Optimal Scheduling of Coupled Systems Considering Rapid Load Adjustment and Flexibility Supply-Demand Matching

ZHOU Niancheng; DAI Xuhui; CHI Yuan; XU Fei; CHANG Dongfeng

doi:10.7500/AEPS20240715002

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Optimal Scheduling of Coupled Systems Considering Rapid Load Adjustment and Flexibility Supply-Demand Matching

Basic Research | 更新时间：2025-06-16

- Optimal Scheduling of Coupled Systems Considering Rapid Load Adjustment and Flexibility Supply-Demand Matching
- Automation of Electric Power Systems Vol. 49, Issue 1, Pages: 117-127(2025)
- 作者机构：
  
  1.输变电装备技术全国重点实验室（重庆大学），重庆市 400044
  2.电力系统及发电设备控制和仿真国家重点实验室（清华大学），北京市 100084
  3.西安热工研究院有限公司，陕西省西安市 710054
- 作者简介：
- 基金信息：
  
  National Key R&D Program of China(2023YFB2405900)
- DOI：10.7500/AEPS20240715002
  CLC：
- Received：15 July 2024，
  
  Revised：2024-10-18，
  
  Published Online：18 November 2024，
  
  Published：10 January 2025
- 稿件说明：
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周念成,戴旭晖,池源等.考虑快速变负荷和灵活性供需匹配的耦合系统优化调度[J].电力系统自动化,2025,49(1):117-127.

ZHOU Niancheng,DAI Xuhui,CHI Yuan,et al.Optimal Scheduling of Coupled Systems Considering Rapid Load Adjustment and Flexibility Supply-Demand Matching[J].Automation of Electric Power Systems,2025,49(1):117-127.
周念成,戴旭晖,池源等.考虑快速变负荷和灵活性供需匹配的耦合系统优化调度[J].电力系统自动化,2025,49(1):117-127. DOI： 10.7500/AEPS20240715002.

ZHOU Niancheng,DAI Xuhui,CHI Yuan,et al.Optimal Scheduling of Coupled Systems Considering Rapid Load Adjustment and Flexibility Supply-Demand Matching[J].Automation of Electric Power Systems,2025,49(1):117-127. DOI： 10.7500/AEPS20240715002.

摘要

可再生能源与快速变负荷改造的火电机组在同一并网点对外形成耦合系统，是提升沙漠、戈壁、荒漠等灵活性发电资源缺乏而可再生能源比例较高地区灵活性的有效手段。为了挖掘火电机组改造后的耦合系统经济性与灵活性，文中提出一种风光火耦合系统多目标优化调度方法。首先，根据实际测算的火电机组灵活性改造后的运行煤耗数据，拟合了机组爬坡过程的煤耗计算公式，并分析了火电快速变负荷能力提高对耦合系统经济性和灵活性的影响。在此基础上，将日综合运行收益与灵活性供需匹配度作为目标函数，考虑包括阶梯式爬坡率在内的系统运行约束，构建多目标优化调度模型。通过在优化算法中使用分组关联多项式变异算子，提高了算法对维度较高、约束较复杂的电力系统多目标优化调度问题的求解能力。最后，以某地区耦合系统为例进行了优化调度仿真。结果表明，文中所述方法能够获得综合经济性与灵活性相对更优的耦合系统优化调度方案。

Abstract

The coupled system formed by renewable energy and thermal power units with rapid load adjustment retrofit at the same grid-connected point is an effective means to enhance flexibility in regions such as deserts

gobi

and wilderness

where proportions of renewable energy are high but flexible power generation resources are lacking. To explore the economics and flexibility of the retrofitted thermal power units in the coupled system

this paper proposes a multi-objective optimal scheduling method for wind-solar-thermal coupled systems. First

based on the actual calculated operational coal consumption data of the thermal power units after flexibility retrofitting

a coal consumption calculation formula for the unit ramping process is fitted

and the impact of the improved rapid load adjustment capability on the economy and flexibility of the coupled system is analyzed. On this basis

taking the daily comprehensive operation revenue and the flexibility supply-demand matching degree as objective functions

considering system operation constraints including the ladder-type ramp rate

a multi-objective optimal scheduling model is constructed. By using grouped and linked polynomial mutation operators in the optimization algorithm

the ability to solve multi-objective optimal scheduling problems in power systems with high dimensions and complex constraints is improved. Finally

an optimal scheduling simulation is conducted by using a coupled system in a certain region as an example. Results show that the proposed method can obtain an optimal scheduling scheme for the coupled system with relatively better comprehensive economy and flexibility.

关键词

Keywords

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