Adaptive Time-scale Dispatching Strategy for Power System Considering Flexibility Supply-Demand Matching

LI Hongzhong; YE Xiangyu

doi:10.7500/AEPS20220822006

您当前的位置：

首页 >

文章列表页 >

Adaptive Time-scale Dispatching Strategy for Power System Considering Flexibility Supply-Demand Matching

Special Topic on Power Balance and Optimal Dispatching Technology for Power System with High Proportion of Renewable Energy | 更新时间：2025-06-16

- Adaptive Time-scale Dispatching Strategy for Power System Considering Flexibility Supply-Demand Matching
- Automation of Electric Power Systems Vol. 47, Issue 15, Pages: 122-132(2023)
- 作者机构：
  
  上海电力大学电气工程学院，上海市 200090
- 作者简介：
- 基金信息：
  
  National Natural Science Foundation of China(51777126)
- DOI：10.7500/AEPS20220822006
  CLC：
- Received：22 August 2022，
  
  Revised：2023-02-17，
  
  Published Online：11 July 2023，
  
  Published：10 August 2023
- 稿件说明：
移动端阅览
李宏仲,叶翔宇.考虑灵活性供需匹配的电力系统自适应时间尺度调度策略[J].电力系统自动化,2023,47(15):122-132.

LI Hongzhong,YE Xiangyu.Adaptive Time-scale Dispatching Strategy for Power System Considering Flexibility Supply-Demand Matching[J].Automation of Electric Power Systems,2023,47(15):122-132.
李宏仲,叶翔宇.考虑灵活性供需匹配的电力系统自适应时间尺度调度策略[J].电力系统自动化,2023,47(15):122-132. DOI： 10.7500/AEPS20220822006.

LI Hongzhong,YE Xiangyu.Adaptive Time-scale Dispatching Strategy for Power System Considering Flexibility Supply-Demand Matching[J].Automation of Electric Power Systems,2023,47(15):122-132. DOI： 10.7500/AEPS20220822006.

摘要

可再生能源和灵活性资源的大量接入，增加了电力系统调度的复杂性。为满足系统中灵活性需求波动的非平稳性，在计及灵活性资源响应特征差异化的基础上，文中提出了考虑灵活性供需幅频匹配的电力系统日前自适应时间尺度调度策略。首先，基于区间数理论描述了日前可再生能源功率预测误差率的不确定性，进而得到灵活性需求的不确定性场景。其次，采用均值变分模态分解技术对灵活性需求序列进行分解分析，建立灵活性资源的响应物理模型。然后，利用分解子模态的波动周期属性与灵活性资源的响应周期属性构建灵活性供需幅频匹配框架，并根据匹配结果建立自适应时间尺度的优化调度模型。最后，对优化后的IEEE 39节点系统和实际电网系统展开分析，验证了所提方法的合理性。

Abstract

The extensive integration of renewable energy and flexible resources has increased the complexity of power system dispatching. In order to meet the non-stationary fluctuation of flexibility demand in the system

based on the differentiation of flexible resource response characteristics

this paper proposes a day-ahead adaptive time-scale dispatching strategy for the power system considering the flexibility supply-demand amplitude-frequency matching. Firstly

based on the interval number theory

the uncertainty of the error rate in predicting the power of renewable energy in the future is described

and the uncertainty scenario of flexibility demand is obtained. Secondly

the mean variational mode decomposition technique is used to decompose and analyze the sequence of flexibility requirements

and a physical model of the response of flexible resources is established. Then

the fluctuation period attribute of the decomposition submode and the response period attribute of the flexible resource are used to construct a flexibility supply-demand amplitude-frequency matching framework

and an optimal adaptive time-scale dispatching model is established based on the matching results. Finally

an analysis is conducted on the optimized IEEE 39-bus system and the actual power grid system to verify the rationality of the proposed method.

关键词

Keywords

references

MALLAPATY S . How China could be carbon neutral by mid-century ［J］. Nature ， 2020 ， 586 （ 7830 ）： 482 - 483 .

KAMEI M ， WANGMO T ， LEIBOWICZ B D ， et al . Urbanization， carbon neutrality， and Gross National Happiness： sustainable development pathways for Bhutan ［J］. Cities ， 2021 ， 111 ： 102972 .

