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电力系统中时序场景生成和约简方法研究综述

电网技术 2023年第2期47卷 709-721页

作者：董骁翀张姝李烨王新迎蒲天骄孙英云新能源电力系统国家重点实验室(华北电力大学) 北京市昌平区102206 中国电力科学研究院有限公司北京市海淀区100192

随着能源转型的推进,可再生能源以及新型负荷的渗透率不断提高,其引入的不确定性给电力系统安全与经济运行带来极大的挑战。对电力系统中不确定性因素精确建模是保证新一代电力系统安全稳定运行的基础。采用时序场景生成和约简技术对不... 详细信息

随着能源转型的推进,可再生能源以及新型负荷的渗透率不断提高,其引入的不确定性给电力系统安全与经济运行带来极大的挑战。对电力系统中不确定性因素精确建模是保证新一代电力系统安全稳定运行的基础。采用时序场景生成和约简技术对不确定性因素建模是推动电力系统不确定优化技术发展的关键。针对电力系统中时序场景生成和约简方法进行了系统性综述。首先,从研究对象和数学问题阐述了电力系统时序场景生成和约简的基本概念。其次,综述了电力系统中场景生成和约简的现有研究方法、评价指标以典型应用场景。最后对现阶段研究中存在的问题进行了归纳,并展望了未来的发展趋势和挑战。

关键词：场景生成场景约简不确定性随机优化概率模型

采用马尔可夫链—多场景技术的交直流主动配电网优化调度

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电力系统自动化 2018年第5期42卷 147-153页

作者：董雷孟天骄陈乃仕李烨蒲天骄华北电力大学电气与电子工程学院北京市102206 中国电力科学研究院有限公司北京市100192

针对含有柔性直流装置的交直流混合主动配电网,构建基于场景分析的随机优化调度模型。计及时间轴线上各点误差相关性,利用基于马尔可夫链的多场景技术模拟风电、光伏与负荷随时间变化的间歇性和波动性;通过模糊C均值聚类思想进行场景削... 详细信息

针对含有柔性直流装置的交直流混合主动配电网,构建基于场景分析的随机优化调度模型。计及时间轴线上各点误差相关性,利用基于马尔可夫链的多场景技术模拟风电、光伏与负荷随时间变化的间歇性和波动性;通过模糊C均值聚类思想进行场景削减得到典型场景。提出多时间尺度的协调优化调度策略:长时间尺度计及不确定性,以电网期望成本最小为目标,优化联络线出力和柔性直流装置出力;短时间尺度调整可控单元,使两级优化结果偏差最小。算例验证了采用马尔可夫链的多场景抽样能有效描述原始问题的不确定性,修正随时间推移逐渐增大的预测偏差,减轻短时间尺度调度压力;验证了所述调度策略能有效应对间歇式能源的不确定波动,提高分布式能源消纳能力。

关键词：多场景技术马尔可夫链模糊C均值聚类多时间尺度协调调度

基于一致性算法的直流受端电网分布式调频资源协同频率控制

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电网技术 2022年第3期46卷 888-896页

作者：王晶晶廖思阳姚良忠蒲天骄徐箭刘运鑫程帆武汉大学电气与自动化学院湖北省武汉市430072 中国电力科学研究院有限公司北京市海淀区100192

直流受端电网中大容量直流功率的馈入和大量分布式光伏及储能经电力电子变换器接入,导致受端电网同步机电源逐渐被取代,系统等效惯量下降,严重影响了受端电网的频率特性。因此,挖掘电网调频资源、增加电网频率控制的灵活性十分重要。针... 详细信息

直流受端电网中大容量直流功率的馈入和大量分布式光伏及储能经电力电子变换器接入,导致受端电网同步机电源逐渐被取代,系统等效惯量下降,严重影响了受端电网的频率特性。因此,挖掘电网调频资源、增加电网频率控制的灵活性十分重要。针对上述问题,基于一致性算法,提出了利用受端电网中配电网的分布式调频资源,包括分布式光伏、储能、柔性负荷等协同参与电网一次调频的分布式控制方法。该控制方法能够有效应对由于调频资源数量大而导致的计算难度增大问题,并可通过定时刷新分布式调频资源的运行状态并自适应计算频率响应系数,实现在故障发生时快速响应频率变化。通过对等效直流受端电网中配电网调频资源以不同控制策略参与频率调节的仿真对比分析,验证了文中方法对直流受端电网频率调节的有效性及经济性。

