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计及需求响应柔性调节的分布鲁棒DG优化配置

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中国电机工程学报 2019年第8期39卷 2253-2264页

作者：贺帅佳高红均刘俊勇刘友波王家怡向月四川大学电气信息学院四川省成都市610065

弃电现象制约着风电、光伏的发展,采用需求响应措施提高配网对清洁能源的消纳是一种有效的措施,但传统处理分布式电源(distributed generation,DG)出力或需求响应不确定性的方法具有很大的局限性,因此,该文建立计及需求响应柔性调节的... 详细信息

弃电现象制约着风电、光伏的发展,采用需求响应措施提高配网对清洁能源的消纳是一种有效的措施,但传统处理分布式电源(distributed generation,DG)出力或需求响应不确定性的方法具有很大的局限性,因此,该文建立计及需求响应柔性调节的配电网两阶段分布鲁棒DG优化配置线性模型。首先,该模型以配电公司运营商年利润最大化为优化目标,考虑各种投资约束和运行约束,并将清洁能源出力和负荷的差值作为基于实时电价的需求响应的定价依据,以提高配电网对清洁能源的消纳率;其次,通过基于多面体的线性化技巧和McCormick方法,将原始混合整数非线性模型线性化,建立混合整数线性规划模型;然后,充分利用需求响应和DG出力的历史数据,构建数据驱动的两阶段分布鲁棒DG优化配置模型,其中第一阶段确定DG的投资方案,第二阶段模拟投入DG后的系统运行,并同时考虑不确定性概率分布置信集合的1-范数和∞-范数约束;最后,采用列与约束生成(columnandconstraintgeneration,CCG)算法对分布鲁棒模型进行求解,并基于IEEE33节点系统验证所提模型的有效性。

关键词：分布式电源优化配置分布鲁棒需求响应不确定性

基于贝叶斯理论的分布鲁棒优化在储能配置上的应用

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电网技术 2022年第10期46卷 4001-4011页

作者：李笑竹王维庆可再生能源发电与并网技术教育部工程研究中心(新疆大学) 新疆维吾尔自治区乌鲁木齐市830047

为提高可再生能源场站的灵活调节能力,针对具有稳定支撑需求的储能电站配置问题,提出基于贝叶斯理论的分布鲁棒优化方法。其中为科学描述可再生能源出力的随机性,进而准确表征由大规模可再生能源并网导致的调频需求,计及不确定变量概率... 详细信息

为提高可再生能源场站的灵活调节能力,针对具有稳定支撑需求的储能电站配置问题,提出基于贝叶斯理论的分布鲁棒优化方法。其中为科学描述可再生能源出力的随机性,进而准确表征由大规模可再生能源并网导致的调频需求,计及不确定变量概率分布的不确定性,在分布鲁棒优化的基础上,提出利用贝叶斯多元非线性模型与贝叶斯混合效应模型分别构造风电、光伏发电功率的不确定合集。该方法能够弥补现有分布鲁棒中概率分布模糊集构建较为主观且仅针对单一时间断面下不确定量表征的缺陷。最后通过算例验证所提方法在储能配置上的有效性与可行性;并对储能配置结果在发电不确定性因素影响下的敏感性做定量分析。所提方法为面向大规模可再生能源场站,满足其惯量支撑和调频需求的储能配置问题提供理论指导。

关键词：不确定性储能配置分布鲁棒贝叶斯理论调频需求

考虑风电出力不确定性的分布鲁棒主备协同优化调度

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电力系统保护与控制 2020年第20期48卷 66-73页

作者：周计晨吕胤杰杨诚之黄微韩冬国网上海市南供电公司上海201100 国网上海市区供电公司上海200080 上海理工大学机械工程学院上海200093

随着大量可再生能源如风电接入电网,如何最大化地利用可再生能源、减小传统火电机组的成本成为亟需解决的难题,特别是机组运行和备用容量的协同调度成为现在研究的一大热点。考虑风电出力的不确定性,建立了成本最小化的两阶段经济调度... 详细信息

