验证,所提策略兼顾了系统的鲁棒性和经济性,有效地保护了各主体的隐私性。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。
文摘耦合氢能源的综合能源系统(integrated energy system,IES)单独运行受源荷不确定性影响大,传统鲁棒优化过于保守导致经济性差。为了提升多区域电能交互下各局部IES的鲁棒性与经济性,提出基于混合Wasserstein两阶段分布鲁棒的多区域含氢IES合作运行优化策略。首先,基于Wasserstein距离的概率分布模糊集建立min-max-min三层两阶段分布鲁棒优化模型;其次,通过改进纳什谈判原理构造合作成本最小问题和交易电价最优问题激励各主体积极参与合作;最后,提出交替方向乘子法(alternating direction multiplier method,ADMM)嵌套分布式列与约束生成(column and constraint generation,C&CG)算法的方式,在保护隐私下求解问题。算例表明,所提策略具有良好的鲁棒性,同时改善了传统鲁棒优化的保守性,通过合作运行提升了经济性。
文摘随着能源互联网战略的深入实施,可再生能源与微电网的参与度不断攀升,系统中不确定性因素显著增加,各参与主体间的合作与竞争关系变得愈发错综复杂。从垂直和水平两个层面建立了电网、服务商及多微电网混合博弈双层电能交易体系。在垂直层面提出主从博弈的思想,以服务商为主导者、微电网为从属者。构建不确定性问题分阶段优化的分段鲁棒优化模型,实现不确定性的差异化调度,提高鲁棒优化的灵活性。利用布尔-列和约束生成(Bool-Column and constraint generation,B-C&CG)算法求解模型,并把整个模型分为主问题和子问题:主问题优化电价不确定性问题,子问题优化源荷不确定问题。在水平层面搭建纳什谈判模型,通过交替方向乘子(alternating direction method of multipliers,ADMM)算法求解水平层面微电网之间的电能交互模型。利用分布式求解方法得出交易价格策略,再结合拉格朗日乘子法,交替优化各分部并更新乘子,得出各微电网之间的最佳交易电价。仿真结果表明,所提方案兼顾了系统的鲁棒性、经济性及灵活性,缩减了各微电网的成本并充分保护了各微网的隐私。
文摘新能源发电具有随机性和波动性,“沙戈荒”大型风光基地的新能源并网导致电网潮流复杂多变,线路阻塞几率增大,这对电网规划带来新挑战。动态热定值(dynamic thermalrating,DTR)技术能根据天气条件和设备状态评估线路的载流能力,可有效挖掘电网侧的灵活调节潜力。此外,储能的双向快速调节可缓解电网传输压力,具有一定的输电替代作用。因此,该文集成DTR技术,提出储能与输电网协同的鲁棒规划模型。为充分考虑输电线路DTR技术和储能的协同效果,规划模型中嵌入了基于典型日的运行模拟。通过基于多区域气象数据的DTR评估方法量化典型日内线路的动态传输能力,并在典型日运行模拟中采用鲁棒优化方法考虑新能源出力的不确定性,以更好地发挥储能的灵活调节作用。针对建立的鲁棒规划模型,提出一种适用于混合整数线性规划的改进列约束生成(column and constraint generation,C&CG)算法对模型进行求解,并引入一种新的不精确C&CG迭代过程进行加速。通过西北电网实际系统分析表明,考虑DTR的输–储协同规划将规划线路数量从29条减少到10条,并提升了线路利用效率。此外,系统运行成本降低了9.6%,新能源消纳率从87.7%提升到95.1%。
文摘为减少温室气体的排放,以风电为代表的清洁能源大规模接入电网。如何消纳高占比、波动剧烈的风电,成为现代电力系统所面临的重要问题。在此背景下,将多端柔性直流输电系统(VSC based multi-terminal HVDC,VSCMTDC)对功率的灵活调节能力纳入安全约束机组组合(security-constrained unit commitment,SCUC)问题中进行调控。设计日前机组组合、短期实时调节和滚动重调节三段式配合的调度框架,并基于列与约束生成算法(column-andconstraint generation,C&CG)设计三层迭代求解方法。通过该方法解决了传统二阶段鲁棒性机组组合偏于保守的弊端,有效提高了风电消纳。为了充分利用VSC换流站能独立调节有功、无功的优势,在SCUC结果的基础上进行无功电压优化,并基于Benders分解算法进行求解,有效降低了系统网损。最后,将所提模型应用于改进IEEE 30节点系统算例,验证模型的有效性和可行性。
文摘多综合能源微网(integrated energy microgrids,IEM)配置共享储能电站(shared energy storage plant,SES)能显著提升系统能源利用率以及储能利用效率。然而,系统在实际运行中面临着主体协同管理、新能源出力随机性、多能负荷功率不确定性以及各个主体隐私保护等诸多挑战。针对上述问题,该文提出基于两阶段鲁棒的多综合能源微网-共享储能电站协同优化运行策略。首先,构建min-max-min两阶段鲁棒优化模型,第一阶段决策各IEM与SES电能交互量,第二阶段决策最恶劣情况下各IEM内调度计划。针对第二阶段含有“0-1”整数变量无法用卡鲁什·库恩·塔克(KarushKuhn-Tucker,KKT)条件转对偶求解的问题,据此提出重构与分解(reconstruction and decomposition,RD)—列和约束生成(column constraint generation,C&CG)算法的求解方法。其次基于纳什谈判理论,建立多IEM-SES系统运行效益最大化问题和电能交易支付最大化问题。最后,为保护各IEM隐私采用交替方向乘子法对两个问题进行分布式求解。通过仿真验证,所提策略兼顾了系统的鲁棒性和经济性,有效地保护了各主体的隐私性。
