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美国得州2021年极寒天气停电事故分析及启示

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电力系统自动化 2022年第6期46卷 1-9页

作者：钟海旺张广伦程通叶倚伶清华大学电机工程与应用电子技术系北京市100084 电力系统及大型发电设备安全控制和仿真国家重点实验室(清华大学) 北京市100084

2021年2月8日至20日,美国得克萨斯州经历了由极寒天气诱发的停电事故,这也是美国近10年内发生的第4次因极端低温天气引起的停电事故。事故期间,负荷轮停持续时间最长达到4天,峰值达到20 GW,超450万得克萨斯州居民遭遇停电。事故造成的... 详细信息

2021年2月8日至20日,美国得克萨斯州经历了由极寒天气诱发的停电事故,这也是美国近10年内发生的第4次因极端低温天气引起的停电事故。事故期间,负荷轮停持续时间最长达到4天,峰值达到20 GW,超450万得克萨斯州居民遭遇停电。事故造成的直接和间接的经济损失高达800~1300亿美元。美国联邦能源管制委员会(FERC)、北美电力可靠性委员会(NERC)及区域电力可靠性组织于2021年11月16日公开了此次事故的调查报告,分析了此次停电事故的主要原因,并对发电企业、调度机构等多方提出了全面、详尽的建议。文中结合该事故调查报告,总结了事故的概况及发展过程,分析并梳理了事故的成因及核心建议,最后分析了事故对中国电力行业的启示。

关键词：得克萨斯州停电事故极端天气负荷轮停

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基于因果分析的行业月度电量预测方法

电网技术 2023年第9期47卷 3629-3637页

作者：李龙飞钟海旺张广伦谭振飞电力系统及发电设备控制和仿真国家重点实验室(清华大学电机系) 北京市海淀区100084

经济的发展离不开能源,不同行业能源需求间的传导关系与产业链关系存在着紧密联系。现有的能源经济研究缺乏对行业间电力需求的传导关系特别是因果关联分析,导致行业电量预测方法中输入指标选取的物理意义不强、政策参考性较差。为此,... 详细信息

经济的发展离不开能源,不同行业能源需求间的传导关系与产业链关系存在着紧密联系。现有的能源经济研究缺乏对行业间电力需求的传导关系特别是因果关联分析,导致行业电量预测方法中输入指标选取的物理意义不强、政策参考性较差。为此,该文创新性地采用因果关系分析中的收敛交叉映射算法辨识各行业用电需求变动的传导关系,自适应筛选影响行业用电需求的前瞻指标,并基于时间序列分析中的季节性分解和向量误差修正模型,提出内嵌因果传导的行业电量预测方法,该方法能够有效识别出行业间用电需求的因果关系,自适应筛选出影响全社会用电量需求的前瞻行业指标,有效提升了月度电量预测精度。最后基于全国40个行业的实际数据,分析了该文所提预测方法的适用性和有效性。

关键词：因果分析大数据能源经济电量预测向量误差修正

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高比例可再生能源新型电力系统长期规划综述

中国电机工程学报 2023年第2期43卷 555-580页

作者：黎博陈民铀钟海旺马子明刘东冉何钢输配电装备与系统安全与新技术国家重点实验室(重庆大学) 重庆市沙坪坝区400030 电力系统及发电设备控制与仿真国家重点实验室(清华大学) 北京市海淀区100084 国家电力调度中心(国家电网) 北京市西城区100031 华北电力大学经济与管理学院北京市昌平区102206 工程与应用科学学院(纽约州立大学石溪分校) 美国纽约州11794

大力发展风电、光伏等可再生能源是实现电力系统低碳转型的重要途径。由于可再生能源出力具有波动性与不确定性,为应对大规模可再生能源并网给电力系统长期规划带来的挑战,近年来相关研究成果不断推出。为全面综述该领域的研究现状,该... 详细信息

大力发展风电、光伏等可再生能源是实现电力系统低碳转型的重要途径。由于可再生能源出力具有波动性与不确定性,为应对大规模可再生能源并网给电力系统长期规划带来的挑战,近年来相关研究成果不断推出。为全面综述该领域的研究现状,该文首先分析新型电力系统的主要技术特征,然后,从能源供应的经济–政策不确定性与低碳转型带来的能源供应安全两个方面分析新型电力系统长期规划模型所面临的挑战。并从长期不确定性、短期不确定性、电力系统充裕性、电力系统安全性4个方面,综述当前新型电力系统长期规划研究成果,分析其中需要关注的重点、难点问题。最后,对新型电力系统长期规划模型的构建与应用进行总结与展望。

