大规模开发和利用风能有利于实现电力系统清洁低碳转型,是实现国家“碳达峰、碳中和”战略目标的重要技术手段,但风电出力的强不确定性对电力系统区域间可用输电能力(available transfer capability,ATC)评估带来了全新的挑战,传统用于...大规模开发和利用风能有利于实现电力系统清洁低碳转型,是实现国家“碳达峰、碳中和”战略目标的重要技术手段,但风电出力的强不确定性对电力系统区域间可用输电能力(available transfer capability,ATC)评估带来了全新的挑战,传统用于求解计及风电出力不确定性的概率ATC评估模型在计算效率和计算精度方面均存在一定的不足。为此,该文提出一种基于多项式混沌展开(polynomialchaos expansion,PCE)的电力系统概率ATC评估方法,该方法首先构建基于机会约束的电力系统概率ATC评估模型;然后,根据风电出力预测误差的概率分布特征,选择对应的正交多项式为基函数以近似风电出力预测误差及电力网络中与之相关联的其他随机变量;进一步,借助Galerkin投影和基于一阶矩、二阶矩的机会约束转化方法,将所构建的机会约束模型的概率约束转化为确定性约束,实现基于机会约束的概率ATC评估模型向易于求解的确定性优化模型的转化;进而,将概率ATC评估模型的求解问题转化为ATC的最优多项式逼近系数的求解问题,根据求得的最优多项式逼近系数和选取的基函数计算电力系统ATC的概率分布特征;最后,通过修改后的PJM-5节点测试系统、IEEE-118节点测试系统及吉林西部电网实际算例验证了所提基于多项式混沌展开的电力系统概率ATC评估方法的准确性和有效性。展开更多
充分利用灵活性资源的调节作用能够优化电网的可用输电能力(available transfer capability, ATC),提高系统运行的安全性和经济性,因此提出一种计及源荷储多调节资源的两阶段随机动态ATC优化方法。首先,采用动态场景分析法对新能源出力...充分利用灵活性资源的调节作用能够优化电网的可用输电能力(available transfer capability, ATC),提高系统运行的安全性和经济性,因此提出一种计及源荷储多调节资源的两阶段随机动态ATC优化方法。首先,采用动态场景分析法对新能源出力不确定性建模,建立激励型需求响应模型和基于放电深度的储能等效循环寿命成本模型。其次,第一阶段构建日前两阶段源荷储随机优化经济调度模型,以优化结果作为基态,建立日前随机动态ATC计算模型以确定阻塞时段。然后,第二阶段构建日前随机动态ATC双层优化模型,上层以阻塞时段的ATC最大为目标,下层以基态运行成本最小为目标,上层确定储能和负荷响应情况与下层基态机组出力情况相互交互,采用Karush-Kuhn-Tucker(KKT)条件将下层模型转化以实现双层模型的求解。算例分析表明,通过优化源荷储运行方式能够在提升ATC的同时兼顾系统运行的经济性。展开更多
风电并网对于电力系统运行中的可用输电能力(available transfer capability,ATC)计算提出了新的要求。如何全面地考虑多种不确定性因素所具有的波动特性及其在地域上的相关性特点,进而准确地评估ATC,并提高计算速度成为亟待解决的问题...风电并网对于电力系统运行中的可用输电能力(available transfer capability,ATC)计算提出了新的要求。如何全面地考虑多种不确定性因素所具有的波动特性及其在地域上的相关性特点,进而准确地评估ATC,并提高计算速度成为亟待解决的问题。为此,提出了一种快速计算含风电场电力系统概率ATC的新方法。该方法采用拉丁超立方采样提高了蒙特卡罗仿真的采样效率,利用Cholesky分解对输入随机变量进行相关性建模。对于所得到的样本场景,基于聚类思想和现代内点法提出了快速计算大量场景下ATC的最优潮流灵敏度方法。通过IEEE-RTS79测试系统验证了所提方法可在确保计算精度的同时提升计算效率,算例结果表明,风速强相关将加大ATC的波动性,需要在分析计算中予以考虑。展开更多
可用输电能力(available transfer capability,ATC)是衡量电力系统两点(区域)间可用来进一步可靠传输电能的能力。随着风力发电技术的快速发展和电力市场的逐渐成熟,迫切需要研究大型并网风电场对系统ATC的影响。利用时间序列模型描述...可用输电能力(available transfer capability,ATC)是衡量电力系统两点(区域)间可用来进一步可靠传输电能的能力。随着风力发电技术的快速发展和电力市场的逐渐成熟,迫切需要研究大型并网风电场对系统ATC的影响。利用时间序列模型描述风电场风速和输出功率,进而采用序贯蒙特卡罗仿真的方法对包含风电场的ATC进行概率评估;每一抽样状态的ATC采用关键约束下的交流潮流方法来计算;结合期望值和方差及相应的年度化指标评估风电场对ATC的影响。利用包含风电场的改进IEEE-RTS79系统进行仿真和算法验证,表明所提算法能快速而准确地计算ATC,并能有效评估风电场对ATC的影响,研究成果可为电力系统的运行和风电场的规划提供有益的参考。展开更多
