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  • 頭條偏差電量考核機(jī)制下含DG的售電公司多目標(biāo)優(yōu)化調(diào)度模型
    2020-10-01 作者:張濤、王成、王凌云、王婭鐳、雷水平  |  來(lái)源:《電工技術(shù)學(xué)報(bào)》  |  點(diǎn)擊率:
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    導(dǎo)語(yǔ)三峽大學(xué)電氣與新能源學(xué)院、國(guó)網(wǎng)湖北省電力有限公司荊州供電公司、國(guó)網(wǎng)湖北省電力有限公司經(jīng)濟(jì)技術(shù)研究院、國(guó)網(wǎng)湖北省電力有限公司宜昌供電公司的研究人員張濤、王成、王凌云、王婭鐳、雷水平,在2019年第15期《電工技術(shù)學(xué)報(bào)》上撰文指出,偏差電量考核機(jī)制是影響售電公司收益的關(guān)鍵因素,含分布式電源的售電公司能夠通過(guò)調(diào)用可調(diào)度資源來(lái)平衡偏差電量,但同時(shí)也給電網(wǎng)的穩(wěn)定運(yùn)行造成了一定沖擊。如何在提高系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定性的同時(shí),盡可能地減少偏差電量、提高售電公司收益是目前亟待解決的問(wèn)題。 首先以售電公司收益最大化和配電網(wǎng)電壓偏差最小化為優(yōu)化目標(biāo),構(gòu)建了售電公司多目標(biāo)優(yōu)化調(diào)度模型;然后以總偏差電量最小為收斂判據(jù),使用NSGA-II算法對(duì)模型進(jìn)行迭代求解,以獲得更合理的日前購(gòu)電策略并輸出Pareto最優(yōu)解集;最后,在多種場(chǎng)景下,對(duì)改進(jìn)的IEEE33節(jié)點(diǎn)算例進(jìn)行對(duì)比分析。 結(jié)果表明,通過(guò)所提出的優(yōu)化調(diào)度方法,可以有效降低售電公司在偏差電量考核上的支付,并在提高系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定性的同時(shí),實(shí)現(xiàn)售電公司運(yùn)營(yíng)收益的最大化。

    隨著中國(guó)新一輪電改政策的頒布,將會(huì)有越來(lái)越多的售電公司參與市場(chǎng)交易。在多種類(lèi)型的售電公司中,發(fā)電型售電公司具備發(fā)電能力和配網(wǎng)運(yùn)營(yíng)權(quán),其擁有的分布式電源(DistributedGeneration,DG)給其帶來(lái)了較大的盈利空間,同時(shí)給系統(tǒng)的運(yùn)營(yíng)也帶來(lái)了巨大挑戰(zhàn)。

    由于負(fù)荷預(yù)測(cè)必然產(chǎn)生偏差,而售電公司中長(zhǎng)期交易合同購(gòu)買(mǎi)的電量均為計(jì)劃值,產(chǎn)生偏差電量無(wú)法避免。因此,采用偏差電量考核的舉措來(lái)解決偏差電量的問(wèn)題已成為各地電力市場(chǎng)交易規(guī)則中的一項(xiàng)基本政策。在偏差電量考核機(jī)制下,售電公司必須面對(duì)供給側(cè)和需求側(cè)波動(dòng)所帶來(lái)的偏差電量考核風(fēng)險(xiǎn)。

    發(fā)電型售電公司由于具備可控DG,其運(yùn)營(yíng)具有一定靈活性,能夠通過(guò)調(diào)整DG的出力在一定程度上彌補(bǔ)產(chǎn)生的偏差電量,但任意調(diào)用DG可能對(duì)電網(wǎng)運(yùn)行的穩(wěn)定性產(chǎn)生沖擊。因此,售電公司如何優(yōu)化其運(yùn)營(yíng)策略,在保證系統(tǒng)安全優(yōu)質(zhì)運(yùn)行的前提下,減少偏差電量,實(shí)現(xiàn)更多的盈利具有重要的研究意義。

    目前,國(guó)內(nèi)外學(xué)者對(duì)售電公司的研究主要集中在經(jīng)營(yíng)策略上,而對(duì)于偏差電量考核機(jī)制下含DG的售電公司的多目標(biāo)優(yōu)化調(diào)度研究較少。

