隨著“碳達峰·碳中和”戰(zhàn)略目標推進以及新型電力系統(tǒng)建設逐步開展,中國電力供需形勢和電網安全穩(wěn)定特性都發(fā)生了深刻變化。電源結構向強不確定性、弱可控出力的新能源發(fā)電裝機占主導轉變,負荷形態(tài)向柔性、生產與消費兼具型轉變。在電源結構和負荷新形態(tài)共同影響下,電網峰谷差逐年增大,短時間供需平衡難度日益加劇,靈活調節(jié)資源嚴重不足,系統(tǒng)平衡與安全問題交織,傳統(tǒng)以大電源大電網為主要控制對象、源隨荷動的調度運行模式難以應對,電力電量平衡和運行調控正面臨著嚴峻挑戰(zhàn)。
為了解決電力供應持續(xù)穩(wěn)定、系統(tǒng)安全穩(wěn)定運行和新能源高效消納之間的矛盾,需要在電力電量平衡機理分析、源網荷儲協(xié)同互動控制、跨省區(qū)互濟協(xié)調調度、多時間尺度電力電量平衡、電網運行態(tài)勢評估、新能源建模及預測等方面,分析現(xiàn)在及未來可能面臨的問題并找出解決方法。正因如此,高比例新能源電力電量平衡與優(yōu)化調度技術的研究得到廣大科技工作者的極大關注?!峨娏ο到y(tǒng)自動化》針對這一熱點問題邀請我們共同組織了本次專輯,最終收錄了15 篇論文。
為便于讀者了解全貌,針對高比例新能源電力電量平衡與優(yōu)化調度技術難點,清華大學吳文傳等提出了風險量化的概率調度定義與技術內涵,闡釋了處理新能源發(fā)電不確定性應遵循的基本原則和數(shù)學原理,介紹了實現(xiàn)概率調度的關鍵技術以及未來發(fā)展方向;國網電力科學研究院有限公司滕賢亮等深入分析了高比例新能源電力系統(tǒng)有功功率與頻率控制面臨的形勢與挑戰(zhàn),介紹了核心問題和研究進展,并對重點研究方向進行了探討和展望。
其余收錄的13 篇論文,其內容涉及以下幾個主要方面。
在電力電量平衡分析方面,上海交通大學徐博強等以電動汽車作為可調負荷資源,研究了基于負荷準線和納什談判的高比例新能源消納方法。華南理工大學陳宗源等針對傳統(tǒng)新能源消納方法存在評估結果保守、建模復雜以及優(yōu)化求解耗時長等問題,提出了基于時空卷積動態(tài)知識圖譜的新方法。重慶大學包詩媛等針對多能源系統(tǒng)參與電力調度時約束非線性特征導致的協(xié)同優(yōu)化計算困難,以及隱私保護和準入門檻要求導致的決策難以應用等問題,提出了考慮非凸運行特性的多能源系統(tǒng)靈活調節(jié)能力刻畫與聚合方法。
在儲能資源靈活調節(jié)能力分析方面,清華大學潘建輝等考慮了電動汽車和5G 基站的靈活性調節(jié)能力,提出了面向海量靈活性資源的兩階段分布式協(xié)同調度方法。華北電力大學童宇軒等針對現(xiàn)有處理電力系統(tǒng)靈活性供需不確定性策略過于片面的問題,提出了一種數(shù)據(jù)驅動的分布魯棒優(yōu)化調度方法。
在源荷互動協(xié)調優(yōu)化控制方面,國網河北省電力有限公司呂運強等針對新能源高占比電網電力平衡能力不足、調節(jié)靈活性欠缺的問題,提出了新能源與火電綜合調節(jié)的氫-氧雙循環(huán)靈活經濟調度策略。西安交通大學賈士鐸等提出了基于車聯(lián)網(vehicle to grid,V2G)負荷反饋修正的電熱氫綜合能源系統(tǒng)多層協(xié)調優(yōu)化調度方法,提高了系統(tǒng)自身運行經濟性并改善了聯(lián)絡線計劃值跟蹤效果。
在多層級電網電力電量平衡與跨省區(qū)互濟協(xié)調調度方面,中國南方電網電力調度控制中心方必武等針對傳統(tǒng)“省調電話申請、網調手動修改”網間實時調控模式的問題,研究了促進可再生能源消納的跨省區(qū)實時優(yōu)化調度方法。
在多時間尺度電力電量平衡的優(yōu)化調度方法方面,上海電力大學李宏仲等構建了靈活性需求不確定性模型,通過靈活性供需幅頻特征分析,提出了基于靈活性匹配的自適應時間尺度調度策略。
在電網運行態(tài)勢評估方面,中國電力科學研究院有限公司楊曉東等將深度強化學習方法引入到斷面功率自動調整問題的研究中,提出了一種基于近端策略優(yōu)化算法的斷面功率自動調整方法,同時引入人工經驗,具備一定應用價值。
在新能源建模及預測方面,山東大學王志欣等針對風電實際出力的不確定性,提出了一種考慮風電備用可靠性的電力系統(tǒng)備用優(yōu)化模型。中國南方電網有限責任公司辛闊等提出了一種基于K-means 聚類和馬爾可夫鏈以日為單位的長期風電出力場景綜合生成新方法,既提升了生成的場景與歷史數(shù)據(jù)的接近程度,又實現(xiàn)了根據(jù)指定要求生成場景的需求。華北電力大學胡陽等提出了風電場出力范圍內全工況一次調頻特性時域差分動態(tài)建模方法,在有效表征響應特性的前提下降低了建模復雜度。
本專輯旨在介紹高比例新能源電力系統(tǒng)中電力電量平衡與優(yōu)化調度技術這一熱點研究領域的最新研究成果,希望為廣大專家、學者提供有益的參考。由于該領域涉及許多科學問題和工程技術難題,無論是在理論研究還是應用方面,都有待更加深入的探索實踐。我們期盼本專輯的出版能夠推動不同學術觀點的交流,促進研究工作的創(chuàng)新。
衷心感謝各位專家、學者對本次專輯的大力支持,他們?yōu)楸敬螌]嬏峁┝俗钚卵芯砍晒图夹g經驗的凝練。感謝《電力系統(tǒng)自動化》編輯部為本專輯的策劃、組織和出版所做的大量而細致的工作。最后,還要感謝各位評審專家,他們求實的科學精神和認真的工作態(tài)度保證了本專輯的高質量出版。