舒印彪，张智刚，郭剑波，等 . 新能源消纳关键因素分析及解决措施研究［J］. 中国电机工程学报， 2017 ， 37 （ 1 ）： 1 - 9 .

SHU Yinbiao ， ZHANG Zhigang ， GUO Jianbo ， et al . Study on key factors and solution of renewable energy accommodation ［J］. Proceedings of the CSEE ， 2017 ， 37 （ 1 ）： 1 - 9 .

鲁宗相，林弋莎，乔颖，等 . 极高比例可再生能源电力系统的灵活性供需平衡［J］. 电力系统自动化， 2022 ， 46 （ 16 ）： 3 - 16 .

LU Zongxiang ， LIN Yisha ， QIAO Ying ， et al . Flexibility supply-demand balance in power system with ultra-high proportion of renewable energy ［J］. Automation of Electric Power Systems ， 2022 ， 46 （ 16 ）： 3 - 16 .

KHORRAMDEL B ， CHUNG C Y ， SAFARI N ， et al . A fuzzy adaptive probabilistic wind power prediction framework using diffusion kernel density estimators ［J］. IEEE Transactions on Power Systems ， 2018 ， 33 （ 6 ）： 7109 - 7121 .

张国斌，陈玥，张佳辉，等 . 风-光-水-火-抽蓄联合发电系统日前优化调度研究［J］. 太阳能学报， 2020 ， 41 （ 8 ）： 79 - 85 .

ZHANG Guobin ， CHEN Yue ， ZHANG Jiahui ， et al . Research on optimization of day-ahead dispatching of wind power-photovoltaic-hydropower-thermal power-pumped storage combined power generation system ［J］. Acta Energiae Solaris Sinica ， 2020 ， 41 （ 8 ）： 79 - 85 .

马丽叶，王志强，陆肖宇，等 . 基于机会约束规划的风-火-蓄联合系统优化调度［J］. 电网技术， 2019 ， 43 （ 9 ）： 3311 - 3320 .

MA Liye ， WANG Zhiqiang ， LU Xiaoyu ， et al . Optimal scheduling of combined wind-thermo-storage system based on chance constrained programming ［J］. Power System Technology ， 2019 ， 43 （ 9 ）： 3311 - 3320 .

LIN S J ， WANG Y P ， LIU M B ， et al . Stochastic optimal dispatch of PV/wind/diesel/battery microgrids using state-space approximate dynamic programming ［J］. IET Generation ， Transmission & Distribution， 2019 ， 13 （ 15 ）： 3409 - 3420 .

边晓燕，孙明琦，董璐，等 . 计及灵活性聚合功率的源-荷分布式协调调度［J］. 电力系统自动化， 2021 ， 45 （ 17 ）： 89 - 98 .

BIAN Xiaoyan ， SUN Mingqi ， DONG Lu ， et al . Distributed source-load coordinated dispatching considering flexible aggregated power ［J］. Automation of Electric Power Systems ， 2021 ， 45 （ 17 ）： 89 - 98 .

李宏仲，张仪，孙伟卿 . 小波包分解下考虑广义储能的风电功率波动平抑策略［J］. 电网技术， 2020 ， 44 （ 12 ）： 4495 - 4504 .

LI Hongzhong ， ZHANG Yi ， SUN Weiqing . Wind power fluctuation smoothing strategy with generalized energy storage under wavelet packet decomposition ［J］. Power System Technology ， 2020 ， 44 （ 12 ）： 4495 - 4504 .

詹勋淞，管霖，卓映君，等 . 基于形态学分解的大规模风光并网电力系统多时间尺度灵活性评估［J］. 电网技术， 2019 ， 43 （ 11 ）： 3890 - 3901 .

ZHAN Xunsong ， GUAN Lin ， ZHUO Yingjun ， et al . Multi-scale flexibility evaluation of large-scale hybrid wind and solar grid-connected power system based on multi-scale morphology ［J］. Power System Technology ， 2019 ， 43 （ 11 ）： 3890 - 3901 .