    • 有學(xué)者綜合考慮售電公司和工業(yè)大用戶雙方利益,提出了一種分時(shí)電價(jià)制定的雙層優(yōu)化模型。
    • 有學(xué)者結(jié)合我國(guó)配電網(wǎng)發(fā)展的需求及電力體制改革的具體情況,構(gòu)建了配售電公司購(gòu)售電隨機(jī)優(yōu)化決策模型。
    • 有學(xué)者針對(duì)不斷增強(qiáng)的用戶響應(yīng)市場(chǎng)價(jià)格和激勵(lì)信息的能力,提出了一種考慮用戶需求響應(yīng)的售電公司購(gòu)售電決策雙層模型。
    • 有學(xué)者基于心理學(xué)方法構(gòu)建了用戶對(duì)售電公司及用電合同的選擇行為模型,分析了以可中斷負(fù)荷為代表的附加服務(wù)類(lèi)型對(duì)于售電公司營(yíng)銷(xiāo)策略的影響。
    • 有學(xué)者采用雙層規(guī)劃的方法,將需求側(cè)響應(yīng)作為平衡資源,提出了售電公司利用用戶側(cè)負(fù)荷來(lái)平衡偏差電量的優(yōu)化交易策略。

    基于上述背景,本文針對(duì)具備發(fā)電能力并擁有配網(wǎng)運(yùn)營(yíng)權(quán)的售電公司,采用日前市場(chǎng)和實(shí)時(shí)市場(chǎng)相結(jié)合的交易方式,建立了偏差電量考核機(jī)制下售電公司多目標(biāo)優(yōu)化調(diào)度模型。該模型以售電公司收益最大化和配網(wǎng)電壓偏差最小化為優(yōu)化目標(biāo),綜合考慮了風(fēng)電接入,可控DG、少量可中斷負(fù)荷(Interruptible Load,IL)的調(diào)用。

    由于風(fēng)電出力具有較大的波動(dòng)性,采用各時(shí)段相同的日前購(gòu)電策略將會(huì)使得在風(fēng)電出力較大或較小的時(shí)段偏差電量急劇增加,故本文結(jié)合售電公司所轄配網(wǎng)區(qū)域DG接入的具體情況制定動(dòng)態(tài)日前購(gòu)電策略,并利用可控DG和可中斷負(fù)荷來(lái)降低售電公司在實(shí)時(shí)市場(chǎng)中的交易量。采用帶精英策略的非支配排序的遺傳算法(Non-dominated Sorting Genetic Algorithm-II, NSGA-II)對(duì)模型進(jìn)行迭代優(yōu)化,最后通過(guò)多場(chǎng)景的對(duì)比分析,驗(yàn)證了本文模型及算法的有效性。

    學(xué)術(shù)簡(jiǎn)報(bào)|偏差電量考核機(jī)制下含DG的售電公司多目標(biāo)優(yōu)化調(diào)度模型

    圖1 售電公司總虧損費(fèi)用

    學(xué)術(shù)簡(jiǎn)報(bào)|偏差電量考核機(jī)制下含DG的售電公司多目標(biāo)優(yōu)化調(diào)度模型

    圖2 含DG的售電公司優(yōu)化調(diào)度流程

    總結(jié)

    本文研究了偏差電量考核機(jī)制下具備發(fā)電能力并擁有配網(wǎng)運(yùn)營(yíng)權(quán)的售電公司的優(yōu)化調(diào)度問(wèn)題,以售電公司整個(gè)調(diào)度周期收益最大化和配電網(wǎng)電壓偏移最小化為優(yōu)化目標(biāo)。通過(guò)本文的算例分析可以得出如下結(jié)論:

    • 1)所提的含DG的售電公司優(yōu)化調(diào)度模型可以充分利用可控DG以及可中斷靈活負(fù)荷在一定程度上平衡偏差電量,保證系統(tǒng)運(yùn)行安全的前提下,提高售電公司的收益。
    • 2)所提出的售電公司日前購(gòu)電率指標(biāo)結(jié)合迭代求解方法能夠優(yōu)化售電公司日前購(gòu)電率,并進(jìn)一步降低整個(gè)調(diào)度周期的偏差電量。

    本文的研究主要著眼于DG的運(yùn)行調(diào)度以及日前購(gòu)電策略對(duì)售電公司運(yùn)營(yíng)的影響,未考慮實(shí)時(shí)市場(chǎng)電價(jià)的不確定性。實(shí)際電力市場(chǎng)中實(shí)時(shí)市場(chǎng)的電價(jià)具有較大的波動(dòng)。后續(xù)研究將建立更加完善的定價(jià)模型并考慮需求側(cè)資源調(diào)動(dòng)對(duì)用戶滿意度的影響。