随着系统互联和电力市场的深入发展,电力系统可用输电能力ATC(A va ilab le T ransfer C apab ility)的研究越来越受到人们的关注。本文对已有研究成果进行了综述,介绍了ATC的定义、常用计算方法,特别是针对ATC研究的最新进展,从三个方...随着系统互联和电力市场的深入发展,电力系统可用输电能力ATC(A va ilab le T ransfer C apab ility)的研究越来越受到人们的关注。本文对已有研究成果进行了综述,介绍了ATC的定义、常用计算方法,特别是针对ATC研究的最新进展,从三个方向介绍了国际上近几年(2002-2004)输电系统ATC研究的成果。最后提出了对今后输电系统ATC研究的展望。展开更多
电力市场环境下,频繁的电能交易使系统运行的不确定性急剧增加。为保证系统的安全、可靠和经济运行,必须合理考虑不确定性因素的影响后,再对电网输电能力进行评估。该文提出了一种基于序贯蒙特卡罗仿真的可用输电能力(available transfe...电力市场环境下,频繁的电能交易使系统运行的不确定性急剧增加。为保证系统的安全、可靠和经济运行,必须合理考虑不确定性因素的影响后,再对电网输电能力进行评估。该文提出了一种基于序贯蒙特卡罗仿真的可用输电能力(available transfer capability,ATC)计算方法,能综合考虑动态时变性和不确定性的影响,根据元件的运行特性及状态转移特性按时间顺序来仿真系统状态,并定义一系列的概率指标进行ATC评估。采用Matlab6.5编写相关的计算程序,通过IEEE39节点系统的算例分析,证明在ATC计算中,考虑不确定性和时变性因素的必要性。计算结果表明,该文提出的方法新颖实用,具有一定的工程应用价值。展开更多
利用功率注入法,建立广义统一潮流控制器(generalized unified power flow controller,GUPFC)和线间潮流控制器(interline power flow controller,IPFC)的数学模型。将GUPFC和IPFC的目标控制约束及运行约束即内部功率平衡约束和考虑等...利用功率注入法,建立广义统一潮流控制器(generalized unified power flow controller,GUPFC)和线间潮流控制器(interline power flow controller,IPFC)的数学模型。将GUPFC和IPFC的目标控制约束及运行约束即内部功率平衡约束和考虑等效功率注入模型的潮流约束嵌入到最优潮流计算模型中,得到计及GUPFC和IPFC的可用输电能力(available transfer capability,ATC)计算模型,并利用跟踪中心轨迹内点法对模型进行求解。IEEE-30节点系统的仿真计算显示GUPFC对节点电压和多条线路甚至某一子网络潮流的灵活控制能力及IPFC对线间潮流的合理分配能力;同时验证模型和算法的有效性和可行性。展开更多
快速而准确地计算可用输电能力(available transfer capability,ATC),对于大型互联电网的运行与调度具有重要意义。提出一种考虑多方面影响因素的适用于大型互联电网的可用输电能力快速计算方法。该模型采用重复潮流法构建动态ATC的计...快速而准确地计算可用输电能力(available transfer capability,ATC),对于大型互联电网的运行与调度具有重要意义。提出一种考虑多方面影响因素的适用于大型互联电网的可用输电能力快速计算方法。该模型采用重复潮流法构建动态ATC的计算框架,通过优化校验过程与自适应步长控制提高了计算速度。文中全面地考虑了包括暂态稳定约束在内的多种动态和静态约束;在分析不同的功率调整过程对计算结果影响的基础上,给出3种具有实际指导意义的功率增长方向及其计算方法;并引入暂态稳定的概率风险评估,间接计及不确定性因素,计算系统承担一定失稳风险时的ATC。所开发软件在实际电网中的应用验证了所提算法的有效性和实用性。展开更多