DRAGOMIRETSKIY K ， ZOSSO D . Variational mode decomposition ［J］. IEEE Transactions on Signal Processing ， 2014 ， 62 （ 3 ）： 531 - 544 .

赵凤展，张启承，张宇，等 . 基于VMD-MPC法的并网型微电网多时间尺度能量协调优化调度［J］. 农业工程学报， 2021 ， 37 （ 7 ）： 190 - 198 .

ZHAO Fengzhan ， ZHANG Qicheng ， ZHANG Yu ， et al . Multi-time scale coordinated optimal energy dispatch of grid-connected microgrid using VMD-MPC ［J］. Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering ， 2021 ， 37 （ 7 ）： 190 - 198 .

张伯明，吴文传，郑太一，等 . 消纳大规模风电的多时间尺度协调的有功调度系统设计［J］. 电力系统自动化， 2011 ， 35 （ 1 ）： 1 - 6 .

ZHANG Boming ， WU Wenchuan ， ZHENG Taiyi ， et al . Design of a multi-time scale coordinated active power dispatching system for accommodating large scale wind power penetration ［J］. Automation of Electric Power Systems ， 2011 ， 35 （ 1 ）： 1 - 6 .

何海，胡姝博，张建华，等 . 基于样本熵的新能源电力系统净负荷分时段调度［J］. 电力系统自动化， 2019 ， 43 （ 24 ）： 77 - 86 .

HE Hai ， HU Shubo ， ZHANG Jianhua ， et al . Sample entropy based divided-period dispatch of net load in new energy power system ［J］. Automation of Electric Power Systems ， 2019 ， 43 （ 24 ）： 77 - 86 .

YAO L ， WANG X L ， DING T ， et al . Stochastic day-ahead scheduling of integrated energy distribution network with identifying redundant gas network constraints ［J］. IEEE Transactions on Smart Grid ， 2019 ， 10 （ 4 ）： 4309 - 4322 .

徐潇源，王晗，严正，等 . 能源转型背景下电力系统不确定性及应对方法综述［J］. 电力系统自动化， 2021 ， 45 （ 16 ）： 2 - 13 .

XU Xiaoyuan ， WANG Han ， YAN Zheng ， et al . Overview of power system uncertainty and its solutions under energy transition ［J］. Automation of Electric Power Systems ， 2021 ， 45 （ 16 ）： 2 - 13 .

罗平，周濠炳，徐林，等 . 基于区间优化的冷热电联供型多微网日前优化调度［J］. 电力系统自动化， 2022 ， 46 （ 9 ）： 137 - 146 .

LUO Ping ， ZHOU Haobing ， XU Lin ， et al . Day-ahead optimal scheduling of multi-microgrids with combined cooling， heating and power based on interval optimization ［J］. Automation of Electric Power Systems ， 2022 ， 46 （ 9 ）： 137 - 146 .

刘丽军，张嫣，徐启峰 . 一种考虑功率不确定性影响及配电网灵活性需求的区间优化调度方法［J］. 电网技术， 2020 ， 44 （ 12 ）： 4654 - 4664 .

LIU Lijun ， ZHANG Yan ， XU Qifeng . An interval optimal scheduling method considering the influence of power uncertainty and the flexibility of distribution network ［J］. Power System Technology ， 2020 ， 44 （ 12 ）： 4654 - 4664 .

朱继忠，熊小伏，刘乔波，等 . 现货市场下计及风光联合预测误差的经济调度［J］. 太阳能学报， 2021 ， 42 （ 5 ）： 450 - 458 .

ZHU Jizhong ， XIONG Xiaofu ， LIU Qiaobo ， et al . Economic dispatching considering joint wind and PV power forecast error in electricity spot market ［J］. Acta Energiae Solaris Sinica ， 2021 ， 42 （ 5 ）： 450 - 458 .

廖小兵，刘开培，乐健，等 . 电力系统区间潮流计算方法综述［J］. 中国电机工程学报， 2019 ， 39 （ 2 ）： 447 - 458 .

LIAO Xiaobing ， LIU Kaipei ， LE Jian ， et al . Review on interval power flow calculation methods in power system ［J］. Proceedings of the CSEE ， 2019 ， 39 （ 2 ）： 447 - 458 .