关键词：电力系统长期规划新型电力系统高比例可再生能源充裕性与安全性分析时空分辨率

计及水库运行约束的极端气象场景下抽蓄电站优化调度研究

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水利学报 2023年第11期54卷 1298-1308页

作者：彭煜民刘德旭王雪林杨迎陈满钟海旺南方电网调峰调频发电有限公司储能科研院广东广州511493 清华四川能源互联网研究院四川成都610213

极端气象场景下风电和光伏出力非同步骤减,系统调节需求攀升,需要抽蓄电站灵活运行填补缺额,维持电力供需平衡及电网稳定运行。本文用单位电能上水库水位降深系数和单位上水库水位抬升消耗电能系数简化水电转换关系,建立了基于上水库水... 详细信息

极端气象场景下风电和光伏出力非同步骤减,系统调节需求攀升,需要抽蓄电站灵活运行填补缺额,维持电力供需平衡及电网稳定运行。本文用单位电能上水库水位降深系数和单位上水库水位抬升消耗电能系数简化水电转换关系,建立了基于上水库水位运行控制的水量抽发平衡,作为抽蓄电站电力运行边界条件;在此基础上考虑高温连晴、低温寒潮、台风、沙尘、雾霾等极端天气对风光出力及负荷的影响,建立起极端气象场景下风光出力非同步骤减的含抽水蓄能电力系统高效经济优化调度模型,以实现合理调用抽水蓄能满足系统调峰需求,缓解极端天气对电力平衡的冲击。通过算例分析,验证了所提约束和所建模型的合理性和可行性,研究成果可为电力系统利用抽蓄电站应对突发气象过程提供决策支持。

关键词：水库运行极端气象场景优化调度抽水蓄能电站

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基于全成本电价的安全约束经济调度

中国电机工程学报 2016年第5期36卷 1190-1199页

作者：陈典钟海旺夏清电力系统及发电设备控制和仿真国家重点实验室(清华大学电机系) 北京市海淀区100084

在智能电网的研究中,人们通常关注电源与负荷的互动以消纳更多的新能源,而电源、负荷对电网资源的利用程度则考虑较少,未能充分发掘源–网–荷三者互动的深层次效益与价值。为此,提出基于全成本电价的电源、电网、负荷的互动模式与方法... 详细信息

在智能电网的研究中,人们通常关注电源与负荷的互动以消纳更多的新能源,而电源、负荷对电网资源的利用程度则考虑较少,未能充分发掘源–网–荷三者互动的深层次效益与价值。为此,提出基于全成本电价的电源、电网、负荷的互动模式与方法。对于电源侧,在优化经济调度时考虑输电成本的影响;对于负荷侧,计算基于潮流追踪法的全成本电价,明确负荷对电源和电网资源的使用情况,体现"谁受益,谁承担成本"的原则,并引入需求侧响应体现全成本电价的意义和价值。基于IEEE30节点系统的算例分析验证了文中方法能够根据用户对电网资源利用程度的大小合理地分摊电网的成本,从而提升电网投资与运行的高效性、公平性、有序性与安全性。

关键词：安全经济调度潮流追踪全成本电价需求侧响应源一网—荷互动

基于价值分配、成本分摊的城市能源互联网交易机制与方法研究

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电网技术 2023年第2期47卷 603-612页

作者：刘宇尘唐跃中钟海旺张鹏飞谭振飞夏清清华大学电机工程与应用电子技术系北京市海淀区100084 国网上海市电力公司上海市浦东新区200122 清华四川能源互联网研究院四川省成都市610213 国网上海市电力公司电力科学研究院上海市虹口区200437 电力传输与功率变换控制教育部重点实验室(上海交通大学) 上海市闵行区200240

目前,城市能源互联网建设方兴未艾,海量能源供需主体依托电网和互联网平台已实现万物互联。然而,现有基于节点电价的电力市场交易机制已不再适用于市场成员产销融合的城市能源互联网。为此,提出了基于双向拍卖的城市能源互联网交易机制... 详细信息

目前,城市能源互联网建设方兴未艾,海量能源供需主体依托电网和互联网平台已实现万物互联。然而,现有基于节点电价的电力市场交易机制已不再适用于市场成员产销融合的城市能源互联网。为此,提出了基于双向拍卖的城市能源互联网交易机制,构建了内嵌配电成本的优化模型,并通过多时段网络流进行高效求解,更加清晰透明地展现了市场均衡过程,实现了配电成本的合理分摊、社会福利的有效分配、传输容量稀缺性的市场化定价,从而激励市场成员真实报价。所提交易机制及其网络流实现方法在15节点配电网算例进行了测试,经济效率、激励相容性得到了有效验证。有效的交易机制设计将促使城市能源互联网具有更强的市场活力。