针对含大规模风电场的电力系统的可用输电能力(available transfer capability,ATC)进行研究,首先基于连续潮流法,提出了线性预测关键约束的改进算法,并引入到交流潮流模型中形成扩展潮流方程求解电力系统确定性ATC,且推导了电力系统AT...针对含大规模风电场的电力系统的可用输电能力(available transfer capability,ATC)进行研究,首先基于连续潮流法,提出了线性预测关键约束的改进算法,并引入到交流潮流模型中形成扩展潮流方程求解电力系统确定性ATC,且推导了电力系统ATC对风电等节点的注入功率波动的灵敏度快速估算模型。在此基础上,结合风电并网系统的多维可视化注入功率空间,提出了一种采用分层类聚算法划分蒙特卡罗抽样样本,综合考虑发电机随机故障、线路随机故障、风电场风速、发电机出力和负荷波动等多种不确定因素的概率ATC快速计算方法,最后通过算例分析验证了该算法的快速有效性。展开更多
随着风电接入电力系统的规模不断扩大,风电的波动性和间歇性以及风电场间的风速相关性对电力系统可用输电能力(available transfer capability,ATC)的影响不可忽视。为此,针对含风电场的电力系统概率ATC展开研究,建立了含双馈风力发电...随着风电接入电力系统的规模不断扩大,风电的波动性和间歇性以及风电场间的风速相关性对电力系统可用输电能力(available transfer capability,ATC)的影响不可忽视。为此,针对含风电场的电力系统概率ATC展开研究,建立了含双馈风力发电机的概率ATC计算模型,对无迹变换(unscented transformation,UT)的多种采样策略进行了分析和比较,进而提出一种基于UT技术的概率ATC快速计算方法。该方法具有较高的计算效率,同时保持了良好的计算精度,并且能够方便处理输入变量间的相关性。在此基础上进一步研究了风速相关性和风电容量对系统ATC的影响。最后,通过IEEE 30和IEEE 118节点系统算例仿真结果验证了所提方法的有效性和实用性。展开更多
文摘大规模开发和利用风能有利于实现电力系统清洁低碳转型,是实现国家“碳达峰、碳中和”战略目标的重要技术手段,但风电出力的强不确定性对电力系统区域间可用输电能力(available transfer capability,ATC)评估带来了全新的挑战,传统用于求解计及风电出力不确定性的概率ATC评估模型在计算效率和计算精度方面均存在一定的不足。为此,该文提出一种基于多项式混沌展开(polynomialchaos expansion,PCE)的电力系统概率ATC评估方法,该方法首先构建基于机会约束的电力系统概率ATC评估模型;然后,根据风电出力预测误差的概率分布特征,选择对应的正交多项式为基函数以近似风电出力预测误差及电力网络中与之相关联的其他随机变量;进一步,借助Galerkin投影和基于一阶矩、二阶矩的机会约束转化方法,将所构建的机会约束模型的概率约束转化为确定性约束,实现基于机会约束的概率ATC评估模型向易于求解的确定性优化模型的转化;进而,将概率ATC评估模型的求解问题转化为ATC的最优多项式逼近系数的求解问题,根据求得的最优多项式逼近系数和选取的基函数计算电力系统ATC的概率分布特征;最后,通过修改后的PJM-5节点测试系统、IEEE-118节点测试系统及吉林西部电网实际算例验证了所提基于多项式混沌展开的电力系统概率ATC评估方法的准确性和有效性。
文摘充分利用灵活性资源的调节作用能够优化电网的可用输电能力(available transfer capability, ATC),提高系统运行的安全性和经济性,因此提出一种计及源荷储多调节资源的两阶段随机动态ATC优化方法。首先,采用动态场景分析法对新能源出力不确定性建模,建立激励型需求响应模型和基于放电深度的储能等效循环寿命成本模型。其次,第一阶段构建日前两阶段源荷储随机优化经济调度模型,以优化结果作为基态,建立日前随机动态ATC计算模型以确定阻塞时段。然后,第二阶段构建日前随机动态ATC双层优化模型,上层以阻塞时段的ATC最大为目标,下层以基态运行成本最小为目标,上层确定储能和负荷响应情况与下层基态机组出力情况相互交互,采用Karush-Kuhn-Tucker(KKT)条件将下层模型转化以实现双层模型的求解。算例分析表明,通过优化源荷储运行方式能够在提升ATC的同时兼顾系统运行的经济性。