随着大量可再生能源如风电接入电网,如何最大化地利用可再生能源、减小传统火电机组的成本成为亟需解决的难题,特别是机组运行和备用容量的协同调度成为现在研究的一大热点。考虑风电出力的不确定性,建立了成本最小化的两阶段经济调度模型。在第一阶段,即日前调度,根据预测的风电出力制定机组预调度方案。在第二阶段,即实时调度阶段,根据风电的实时出力对第一阶段调度方案进行反馈调节。针对风电出力的不确定性,应用Kullback-Leibler离散度原理对不确定因素进行建模。结合分布鲁棒方法,建立了极端概率分布下的两阶段分布鲁棒主备协同优化模型,并将其转化为可解的混合整数非线性规划问题。基于广义Benders分解方法,提出了分解协调算法对优化模型进行求解。最后以IEEE 6节点系统和IEEE 118节点系统进行算例仿真分析,并对比传统鲁棒及随机规划方法,验证了所提方法的可行性和优越性。

关键词：可再生能源主备容量调度分布鲁棒离散度

基于分布鲁棒机会约束的充电运营商参与调峰市场投标策略

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电力系统自动化 2022年第7期46卷 23-32页

作者：文艺林胡泽春宁剑刘礼恺清华大学电机工程与应用电子技术系北京市100084 国家电网有限公司华北分部北京市100053

电动汽车作为一类重要的新型可控负荷资源,具有为电网提供调控服务的潜力。然而电动汽车的调节能力受其出行安排的影响,既呈现出一定的规律性,也具有不确定性。首先,提出一种电动汽车调节能力模型,该模型可以统一考虑数据结构不同的公... 详细信息

电动汽车作为一类重要的新型可控负荷资源,具有为电网提供调控服务的潜力。然而电动汽车的调节能力受其出行安排的影响,既呈现出一定的规律性,也具有不确定性。首先,提出一种电动汽车调节能力模型,该模型可以统一考虑数据结构不同的公共充电站与专用充电站,进而采用数据驱动的分布鲁棒机会约束来描述调节能力的不确定性。考虑聚合了多个不同类型充电站的充电运营商参与调峰辅助服务市场的日前投标阶段,提出一种双层投标-分配模型,使得运营商对外可以控制风险,对内可以灵活调度资源。基于实际数据的仿真结果表明,分布鲁棒机会约束描述的调节能力可以适应电动汽车出行规律的随机变化,所提出的投标-分配策略能够灵活地权衡运营商的经济效益与违约风险。

关键词：电动汽车充电运营商辅助服务数据驱动分布鲁棒机会约束

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考虑DG无功支撑和开关重构的主动配电网分布鲁棒无功优化模型

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中国电机工程学报 2019年第3期39卷 685-695,948页

作者：阮贺彬高红均刘俊勇黄震四川大学电气信息学院四川省成都市610065 国网新疆电力公司乌鲁木齐供电公司新疆维吾尔自治区乌鲁木齐市830011

近年来,风光等分布式电源(distributed generation, DG)的大力发展给主动配电网无功优化带来了新的挑战。传统随机优化和鲁棒优化方法在处理清洁能源不确定性方面存在片面性或保守性等问题。基于此,该文构建以系统网损为优化目标,并考... 详细信息

近年来,风光等分布式电源(distributed generation, DG)的大力发展给主动配电网无功优化带来了新的挑战。传统随机优化和鲁棒优化方法在处理清洁能源不确定性方面存在片面性或保守性等问题。基于此,该文构建以系统网损为优化目标,并考虑DG无功支撑和开关重构的主动配电网分布鲁棒无功优化模型。该模型除了包括传统无功优化中的开关、变电站有载调压变压器、离散与连续无功补偿装置等元素,重点对双馈风机和微型燃气轮机的容量曲线进行详细建模,从而融入DG的无功支撑能力,并设计有功无功出力耦合特性约束的线性化方法。结合风电和光伏的典型场景数据,以及决策变量的调节特性,构建基于数据驱动的分布鲁棒两阶段无功优化模型,其中不确定性概率分布置信集合同时受到1-范数和∞-范数约束。模型采用列与约束生成(columns and constraints generation,CCG)算法进行求解,并在IEEE33节点算例上验证模型对系统无功支撑能力的提升和分布鲁棒方法的有效性。