关键词：直流受端电网分布式调频资源协同频率控制一致性算法

Multiple Dispatching Reactive Power and Voltage Coordinated Control Method

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Energy and Power Engineering 2013年第4期5卷 646-650页

作者： Ting Yu tianjiao pu Wei Wang Zhaoyu Jin Ning Yang China Electric Power Research Institute Beijing China Gansu Electric Power Corporation Lanzhou China North China Electric Power University Beijing China Northeast China Grid Company Shenyang China

This paper studies the reactive power and voltage coordinated control scheme. According to the characteristics of Hunan power grid, the coordinated schemes about Hunan power grid with Central China Power Grid, as well as Changsha power grid are proposed. At the same time, this paper builds a two-way interactive and multiple dispatching reactive power and voltage coordinated control mode, and can be successfully applied in Hunan power grid. The operation results show that this control scheme fulfills the ability of large power grids in optimal allocating of resources, effectively integrates the reactive power resources of the entire grid, achieves the purpose of reducing power grid loss, improving voltage quality, reducing the operating numbers of the reactive power equipment.

关键词： Coordinated Control Power Grid Loss Voltage Quality Operating Numbers

高比例新能源电力系统静态电压稳定裕度在线概率评估

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电力系统保护与控制 2023年第5期51卷 47-57页

作者：齐金山姚良忠廖思阳刘运鑫蒲天骄李健王新迎武汉大学电气与自动化学院湖北武汉430072 中国电力科学研究院有限公司北京100192

新能源的随机性、波动性及弱调节特性给电力系统静态电压的安全及稳定性带来了挑战。针对此问题,提出一种考虑源荷双侧不确定性的高比例新能源电力系统静态电压稳定裕度在线概率评估方法。首先,基于新能源无功调节特性与传统机组的差异... 详细信息

新能源的随机性、波动性及弱调节特性给电力系统静态电压的安全及稳定性带来了挑战。针对此问题,提出一种考虑源荷双侧不确定性的高比例新能源电力系统静态电压稳定裕度在线概率评估方法。首先,基于新能源无功调节特性与传统机组的差异,分析了大量新能源替代传统机组对稳定裕度的影响。然后,分析了新能源出力不确定性对稳定裕度分布范围的影响,并建立源荷不确定性模型以生成典型场景。最后,为了应对新能源快速波动性给稳定裕度带来的影响,提出基于优化ELM-KDE的稳定裕度在线概率评估方法。利用优化极限学习机(extreme learning machine,ELM)预测典型场景稳定裕度并通过核密度估计(kernel density estimation,KDE)准确获得其概率分布函数。构建了静态电压稳定期望裕度和静态电压稳定风险度两个指标对结果进行表征。分别在New England 39和IEEE300节点系统进行了仿真测试,并将结果与传统蒙特卡洛方法计算结果对比,验证了所提方法的有效性。

关键词：高比例新能源静态电压稳定裕度不确定模型概率评估极限学习机

供电短缺下微网客户与移动储能端对端交易模式及调度策略

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电网技术 2022年第12期46卷 4873-4884页

作者：郭倬辰刘继春杨知方蒲天骄王晓辉刘俊勇四川大学电气工程学院四川省成都市610065 输配电装备及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400044 中国电力科学研究院有限公司北京市海淀区100192

随着传统电力系统向新型电力系统转型升级,风、光等分布式能源作为微网主体电源在配电网故障发生时具备相当程度的主动支撑、调节能力。当微网预测到由于天气变化导致未来内部分布式能源供电短缺时,可提前与移动储能进行市场交易。端对... 详细信息

随着传统电力系统向新型电力系统转型升级,风、光等分布式能源作为微网主体电源在配电网故障发生时具备相当程度的主动支撑、调节能力。当微网预测到由于天气变化导致未来内部分布式能源供电短缺时,可提前与移动储能进行市场交易。端对端(peer-to-peer,P2P)交易模式能保证交易实时性,适合应对紧急度较高的用电需求。设计了供电短缺下微网客户与移动储能P2P交易模式及调度策略。首先,建立微网自主运行及能量互济模型,通过划分供电范围可预测各时段微网内存在电能需求的负荷信息。然后,建立购售电主体申报模型,为双方申报行为提供依据。基于连续双向拍卖机制进行撮合匹配,并提出偏差考核及违约结算机制。交易匹配后,移动储能在交通网-配电网耦合模型基础上进行优化调度,对接需电客户。最后,通过算例验证了P2P交易模式可行性,以及移动储能调度方法的有效性。

