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沿海区域综合能源生产单元随机优化调度

电网技术 2024年第5期48卷 1884-1895,I0021,I0022页

作者：潘越林舜江梁炜焜盛煊刘明波华南理工大学电力学院广东省广州市510640 广东省绿色能源技术重点实验室(华南理工大学) 广东省广州市510630

为实现沿海区域的海上风电场、海上采气平台和陆上热电联供燃气电厂等多种能源生产子单元的协同化运行,考虑可再生能源出力和氢负荷的随机波动,提出沿海区域综合能源生产单元(coastal integrated energy production units,CIEPU)随机优... 详细信息

为实现沿海区域的海上风电场、海上采气平台和陆上热电联供燃气电厂等多种能源生产子单元的协同化运行,考虑可再生能源出力和氢负荷的随机波动,提出沿海区域综合能源生产单元(coastal integrated energy production units,CIEPU)随机优化调度模型。采用参数化代价函数近似(parametric cost function approximation,PCFA)的动态规划算法求解随机优化调度模型。通过一种基于梯度下降的求解方法--Adadelta法,获得策略函数的一阶信息,并计算梯度平方的指数衰减平均值,以更新策略函数的迭代步长;对随机优化调度模型进行策略参数逼近,从而得到近似最优的策略参数,并逐一时段求解出CIEPU的最优调度计划。最后,以某个CIEPU为例,分析计算结果表明,所提出方法获得的优化调度方案可以提高CIEPU运行的经济性并降低碳排放量,验证了所提方法的准确性和高效性。

关键词：综合能源生产单元随机优化调度近似动态规划参数化代价函数近似 Adadelta算法

海上风电场交流集电和多端柔直输电并网系统多目标优化规划

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电网技术 2024年第6期48卷 2404-2415,I0043,I0044页

作者：梁宇涛林舜江冯祥勇赖信刘明波华南理工大学电力学院广东省广州市510640 广东省绿色能源技术重点实验室(华南理工大学) 广东省广州市510630

集电和输电并网系统的优化规划对海上风电场(offshore wind farm,OWF)的投资经济性和运行可靠性有着重要影响。对于OWF中交流集电和多端柔直输电的并网方式,建立了拓扑与潮流耦合的兼顾经济性和可靠性的多目标优化规划模型。模型中利用... 详细信息

集电和输电并网系统的优化规划对海上风电场(offshore wind farm,OWF)的投资经济性和运行可靠性有着重要影响。对于OWF中交流集电和多端柔直输电的并网方式,建立了拓扑与潮流耦合的兼顾经济性和可靠性的多目标优化规划模型。模型中利用拓扑冗余度直接近似计算风机停运损失电量,并考虑了新型双边环形的交流集电系统拓扑结构和基于连通性约束的多端柔直输电系统拓扑结构,实现了对集电和输电系统拓扑连接,交流和直流海底电缆类型,海上升压换流站数量、容量、位置,和连接到海上升压换流站馈线数量的协调优化规划。并且,提出了一种直接求解多目标优化问题折中最优解的方法,通过凸化处理将原混合整数非线性规划模型转化为混合整数凸二次规划模型,以高效求解获得最优规划方案。最后,对2个分别含36台和78台风机的实际OWF算例进行分析,验证了所提出模型和方法的正确有效性。

关键词：海上风电场交流集电系统多端柔直输电系统拓扑优化多目标优化规划

新能源电力系统不确定优化调度方法研究现状及展望

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电力系统自动化 2024年第10期48卷 20-41页

作者：林舜江冯祥勇梁炜焜杨悦荣刘明波华南理工大学电力学院广东省广州市510640 广东省绿色能源技术重点实验室广东省广州市510630

风电场和光伏电站出力的不确定性给电力系统优化调度带来很大技术挑战。文中主要介绍了考虑新能源不确定性的电力系统优化调度方法的研究现状及后续研究方向展望。首先,重点论述了各种不确定优化调度(UOD)方法,包括随机优化方法、鲁棒... 详细信息

