《中国电力》2024年度网络首发（七）

文摘 2024-10-28 10:10 北京

网络首发

摘要：为研究发电企业主动践行双碳目标而面临的多类型低碳技术成本不确定性条件下的投资决策优化问题，以发电企业中长期时间尺度的决策优化为研究视角，考虑投资周期内各项技术的成本不确定性，构建期望出力-装机两阶段鲁棒模型。在第一阶段以该企业运营净利润最大为目标；在第二阶段中考虑各项技术投入的成本不确定性以及第一阶段给出的期望出力情况作为约束，综合考虑企业年度投资强度与全投资计划周期的投资限额总数，追求总投资成本最小。对第二阶段模型进行鲁棒对等转化为一个等价的线性化模型以便于后续求解，并采用列和约束生成算法对该两阶段问题进行求解。通过不同情景下的发电企业电源结构演化情况对比，为发电企业采纳低碳技术提供了借鉴。

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摘要：为了充分利用柔性多状态开关（soft open point，SOP）的灵活控制提高配电网的分布式能源（distributed generation，DG）消纳能力，提出了分布估计和NSGA II算法相结合的配电台区柔性多状态开关的多目标优化控制策略。通过分析配电网柔性多状态开关的接入模式，综合考虑其在分布式电源消纳与削峰填谷的作用，并兼顾经济性构建了分布式能源日消纳量最大、控制成本最低和馈线日净负荷偏差最小的多目标模型。针对多目标的高维非线性特征，提出了分布估计和改进NSGA II相结合的优化方法。以改进的配电网算例进行仿真对比验证。结果表明：所建模型可协调绿色、环保、经济的均衡，所提优化控制策略可反应柔性开关接入对提升新能源消纳、实现负载均衡的作用。仿真比较分析可见所提优化求解方法明显提升了求解效率。

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摘要：在配电侧发展微型可变速抽水蓄能，有利于以更为环保的方式提升配网消纳新能源的能力。提出一种全功率变速抽水蓄能机组双层模型预测控制（model predictive control，MPC）虚拟惯量控制策略。该策略包含一个标准层MPC和辅助层MPC，标准层MPC基于确定的系统预测模型，产生最小化的频率偏差信号，传递给辅助层MPC，而辅助层MPC考虑光伏的随机性，以跟踪标准层MPC预测的频率偏差为目标，同时产生功率和导叶控制信号。通过对含有全功率抽水蓄能机组的系统进行仿真分析，表明了所提的控制策略具有良好的频率调节性能，有助于提升配网的光伏消纳能力。

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摘要：分布式光伏对于实现“双碳”目标和建设以新能源为主体的新型电力系统具有重要意义。本文研究了当前阶梯-峰谷电价体系下居民户用光-储系统的建设和运行问题。首先，介绍了户用光-储系统的结构和电价体系。其次，以户用光-储系统的投资成本和年运行维护费用最低为目标，建立了光伏和储能的最优容量配置模型，并在此基础上考虑阶梯-峰谷电价对用户长时间尺度用能策略的影响，提出了基于模型预测控制的户用光-储系统双层滚动优化运行算法。其中，上层模型为基于阶梯电价、以年综合收益最大为目标的年滚动优化，下层模型为基于峰谷电价、以日运行费用最低为目标的日滚动优化。下层模型中光伏和储能的运行方案以上层优化结果为参照，并修正由于不确定性因素导致的系统状态偏差。最后，算例仿真结果表明，所提算法可以推迟高阶梯电价的使用时刻，有效提高居民用户的整体收益。

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摘要：准确的区域分布式光伏功率概率预测可为有源配电网优化运行提供更全面的信息支撑。当缺乏气象测量或预报数据时，对分布式光伏时空相关信息的挖掘利用可以有效提升功率预测精度，然而，现有研究或难以针对性挖掘时空关联信息，或在建模过程中丢失大量有效信息。为此，本文提出了一种基于分层关联建模的区域分布式光伏功率超短期概率预测方法。首先，采用基于深度一致性的聚类方法对分布式光伏集群进行子区域划分，用于支撑对子区域内部时空关联的针对性建模；在此基础上，构建分层图结构以同步建模子域内与子域间时空关联关系，用于有效利用不同层级间关联信息；然后，提出了基于分层图卷积神经网络的概率预测模型，用于挖掘光伏电站之间的深度时空关联特征，提升区域分布式光伏超短期功率概率预测精度。最后，利用实际分布式光伏功率数据集验证了该方法的有效性。