李鑫，王娟，邱亚，等 . 基于VMD的混合储能容量优化配置［J］. 太阳能学报， 2022 ， 43 （ 2 ）： 88 - 96 .

LI Xin ， WANG Juan ， QIU Ya ， et al . Optimal allocation of hybrid energy storage capacity based on variational mode decomposition ［J］. Acta Energiae Solaris Sinica ， 2022 ， 43 （ 2 ）： 88 - 96 .

PAN I ， DAS S . Fractional order AGC for distributed energy resources using robust optimization ［J］. IEEE Transactions on Smart Grid ， 2016 ， 7 （ 5 ）： 2175 - 2186 .

马超，董森，华正操 . 多种光伏组件组合光伏电站的混合储能容量优化配置研究［J］. 天津大学学报（自然科学与工程技术版）， 2020 ， 53 （ 11 ）： 1128 - 1135 .

MA Chao ， DONG Sen ， HUA Zhengcao . Capacity configuration of hybrid energy storage system for PV power stations using multiple solar trackers ［J］. Journal of Tianjin University （Science and Technology）， 2020 ， 53 （ 11 ）： 1128 - 1135 .

王宗杰，郭志忠，王贵忠，等 . 高比例可再生能源电网功率平衡的实时调度临界时间尺度研究［J］. 中国电机工程学报， 2017 ， 37 （增刊1 ）： 39 - 46 .

WANG Zongjie ， GUO Zhizhong ， WANG Guizhong ， et al . On the critical timescale of real-time dispatch considering power balancing under power systems with high proportional intermittent power sources ［J］. Proceedings of the CSEE ， 2017 ， 37 （ Supplement 1 ）： 39 - 46 .

汤翔鹰，胡炎，耿琪，等 . 考虑多能灵活性的综合能源系统多时间尺度优化调度［J］. 电力系统自动化， 2021 ， 45 （ 4 ）： 81 - 90 .

TANG Xiangying ， HU Yan ， GENG Qi ， et al . Multi-time-scale optimal scheduling of integrated energy system considering multi-energy flexibility ［J］. Automation of Electric Power Systems ， 2021 ， 45 （ 4 ）： 81 - 90 .

何海 . 大规模风电接入的电力系统净负荷优化调度研究［D］. 大连：大连理工大学， 2020 .

HE Hai . Research on optimal dispatching of power system net load with large-scale wind power integration ［D］. Dalian ： Dalian University of Technology ， 2020 .

杨策，孙伟卿，韩冬，等 . 考虑风电出力不确定的分布鲁棒经济调度［J］. 电网技术， 2020 ， 44 （ 10 ）： 3649 - 3655 .

YANG Ce ， SUN Weiqing ， HAN Dong ， et al . Distributionally-robust economic dispatch considering uncertain wind power output ［J］. Power System Technology ， 2020 ， 44 （ 10 ）： 3649 - 3655 .

胡姝博 . 含高滲透率风电的电力系统优化调度策略研究［D］. 大连：大连理工大学， 2019 .

HU Shubo . Research on optimal dispatching strategies for power systems with high permeability wind power ［D］. Dalian ： Dalian University of Technology ， 2019 .

Views

下载量

CSCD

Alert me when the article has been cited

提交

Tools

Publicity Resources

Review on Energy-Logistics Coupled Optimal Dispatching Models and Methods for Port

Two-stage Dispatching for Urban Integrated Energy System Considering Uncertainty and Interactive Power

Optimal Dispatching of Park-level Integrated Energy System Considering Augmented Carbon Emission Flow and Carbon Trading Bargain Model

Adaptive Learning Dispatching Model Based on Long Short-term Memory Network with Internal Input Update

Related Author

HUANG Yiwen

HUANG Wentao

WANG Jie

YU Moduo

TAI Nengling

LI Hao

SHAO Lanxin

WAN Can

Related Institution

Key Laboratory of Control of Power Transmission and Conversion (Ministry of Education)

School of Smart Energy, Shanghai Jiao Tong University

Hangzhou Power Supply Company of State Grid Zhejiang Electric Power Co., Ltd.

College of Electrical Engineering, Zhejiang University

Straits Institute of Minjiang University

⁰