风电场和光伏电站出力的不确定性给电力系统优化调度带来很大技术挑战。文中主要介绍了考虑新能源不确定性的电力系统优化调度方法的研究现状及后续研究方向展望。首先,重点论述了各种不确定优化调度(UOD)方法,包括随机优化方法、鲁棒优化方法、随机鲁棒优化结合方法和基于人工智能技术的方法。其中,随机优化方法包括场景法、机会约束规划法和近似动态规划法;鲁棒优化方法包括传统鲁棒优化法和分布鲁棒优化法;随机鲁棒优化结合方法包括采样鲁棒优化法和分布鲁棒机会约束规划法。然后,介绍了每一种方法的优化模型形式、模型的转化和求解原理及其优缺点。最后,对UOD的后续重点研究方向进行展望,包括兼顾多个目标的UOD问题及多目标不确定优化方法、输配系统UOD问题及分布式不确定优化方法、考虑稳定性约束的UOD问题及含常微分方程约束的不确定优化方法、考虑管道传输动态的综合能源系统UOD问题及含偏微分方程约束的不确定优化方法。

关键词：新能源电力系统不确定优化调度随机优化鲁棒优化近似动态规划

电压控制型虚拟同步发电机的高频谐振特性分析与抑制策略

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华南理工大学学报（自然科学版） 2024年第2期52卷 50-61页

作者：李智刘明波刘辉宋鹏李旭东王帆华南理工大学电力学院广东广州510640 国网冀北电力有限公司电力科学研究院(华北电力科学研究院有限责任公司) 北京100045 国家电网公司风光储联合发电运行技术实验室北京100045 中广核新能源控股有限公司北京100071 北京电力交易中心有限公司北京100051

虚拟同步发电机(VSG)模拟同步发电机的运行机制,引入了有功调频和无功调压控制环节,与传统电流控制型变流器不同,是一种电压控制型策略。文中立足电压控制型虚拟同步发电机控制结构和网源协调特性,构建小信号分析模型,分析在不同控制参... 详细信息

虚拟同步发电机(VSG)模拟同步发电机的运行机制,引入了有功调频和无功调压控制环节,与传统电流控制型变流器不同,是一种电压控制型策略。文中立足电压控制型虚拟同步发电机控制结构和网源协调特性,构建小信号分析模型,分析在不同控制参数与电网参数场景下的振荡模态,进而掌握电压控制型虚拟同步发电机并网系统的高频谐振特性,并针对性提出高频谐振抑制策略。首先,分别建立电压控制型虚拟同步发电机、传统变流器各控制和电气环节的小信号分析模型,通过特征根分析方法,定量分析所有特征根的振荡模态和阻尼比,发现电压控制型虚拟同步发电机存在与传统变流器类似的高频振荡模态;同时分析虚拟同步发电机控制参数变化、电网强弱场景对其高频谐振阻尼作用机理。其次,基于电压控制型虚拟同步发电机控制策略,以有源阻尼方法为解决思路,提出基于电流内环前端通道引入虚拟阻抗控制策略的谐振抑制方法,抑制其高频谐振。最后,利用Matlab/Simulink仿真和RT-LAB控制器在环实验结果验证所提出的控制策略,结果表明虚拟阻抗控制环节起到有效正阻尼作用,相比于无源阻尼方法,在无需额外增加测点和外部控制量的情况下,电压控制型VSG网侧阻尼特性改善,暂态响应能力增强,高频失稳现象得到有效抑制。

关键词：虚拟同步发电机小信号模型特征根高频谐振虚拟阻抗

考虑新能源高阶不确定性的交直流混联电网静态电压稳定裕度计算

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高电压技术 2024年第4期50卷 1631-1644页

