输电网中长期状态的精细化模拟与概率评估的基础理论研究

快速发展新能源的随机性、初级电力市场以中长期合约交易为主的特点、智能调度的"精细化与最优化"要求，给输电网中长期状态的精确评估带来巨大挑战。为此，本项目提出对输电网中长期状态精细化模拟与概率评估的基础理论进行研究，具体内容包括：（1）同时考虑日曲线状态相关性、功率状态时序相关性以及功率随机变化有界性特点，研究电源与负荷时序功率的随机模拟方法。（2）详细考虑时序负荷曲线、电网的安全约束、机组的动态调节特性、系统的调度与交易规则以及节能经济目标，研究输电网中长期状态模拟的优化模型及其混合智能解耦内点算法。（3）考虑风险、风险原因及其对应的敏感度指标，研究输电网中长期状态的评估指标及其概率评估方法。（4）考虑输电网中长期调度与交易实用决策方案的简化特点，研究其风险评估与优化校正方法。无疑，本项目的研究对于统筹电力系统的安全、经济和节能运行具有重要学术价值和实用意义。

随着新能源发电技术的广泛应用以及电力交易市场化不断推进，实现中长期电力调度和交易的优化决策，同时协调电力系统的安全、经济和节能环保运行显得尤为重要，针对这一问题本项目以输电网中长期状态的精细化模拟为基础，以中长期过程中电源及负荷功率随机变化带来的风险及其原因的定量评估与追踪为目标，对随机电源与负荷中长期时序状态的精细化模拟方法、输电网中长期状态的优化模拟方法与评估指标体系及概率评估方法进行深入研究，形成一套系统的输电网中长期状态概率评估的模型、方法与指标体系，取得了多项创造性成果：①概率建模方面：建立了基于条件概率和非参数核密度估计理论的光伏电源输出功率日时序概率模型、基于最小等频和最大熵分布原理的新能源输出功率非参数核密度估计概率模型、考虑日间天气转移和日内风电功率波动的双层风电功率时序模型；②发购电计划的优化模拟方面：建立了基于负荷分段技术的多目标月度发电计划及其遗传算法、小时级月度发购电计划的优化模型及其分解协调算法；③发购电计划的概率评估方面：提出了考虑风速有界性的概率潮流计算方法、考虑不同分布风速相关性的概率最优潮流点估计方法、考虑风电和负荷不确定性的日调度计划节能效益概率评估方法、计及绿色能源出力不确定性的输电网线损率概率评估；④发购电计划的风险决策方面：提出了考虑网内与网外购电计划差异的月度最优外购电模型、考虑跨省交易能耗评估的区域节能市场与随机规划购电模型、计及节能风险评估的随机规划购电模型。项目研究期间，发表核心期刊论文16篇，其中SCI收录4篇，EI收录14篇；培养硕士生2人，博士生4人。项目组的研究成绩突出，部分研究成果具有很高的理论价值和学术水平。