关键词：移动储能微网客户端对端交易交通网-配电网耦合优化调度

基于元模型优化算法的主从博弈多虚拟电厂动态定价和能量管理

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电网技术 2020年第3期44卷 973-983页

作者：董雷涂淑琴李烨蒲天骄华北电力大学电气与电子工程学院北京市昌平区102206 中国电力科学研究院有限公司北京市海淀区100192

随着各社会资本逐步涌入电力市场,未来不同虚拟电厂将属于不同的利益主体,形成多决策主体相互竞争的博弈格局。为兼顾配电网运营商和虚拟电厂的利益,建立运营商和多虚拟电厂的一主多从博弈模型,研究运营商动态定价行为和虚拟电厂能量管... 详细信息

随着各社会资本逐步涌入电力市场,未来不同虚拟电厂将属于不同的利益主体,形成多决策主体相互竞争的博弈格局。为兼顾配电网运营商和虚拟电厂的利益,建立运营商和多虚拟电厂的一主多从博弈模型,研究运营商动态定价行为和虚拟电厂能量管理模型,并提出一种基于Kriging元模型的主从博弈均衡算法。该方法用Kriging元模型拟合并代替虚拟电厂能量内部管理模型,在迭代寻优过程中,结合粒子群优化算法生成新的优异采样点,有针对性地修正元模型,从而快速准确地得到虚拟电厂的交易电价和出力计划。该算法无需虚拟电厂的所有参数,不仅达到保护虚拟电厂隐私的目的,而且能够避免对下层优化模型的大量调用,有效减小计算量,提高求解效率。

关键词：虚拟电厂主从博弈 Kriging元模型

面向区域能源互联网的边云协同架构及其优化策略研究

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中国电机工程学报 2023年第6期43卷 2248-2262页

作者：肖迁李天翔贾宏杰穆云飞乔骥陆文标蒲天骄智能电网教育部重点实验室(天津大学) 天津市南开区300072 中国电力科学研究院有限公司北京市海淀区100192

现有区域能源互联网(regional energy internet,REI)呈现出多维度、多主体的运行特征,若采用传统集中式云端服务架构,系统易引发高延迟、云爆炸等问题。为此,提出一种边云协同架构及其优化策略。首先,建立REI的数学模型;其次,以REI为分... 详细信息

现有区域能源互联网(regional energy internet,REI)呈现出多维度、多主体的运行特征,若采用传统集中式云端服务架构,系统易引发高延迟、云爆炸等问题。为此,提出一种边云协同架构及其优化策略。首先,建立REI的数学模型;其次,以REI为分布式边缘控制单元,建立含云服务层、边缘服务层、设备层的REI边云协同架构,以实际工作量分配计算任务;然后,综合考虑系统多方利益主体博弈关系,设计云服务层、边缘服务层优化策略;最后,在此基础上,为提升紧急情况下系统恢复运行的速度,提出一种应急处理方法。通过两种多REI算例测试,结果表明:与传统云端服务架构相比,所提架构在计算速度、应急处理速度方面具有显著优势;所提优化策略能够有效提升REI的运行收益。

关键词：区域能源互联网(REI) 边云协同分布式计算优化计算多主体博弈

基于条件生成对抗网络的可再生能源日前场景生成方法

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中国电机工程学报 2020年第17期40卷 5527-5535页

作者：董骁翀孙英云蒲天骄新能源电力系统国家重点实验室(华北电力大学) 北京市昌平区102206 中国电力科学研究院有限公司北京市海淀区100192

随着可再生能源渗透率的不断提高,如何有效地描述其出力不确定性是电力系统日前调度所面临的巨大挑战。针对该问题,该文提出一种基于条件生成对抗网络的可再生能源日前场景生成方法,该方法采用Wasserstein距离作为判别器损失函数,并设... 详细信息

随着可再生能源渗透率的不断提高,如何有效地描述其出力不确定性是电力系统日前调度所面临的巨大挑战。针对该问题,该文提出一种基于条件生成对抗网络的可再生能源日前场景生成方法,该方法采用Wasserstein距离作为判别器损失函数,并设计适用于可再生能源日前场景生成的网络结构,通过生成对抗网络的博弈训练使生成器学习到预测条件下噪声分布与日前场景集之间的映射关系。该文使用实际风电数据(包括预测和实测数据)对所提方法进行测试,并与传统Markov链场景生成方法进行对比验证,结果表明所提模型能更精确地描述日前风电不确定性。

关键词：可再生能源不确定性场景生成条件生成对抗网络卷积神经网络