作者：张芸烽林舜江杨悦荣刘万彬刘明波华南理工大学电力学院广州510640

随着大量新能源场站接入交直流混联电网,系统的静态电压稳定裕度(static voltage stability margin,SVSM)水平具有很大的不确定性,需要研究考虑新能源场站高阶不确定性的交直流混联电网SVSM计算方法。针对此问题,首先建立了交直流混联电... 详细信息

随着大量新能源场站接入交直流混联电网,系统的静态电压稳定裕度(static voltage stability margin,SVSM)水平具有很大的不确定性,需要研究考虑新能源场站高阶不确定性的交直流混联电网SVSM计算方法。针对此问题,首先建立了交直流混联电网SVSM计算模型,模型中考虑了直流换流站控制方式随负荷增长的切换;采用概率盒模型描述风速与光照强度的随机波动,提出了改进区间半不变量法以获得更准确的SVSM概率盒,该方法通过K-means++聚类算法将随机变量样本划分为多个波动范围较小的样本集,以降低半不变量的线性化计算带来的误差;并结合Gram-Charlier级数展开和概率加权和计算得到考虑新能源场站高阶不确定性的系统SVSM概率盒。通过对修改的IEEE-39节点交直流系统和南方电网两个算例的分析,并与区间半不变量法和双层蒙特卡洛法比较,验证了所提出方法获得的SVSM概率盒具有较高的计算精度和效率。

关键词：新能源交直流混联电网高阶不确定性静态电压稳定裕度参数化概率盒改进区间半不变量法

基于绿电减排量互认的建筑型虚拟电厂电-碳双层协同决策机制

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电力系统自动化 2024年

作者：谢敏黄莹卢燕旋李弋升刘明波王滔南方电网科学研究院有限责任公司广东省绿色能源技术重点实验室华南理工大学电力学院

在“双碳”背景下，电-碳多政策并举及多市场并存局面带来了电能环境权益重复奖惩的问题。针对该问题，提出了基于减排量等效的绿色电力-国家核证自愿减排量（CCER）互认方法，将绿色电力的环境权益统一归属至用户侧，并以建筑主体为研... 详细信息

在“双碳”背景下，电-碳多政策并举及多市场并存局面带来了电能环境权益重复奖惩的问题。针对该问题，提出了基于减排量等效的绿色电力-国家核证自愿减排量（CCER）互认方法，将绿色电力的环境权益统一归属至用户侧，并以建筑主体为研究对象对互认方法进行验证。首先，依据减排特性差异将建筑分为强制性建筑、减排性建筑、零碳建筑3类，以建筑型虚拟电厂为代理互认CCER。然后，针对建筑型虚拟电厂内部CCER分配问题，提出了基于Shapley值法的分配方法，保证分配的公平合理性。然后，针对建筑主体面临的电-碳协同决策问题，提出了基于能源共享原则的电-碳双层协同交易机制，并基于主从博弈理论构建双层决策模型，同时结合供需比概念对模型进行凸化。最后，通过算例仿真验证了互认方法的可行性及电-碳双层协同决策机制的有效性。

关键词：绿色电力减排量互认国家核证自愿减排量(CCER)分配建筑型虚拟电厂电-碳协同决策主从博弈

应用于加速安全约束机组组合问题的K最邻近算法

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南方电网技术 2024年

作者：陈子瑞刘明波曾贵华谢敏林舜江华南理工大学广东省绿色能源技术重点实验室华南理工大学电力学院

随着电网规模的扩大和对安全性要求的提高，安全约束机组组合问题求解难度也在不断增加。针对安全约束机组组合问题中输电线路传输功率约束和0-1启停整数变量的特点，提出了两个基于改进K最邻近算法的预测方法，分别用于识别起作用的传... 详细信息