关键词：无功优化分布鲁棒主动配电网开关重构

计及需求响应不确定性的电-气耦合配网系统动态分布鲁棒优化

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电网技术 2022年第5期46卷 1877-1886页

作者：曾捷童晓阳范嘉乐西南交通大学电气工程学院四川省成都市610031 郑州轻工业大学电气信息工程学院河南省郑州市450000

需求侧负荷波动和天然气管存动态特性给电-气耦合配网系统的调度运行带来了较大挑战。针对需求响应不确定性和天然气动态特性,提出了一种机会约束与Wasserstein距离相结合的电-气耦合配网系统分布鲁棒动态优化模型。首先,考虑可削减、... 详细信息

需求侧负荷波动和天然气管存动态特性给电-气耦合配网系统的调度运行带来了较大挑战。针对需求响应不确定性和天然气动态特性,提出了一种机会约束与Wasserstein距离相结合的电-气耦合配网系统分布鲁棒动态优化模型。首先,考虑可削减、可转移、可替代3种需求响应负荷及天然气传输的管存特性,构建了确定性的电-气耦合配网动态优化模型。其次,针对需求侧电负荷、气负荷的不确定性,基于衡量不同概率分布之间Wasserstein距离的分布鲁棒方法,构建不确定变量的概率分布模糊集。由于传统的分布鲁棒优化未考虑不等式约束的不确定性,结合机会约束将含不确定变量的不等式约束成立的期望概率,限定在最低允许的置信水平之上,以提高模型的可靠性。最后,通过对偶理论和条件风险价值近似将所提模型转化成线性规划问题进行求解,在修正的33节点配电网和比利时20节点配气网组成的电-气耦合配网系统进行仿真实验,结果表明所提模型可有效降低运行成本,提高风电的消纳能力。

关键词：气管存动态特性需求响应机会约束分布鲁棒 Wasserstein距离

考虑传输线重构的电气综合能源系统分布鲁棒扩展规划模型

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电力自动化设备 2021年第2期41卷 16-23页

作者：魏震波郭毅魏平桉黄宇涵方涛四川大学电气工程学院四川成都610065 国网四川省电力公司四川成都610041

针对综合能源系统扩展规划模型多采用随机优化处理系统负荷需求增长不确定性问题,且场景信息缺失,易造成随机优化结果经济性与可参考性低的情况,提出一种以系统综合成本最小为目标函数、考虑传输线重构的两阶段电气综合能源系统分布鲁... 详细信息

针对综合能源系统扩展规划模型多采用随机优化处理系统负荷需求增长不确定性问题,且场景信息缺失,易造成随机优化结果经济性与可参考性低的情况,提出一种以系统综合成本最小为目标函数、考虑传输线重构的两阶段电气综合能源系统分布鲁棒扩展规划模型。第一阶段为考虑综合能源负荷预测和传输线重构的扩展规划模型;第二阶段为计及机组调整出力与天然气能流的综合能源负荷需求不确定条件下的分布鲁棒模型,其中不确定概率分布集合采用1-范数约束。所提模型采用列与约束生成算法求解,并在IEEERTS24节点与比利时20节点系统中进行校验。结果表明分布鲁棒模型能够在对象信息量较少或不足的情况下基于较大置信区间范围提供灵活决策方案,应对综合能源负荷需求不确定性问题更具优势。

关键词：电气综合能源系统负荷需求增长分布鲁棒列与约束生成算法数据驱动扩展规划

考虑线路动态电热特性的交直流系统分布鲁棒潮流优化策略

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电工技术学报 2024年第21期39卷 6700-6719页