关键词：城市能源互联网双向拍卖网络流激励相容配电成本分摊

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基于全成本电价的源-网-荷协同规划

电网技术 2017年第9期41卷 2816-2822页

作者：陈典钟海旺夏清电力系统及发电设备控制和仿真国家重点实验室(清华大学电机系) 北京市海淀区100084

提出了基于有效输电成本和全成本电价的源-网-荷协同规划模式、模型与方法。首先,基于结构化有效输电成本辨识方法,确定了输电投资的准许成本回收率。利用全成本电价体现终端负荷对电源及电网资源的利用程度,并通过分布式电源投资规划... 详细信息

提出了基于有效输电成本和全成本电价的源-网-荷协同规划模式、模型与方法。首先,基于结构化有效输电成本辨识方法,确定了输电投资的准许成本回收率。利用全成本电价体现终端负荷对电源及电网资源的利用程度,并通过分布式电源投资规划体现对全成本电价的响应。基于Garver’s 6节点系统的算例分析表明,所提出的基于全成本电价的源-网-荷协同规划模式能够充分体现终端负荷对电源、电网资源的利用程度,在节约自身用电成本的同时提升了电网投资的高效性、有序性、公平性,体现了激励相容的原理,实现了电力资源优化配置的目标。

关键词：源-网-荷协同规划有效输电成本全成本电价资源优化配置

基于深度强化学习的电网前瞻调度智能决策架构及关键技术初探

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中国电机工程学报 2022年第15期42卷 5430-5438页

作者：王珂姚建国余佩遥杨胜春钟海旺严嘉豪河海大学能源与电气学院江苏省南京市210098 中国电力科学研究院有限公司江苏省南京市210003 合肥工业大学电气与自动化工程学院安徽省合肥市230009 清华大学电机工程与应用电子技术系北京市海淀区100084

随着新型电力系统建设的快速推进,电网运行方式不确定性增加,调度对象类型/数量指数级增长,当前基于物理模型的电网调度计划存在优化决策计算速度慢、耗时长以及应对多重不确定场景适应性不够等问题,特别是日内阶段仍经常依赖调度员人... 详细信息

随着新型电力系统建设的快速推进,电网运行方式不确定性增加,调度对象类型/数量指数级增长,当前基于物理模型的电网调度计划存在优化决策计算速度慢、耗时长以及应对多重不确定场景适应性不够等问题,特别是日内阶段仍经常依赖调度员人工调控。为此,该文结合电网前瞻调度的时序滚动优化、多元对象决策、调度多目标构建等实际特点,提出基于深度强化学习的电网前瞻调度智能决策功能架构,分析离线训练模块、在线决策模块和效果评估模块3部分的具体实现;并在适用于电网前瞻调度的深度强化学习算法、学习样本效率提升、调度多目标奖励函数设计、拓扑改变情形下的迁移学习和前瞻调度效果评估等关键技术方面进行了初步探索,基于IEEE30节点算例验证了所提算法和技术的有效性。最后,探讨了电网前瞻调度智能决策需进一步研究的问题。

关键词：数据驱动深度强化学习电网前瞻调度奖励函数迁移学习

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基于优化理论市场化的日前电力市场机制设计

电力系统自动化 2016年第2期40卷 55-62页

作者：舒畅钟海旺夏清清华大学电机工程与应用电子技术系北京市100084 清华大学电力系统及发电设备控制和仿真国家重点实验室北京市100084

如何降低电力市场的价格风险是电力市场领域的难题。其核心问题之一,即市场成员成本的信息不对称问题常常导致电力市场中的资源错配。为确保电力市场高效有序的运行,文中提出了基于优化理论市场化的新型市场机制。该机制让市场成员融入... 详细信息

如何降低电力市场的价格风险是电力市场领域的难题。其核心问题之一,即市场成员成本的信息不对称问题常常导致电力市场中的资源错配。为确保电力市场高效有序的运行,文中提出了基于优化理论市场化的新型市场机制。该机制让市场成员融入传统的Lagrange松弛法迭代计算过程,将原来的数学迭代计算过程转化为一种市场均衡过程;在此均衡过程中,市场成员可权衡其收益与约束条件的满意程度,必要时改变相应的报价策略。这种以市场机制协同传统优化方法的迭代计算出清机制,能够激励市场成员理性报价,发现和权衡优化可行域,消除成本信息不对称导致的竞争不充分,在更大的可行域内真实地实现电力市场各要素的帕累托最优。基于IEEE 30节点系统的算例模拟计算表明,这种新型的市场机制可有效地解决市场成员成本信息不对称问题,并且利用边界条件的弹性化可在更大的可行域内得到比传统机制更优的出清结果。

关键词：电力市场日前市场发电侧竞价信息不对称 Lagrange松弛法机制设计