文摘风电并网对于电力系统运行中的可用输电能力(available transfer capability,ATC)计算提出了新的要求。如何全面地考虑多种不确定性因素所具有的波动特性及其在地域上的相关性特点,进而准确地评估ATC,并提高计算速度成为亟待解决的问题。为此,提出了一种快速计算含风电场电力系统概率ATC的新方法。该方法采用拉丁超立方采样提高了蒙特卡罗仿真的采样效率,利用Cholesky分解对输入随机变量进行相关性建模。对于所得到的样本场景,基于聚类思想和现代内点法提出了快速计算大量场景下ATC的最优潮流灵敏度方法。通过IEEE-RTS79测试系统验证了所提方法可在确保计算精度的同时提升计算效率,算例结果表明,风速强相关将加大ATC的波动性,需要在分析计算中予以考虑。
文摘可用输电能力(available transfer capability,ATC)是衡量电力系统两点(区域)间可用来进一步可靠传输电能的能力。随着风力发电技术的快速发展和电力市场的逐渐成熟,迫切需要研究大型并网风电场对系统ATC的影响。利用时间序列模型描述风电场风速和输出功率,进而采用序贯蒙特卡罗仿真的方法对包含风电场的ATC进行概率评估;每一抽样状态的ATC采用关键约束下的交流潮流方法来计算;结合期望值和方差及相应的年度化指标评估风电场对ATC的影响。利用包含风电场的改进IEEE-RTS79系统进行仿真和算法验证,表明所提算法能快速而准确地计算ATC,并能有效评估风电场对ATC的影响,研究成果可为电力系统的运行和风电场的规划提供有益的参考。
文摘随着系统互联和电力市场的深入发展,电力系统可用输电能力ATC(A va ilab le T ransfer C apab ility)的研究越来越受到人们的关注。本文对已有研究成果进行了综述,介绍了ATC的定义、常用计算方法,特别是针对ATC研究的最新进展,从三个方向介绍了国际上近几年(2002-2004)输电系统ATC研究的成果。最后提出了对今后输电系统ATC研究的展望。
文摘电力市场环境下,频繁的电能交易使系统运行的不确定性急剧增加。为保证系统的安全、可靠和经济运行,必须合理考虑不确定性因素的影响后,再对电网输电能力进行评估。该文提出了一种基于序贯蒙特卡罗仿真的可用输电能力(available transfer capability,ATC)计算方法,能综合考虑动态时变性和不确定性的影响,根据元件的运行特性及状态转移特性按时间顺序来仿真系统状态,并定义一系列的概率指标进行ATC评估。采用Matlab6.5编写相关的计算程序,通过IEEE39节点系统的算例分析,证明在ATC计算中,考虑不确定性和时变性因素的必要性。计算结果表明,该文提出的方法新颖实用,具有一定的工程应用价值。
文摘利用功率注入法,建立广义统一潮流控制器(generalized unified power flow controller,GUPFC)和线间潮流控制器(interline power flow controller,IPFC)的数学模型。将GUPFC和IPFC的目标控制约束及运行约束即内部功率平衡约束和考虑等效功率注入模型的潮流约束嵌入到最优潮流计算模型中,得到计及GUPFC和IPFC的可用输电能力(available transfer capability,ATC)计算模型,并利用跟踪中心轨迹内点法对模型进行求解。IEEE-30节点系统的仿真计算显示GUPFC对节点电压和多条线路甚至某一子网络潮流的灵活控制能力及IPFC对线间潮流的合理分配能力;同时验证模型和算法的有效性和可行性。
文摘快速而准确地计算可用输电能力(available transfer capability,ATC),对于大型互联电网的运行与调度具有重要意义。提出一种考虑多方面影响因素的适用于大型互联电网的可用输电能力快速计算方法。该模型采用重复潮流法构建动态ATC的计算框架,通过优化校验过程与自适应步长控制提高了计算速度。文中全面地考虑了包括暂态稳定约束在内的多种动态和静态约束;在分析不同的功率调整过程对计算结果影响的基础上,给出3种具有实际指导意义的功率增长方向及其计算方法;并引入暂态稳定的概率风险评估,间接计及不确定性因素,计算系统承担一定失稳风险时的ATC。所开发软件在实际电网中的应用验证了所提算法的有效性和实用性。
文摘针对含大规模风电场的电力系统的可用输电能力(available transfer capability,ATC)进行研究,首先基于连续潮流法,提出了线性预测关键约束的改进算法,并引入到交流潮流模型中形成扩展潮流方程求解电力系统确定性ATC,且推导了电力系统ATC对风电等节点的注入功率波动的灵敏度快速估算模型。在此基础上,结合风电并网系统的多维可视化注入功率空间,提出了一种采用分层类聚算法划分蒙特卡罗抽样样本,综合考虑发电机随机故障、线路随机故障、风电场风速、发电机出力和负荷波动等多种不确定因素的概率ATC快速计算方法,最后通过算例分析验证了该算法的快速有效性。