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摘要：光伏电站的自备用控制能够为电网提供调频能力，但由于传统的自备用控制难以评估最大功率，且无法提供虚拟惯量，光伏电站调频效果有待提高，经济性需要量化。针对此问题，本文提出光伏电站自备用可调的虚拟同步调频控制策略。首先，基于光伏运行P-V特性，提出光伏最大功率估算策略以及变步长电压控制策略，实现光伏自备用控制；其次，基于虚拟同步控制策略和光伏电站架构，引入频率反馈控制环，提出光伏自备用可调的虚拟同步控制策略，光伏电站在提供频率响应功率的基础上，以虚拟惯量的形式支撑电网的频率稳定。此外，在光伏直流侧并联储能，保证光伏运行点随自备用率动态调整过程中，其直流母线电压的稳定。本文进一步分析了最大功率估算算法存在误差时对虚拟同步调频控制策略的影响，以及虚拟同步控制参数变化对调频效果的影响。最后，通过Simulink仿真，结果验证了所提控制策略的有效性，为光伏并网调控提供理论支撑。

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摘要：针对独立光储微电网经常遭受的各种变化和不确定性，提出一种基于滑膜的控制策略，以增强对这些干扰的鲁棒性，改善系统的动态性能。为有效降低外界太阳照射对系统的不利影响，提出一种基于前置DC/DC变换器的非奇异快速终端滑模(non-singular fast terminal sliding mode control，NFTSMC)级联电导增量法(incremental conductance method，InC)控制，控制光伏输出电压跟踪基准电压，从而提高最大功率点跟踪(maximum power point tracking，MPPT)性能；为显著降低负载变化对系统的不利影响，提出一种基于滑模控制全桥逆变器的控制方案，从而保证系统稳态误差小、动态响应好；为保证直流母线电压稳定，采用传统的双回路PI控制方案实现双向DC/DC变换器，保证系统功率平衡。最后在Matlab/simulink环境下进行仿真测试，验证控制策略的有效性。

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摘要：“双碳”目标推动下，柔性资源大规模接入配电网，量化评估柔性资源接入下配电网的灵活性具有重要意义。鉴于此，提出一种考虑柔性资源协同互动的配电网灵活性评估方法。首先，构建包含协同调节能力、协作效益质量和电网可靠性三方面的灵活性评估指标体系。其次，采用高斯混合模型构建了典型运行场景，采用层次分析法和随机森林模型分别确定评估指标的主观权重与客观权重，并通过双层评估流程，计算得到各典型场景下的评估指标值。然后，根据典型场景的出现概率，加权得到各个柔性资源接入方案的综合灵活性评估指标值。最后，通过54节点配电网算例分析，验证了所提方法的可行性和有效性。

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摘要：水电作为我国第二大常规能源，装机容量居世界首位，同时具有启停方便、爬坡速度快、调节能力强等优点，研究水电参与电力市场机制对推动我国电力市场建设、实现能源清洁转型具有重要意义。然而现有综述多聚焦于新能源参与市场研究，缺乏对水电参与电力市场相关研究的梳理。本文立足水电发展现状，对比了水电和新能源发电在参与电力市场的不同之处，分析了水电参与电力市场面临的特殊问题，梳理归纳了国内外水电富足地区的市场结构及水电参与电力市场相关机制。在此基础上，总结了水电参与电力市场的出清模型、竞价策略等现有研究成果，并提出水电参与电力市场的进一步研究方向。

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摘要：为了解决工业园区微电网在能源短缺情况下的负荷管理问题，提出了一种管理用户特定负荷的新方法。将用户特定负荷管理定义为一个随机预测模型控制问题，对光伏和用户电力需求进行预测建模，并结合两阶段随机规划和近似动态规划进行求解。在模拟用户对负荷管理响应的环境中，通过2种控制器测试了替代解决方案的有效性。结果表明，即使没有用户响应的完整模型，控制器使用预测模型来调度负荷管理也可以显著提高电力可用性和用户的消费效益。

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往期回顾

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编辑：邵美琦

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