作者：曾子龙李勇丁心志曹一家钟俊杰湖南大学电气与信息工程学院长沙410082 能源互联网供需运营湖南省重点实验室(国网湖南省电力有限公司经济技术研究院) 长沙410004 华中科技大学电气与电子工程学院武汉430074 长沙理工大学电气与信息工程学院长沙410114

为了充分发挥交直流线路耐热特性、提高系统在不确定运行环境下应对故障的调控能力,以含柔性直流输电技术(VSC-HVDC)的交直流系统为研究对象,提出一种考虑线路动态电热特性的分布鲁棒潮流优化策略。首先,根据热传导理论分别建立交流架... 详细信息

为了充分发挥交直流线路耐热特性、提高系统在不确定运行环境下应对故障的调控能力,以含柔性直流输电技术(VSC-HVDC)的交直流系统为研究对象,提出一种考虑线路动态电热特性的分布鲁棒潮流优化策略。首先,根据热传导理论分别建立交流架空线路、直流电缆线路的动态电热模型,而后在校正控制中引入交、直流输电线路短期最高允许温度(SAOT)约束及校正期间最大热积累量来代替长期允许温度(LAOT)作为在校正期间的暂时安全约束,以达到充分利用线路的短期过载/耐热特性的目的;其次,将故障后的校正过程划分成两个子校正过程,通过最大化储能及VSC-HVDC的快速校正能力,弥补常规调控装置难以快速响应指令的缺陷,进一步,在基于Kullback-Leibler(KL)散度所构建的风荷概率分布模糊集上,通过在考虑风荷最恶劣概率分布的情况下进行潮流优化,改善了传统鲁棒优化方法过于保守的问题;再次,在列和约束生成(C&CG)算法和Multi-cut Benders分解算法的基础上,提出一种融合物理知识的双循环分解算法,不仅能避免对非过载线路热平衡方程的线性化,同时还能避免多场景多故障协同求解;最后,在基于改进的IEEE 39测试系统中对所提模型及算法的有效性进行了验证。

关键词：柔性直流输电(VSC-HVDC) 分布鲁棒线路短时耐热特性动态电热模型潮流优化

考虑分布式电源支撑与农业设施协调的配电网分布鲁棒优化

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电力系统自动化 2023年第21期47卷 89-98页

作者：王雯沁高红均王仁浚李海波刘俊勇四川大学电气工程学院四川省成都市610065 清华四川能源互联网研究院四川省成都市610213

传统农业集中式用电会给农村配电网带来线路过载、电压越限等安全性问题。随着大规模分布式电源接入农村配电网,农业设施用电规律与光伏出力的不平衡现象也会加剧配电网的弃光和失负荷。在此背景下,提出考虑分布式电源支撑与农业设施协... 详细信息

传统农业集中式用电会给农村配电网带来线路过载、电压越限等安全性问题。随着大规模分布式电源接入农村配电网,农业设施用电规律与光伏出力的不平衡现象也会加剧配电网的弃光和失负荷。在此背景下,提出考虑分布式电源支撑与农业设施协调的配电网分布鲁棒优化模型。配电网考虑到自身的安全(电压偏移)、经济(弃光量、失负荷量、网络损耗)目标,根据弃光率制定有效的电价补偿策略,与拥有大量灵活性农业设施资源的农业园区进行互动,引导农业园区改变自身灌溉、生产用电策略,进一步优化线路负荷。此外,考虑到实际光照强度的波动会导致光伏出力、农户满意度系数存在不确定性,分别使用基于多离散场景的分布鲁棒方法和随机优化方法,将二者的不确定性融入优化模型中并进行迭代求解。最后,在修改后的75节点系统上进行算例验证,表明所提模型在优化多种农业负荷的同时,能够有效提升配电网的经济性和安全性。

关键词：配电网分布鲁棒农业设施光伏沼气不确定性