特约主编寄语
2023-09-14滕贤亮,吴文传
随着“碳达峰·碳中和”战略目标推进以及新型电力系统建设逐步开展,中国电力供需形势和电网安全稳定特性都发生了深刻变化。电源结构向强不确定性、弱可控出力的新能源发电装机占主导转变,负荷形态向柔性、生产与消费兼具型转变。在电源结构和负荷新形态共同影响下,电网峰谷差逐年增大,短时间供需平衡难度日益加剧,灵活调节资源严重不足,系统平衡与安全问题交织,传统以大电源大电网为主要控制对象、源随荷动的调度运行模式难以应对,电力电量平衡和运行调控正面临着严峻挑战。
为了解决电力供应持续稳定、系统安全稳定运行和新能源高效消纳之间的矛盾,需要在电力电量平衡机理分析、源网荷储协同互动控制、跨省区互济协调调度、多时间尺度电力电量平衡、电网运行态势评估、新能源建模及预测等方面,分析现在及未来可能面临的问题并找出解决方法。正因如此,高比例新能源电力电量平衡与优化调度技术的研究得到广大科技工作者的极大关注。《电力系统自动化》针对这一热点问题邀请我们共同组织了本次专辑,最终收录了15 篇论文。
为便于读者了解全貌,针对高比例新能源电力电量平衡与优化调度技术难点,清华大学吴文传等提出了风险量化的概率调度定义与技术内涵,阐释了处理新能源发电不确定性应遵循的基本原则和数学原理,介绍了实现概率调度的关键技术以及未来发展方向;国网电力科学研究院有限公司滕贤亮等深入分析了高比例新能源电力系统有功功率与频率控制面临的形势与挑战,介绍了核心问题和研究进展,并对重点研究方向进行了探讨和展望。
其余收录的13 篇论文,其内容涉及以下几个主要方面。
在电力电量平衡分析方面,上海交通大学徐博强等以电动汽车作为可调负荷资源,研究了基于负荷准线和纳什谈判的高比例新能源消纳方法。华南理工大学陈宗源等针对传统新能源消纳方法存在评估结果保守、建模复杂以及优化求解耗时长等问题,提出了基于时空卷积动态知识图谱的新方法。重庆大学包诗媛等针对多能源系统参与电力调度时约束非线性特征导致的协同优化计算困难,以及隐私保护和准入门槛要求导致的决策难以应用等问题,提出了考虑非凸运行特性的多能源系统灵活调节能力刻画与聚合方法。
在储能资源灵活调节能力分析方面,清华大学潘建辉等考虑了电动汽车和5G 基站的灵活性调节能力,提出了面向海量灵活性资源的两阶段分布式协同调度方法。华北电力大学童宇轩等针对现有处理电力系统灵活性供需不确定性策略过于片面的问题,提出了一种数据驱动的分布鲁棒优化调度方法。
在源荷互动协调优化控制方面,国网河北省电力有限公司吕运强等针对新能源高占比电网电力平衡能力不足、调节灵活性欠缺的问题,提出了新能源与火电综合调节的氢-氧双循环灵活经济调度策略。西安交通大学贾士铎等提出了基于车联网(vehicle to grid,V2G)负荷反馈修正的电热氢综合能源系统多层协调优化调度方法,提高了系统自身运行经济性并改善了联络线计划值跟踪效果。
在多层级电网电力电量平衡与跨省区互济协调调度方面,中国南方电网电力调度控制中心方必武等针对传统“省调电话申请、网调手动修改”网间实时调控模式的问题,研究了促进可再生能源消纳的跨省区实时优化调度方法。
在多时间尺度电力电量平衡的优化调度方法方面,上海电力大学李宏仲等构建了灵活性需求不确定性模型,通过灵活性供需幅频特征分析,提出了基于灵活性匹配的自适应时间尺度调度策略。
在电网运行态势评估方面,中国电力科学研究院有限公司杨晓东等将深度强化学习方法引入到断面功率自动调整问题的研究中,提出了一种基于近端策略优化算法的断面功率自动调整方法,同时引入人工经验,具备一定应用价值。
在新能源建模及预测方面,山东大学王志欣等针对风电实际出力的不确定性,提出了一种考虑风电备用可靠性的电力系统备用优化模型。中国南方电网有限责任公司辛阔等提出了一种基于K-means 聚类和马尔可夫链以日为单位的长期风电出力场景综合生成新方法,既提升了生成的场景与历史数据的接近程度,又实现了根据指定要求生成场景的需求。华北电力大学胡阳等提出了风电场出力范围内全工况一次调频特性时域差分动态建模方法,在有效表征响应特性的前提下降低了建模复杂度。
本专辑旨在介绍高比例新能源电力系统中电力电量平衡与优化调度技术这一热点研究领域的最新研究成果,希望为广大专家、学者提供有益的参考。由于该领域涉及许多科学问题和工程技术难题,无论是在理论研究还是应用方面,都有待更加深入的探索实践。我们期盼本专辑的出版能够推动不同学术观点的交流,促进研究工作的创新。
衷心感谢各位专家、学者对本次专辑的大力支持,他们为本次专辑提供了最新研究成果和技术经验的凝练。感谢《电力系统自动化》编辑部为本专辑的策划、组织和出版所做的大量而细致的工作。最后,还要感谢各位评审专家,他们求实的科学精神和认真的工作态度保证了本专辑的高质量出版。