随着电网规模的扩大和对安全性要求的提高，安全约束机组组合问题求解难度也在不断增加。针对安全约束机组组合问题中输电线路传输功率约束和0-1启停整数变量的特点，提出了两个基于改进K最邻近算法的预测方法，分别用于识别起作用的传输功率约束和确定部分整数变量的取值。同时考虑到负荷参数对整数变量取值的影响，提出限制整数变量取值预测方法的作用区间以提高预测准确率。在求解问题之前，两个预测方法能快速预测出起作用的传输功率约束和部分整数变量的取值，利用这些信息可以构建一个简化的安全约束机组组合模型，再应用优化求解器直接求解该模型，缩短安全约束机组组合问题的求解时间。最后，用标准测试系统和某实际省级电网数据验证了本文方法的正确性和有效性。

关键词：安全约束机组组合传输功率约束混合整数线性规划 K最邻近算法

台风天气下含多海上风电场的输配电网分布式韧性恢复调度

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电网技术 2024年

作者：梁宇涛林舜江俞晓峰赖信刘明波华南理工大学电力学院广东省绿色能源技术重点实验室广东电网有限责任公司河源供电局

台风等极端天气灾害给含大量海上风电场(offshore wind farms，OWFs)的输配电网中重要负荷的安全可靠供电带来很大挑战。为了保障灾后重要负荷的快速恢复供电，首先，基于台风天气下强风和雷击造成的故障场景，建立了一个含多OWFs的输... 详细信息

台风等极端天气灾害给含大量海上风电场(offshore wind farms，OWFs)的输配电网中重要负荷的安全可靠供电带来很大挑战。为了保障灾后重要负荷的快速恢复供电，首先，基于台风天气下强风和雷击造成的故障场景，建立了一个含多OWFs的输配电网的韧性恢复调度模型。模型中以最小化总恢复调度成本为目标，全面考虑了输电网、配电网和OWFs中的多种恢复措施，协调优化各种可调度资源，以快速恢复重要负荷的供电，提升台风天气下系统的韧性。然后，提出了一种基于双层交替迭代的自适应交替方向乘子法将所建立的含大量离散变量的韧性恢复调度模型分解为输电网、每个配电网和每个OWF多个子优化模型的分布式求解，以高效获得最优韧性恢复调度方案。最后，对接入了两个配电网和两个OWFs的修改IEEE 39节点系统进行算例分析，验证了所提出模型和算法的可行性和有效性。

关键词：输配电网海上风电场台风天气韧性恢复调度分布式求解

零碳电力用户网购绿电消纳量测算方法及市场机制研究

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南方电网技术 2024年

作者：谢敏李弋升黄莹刘明波王滔赵文猛华南理工大学电力学院广东省绿色能源技术重点实验室(华南理工大学) 南方电网科学研究院

据测算实现清洁能源电气化将减少73.2%的全球碳排放，电力行业是CO2减排的主战场，因而对消费侧进行零碳电力消费引导对助力“双碳”目标的实现具有重要意义。绿电消纳量测算是零碳电力用户认证的关键技术需求，然而现行电力市场缺乏相... 详细信息

据测算实现清洁能源电气化将减少73.2%的全球碳排放，电力行业是CO2减排的主战场，因而对消费侧进行零碳电力消费引导对助力“双碳”目标的实现具有重要意义。绿电消纳量测算是零碳电力用户认证的关键技术需求，然而现行电力市场缺乏相关测算方法。为此，本文对市场环境下零碳电力用户绿电消纳量测算方法及市场机制开展研究。首先，基于改进的电力传输分配因子潮流追踪法，构建了主配多层级潮流追踪模型，实现了零碳电力用户绿电实时消纳量多层级、高精度测算。在此基础上，基于现行的电力市场规则，提出了涵盖准入指标、绿电消纳量测算方法和结算机制三方面的零碳电力用户网购绿电消纳量测算方法及市场机制。最后，通过某市实际电网算例验证了所提模型能为跨省跨区、邻近地区网购绿电用户提供有效的测算方法及市场机制，同时能引导零碳电力用户往分布式能源区域集中和向系统绿电占比较高的时段转移负荷，促进新能源消纳。

关键词：零碳电力用户现货市场绿电消纳量认证潮流追踪动态绿电比例信号