欢迎来到OAJRC平台！

期刊栏目

投稿

审稿

期刊目次

加入编委

期刊订阅

添加您的邮件地址以接收即将发行期刊数据：

当前位置：电气工程与自动化 > 2026年 5卷 (3)期

Open Access Article

Journal of Electrical Engineering and Automation. 2026; 5: (3) ; 26-33 ; DOI: 10.12208/j.jeea.20260021.

A bi-objective coordinated dispatch strategy for integrated wind, solar, hydro, thermal, and storage systems with market incentives
市场措施下的风光水火储多能系统双目标优化调度

作者： 张廷军¹, 陈志秋¹, 陈剑波¹ *, 陈磊²

1南京邮电大学碳中和先进技术研究院江苏南京

2扬州大学电气与能源动力工程学院江苏扬州

*通讯作者：陈剑波,单位：南京邮电大学碳中和先进技术研究院江苏南京；

国家自然科学基金青年基金（项目编号：62503240）江苏省基础研究计划资助（项目编号：BK20250679）

发布时间: 2026-10-05 总浏览量: 7 下载量: 加载中...

PDF 全文下载引用本文

摘要

为应对高比例可再生能源并网引发的电网功率波动、系统运行经济性与清洁能源消纳水平难以协同的挑战，本文提出一种风光水火储多能互补系统的双目标优化调度方法。该方法通过引入弃电惩罚、环境收益以及储能系统激励等市场化措施，将系统稳定性、经济性与清洁性目标嵌入统一的经济性框架内，构建以净负荷波动最小和系统综合运行成本最小为目标的优化模型，并利用双目标优化方法寻求三者的全局最优平衡解。在IEEE 30节点系统上的仿真研究表明，所提方法在提升系统灵活性方面成效显著，能够有效将系统弃电率从42.1%降低至5.5%，同时使系统综合运行成本显著降低，在保障电网功率稳定的前提下，实现了运行经济性与新能源消纳水平的协同提升。

关键词： 风光水火储；多能互补；优化调度；新能源消纳

Abstract

To address the challenges of grid power fluctuations caused by the high penetration of renewable energy, as well as the difficulty in coordinating system operational economy with clean energy consumption, this paper proposes a bi-objective optimal scheduling method for a multi-energy complementary system integrating wind, solar, hydro, thermal, and energy storage. By introducing market-based measures such as curtailment penalties, environmental benefits, and energy storage incentives, the objectives of system stability, economy, and cleanliness are incorporated into a unified economic framework. An optimization model is constructed with the dual goals of minimizing net load fluctuations and minimizing the total comprehensive operating cost of the system, and a bi-objective optimization approach is employed to find the global optimal Pareto solution that balances these three aspects. Simulation studies on the Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE) 30-bus system demonstrate that the proposed method significantly enhances system flexibility. It effectively reduces the renewable energy curtailment rate from 42.1% to 5.5% while substantially lowering the comprehensive operating cost. Ultimately, under the premise of ensuring grid power stability, the method achieves a coordinated improvement in both operational economy and renewable energy consumption levels.

Key words： Wind-solar-hydro-thermal-storage; Multi-energy complementarity; Optimal scheduling; Renewable energy accommodation

参考文献 References

[1] 崔杨, 张家瑞, 王铮, 等. 计及价格型需求响应的风–光–光热联合发电系统日前调度策略[J]. 中国电机工程学报, 2020, 40 (10): 3103-3114.

[2] 李海, 张宁, 康重庆, 等. 可再生能源消纳影响因素的贡献度分析方法 [J]. 中国电机工程学报, 2019, 39 (4): 1009-1018.

[3] 李咸善, 张远航, 胡长宇, 等. 考虑容量市场机制的风光水储联盟混合式抽蓄容量优化配置策略 [J]. 电网技术, 2025, 49 (11): 4625-4637.

[4] 牟长兴, 张俊涛, 程春田, 等. 考虑时空相关性的流域水风光多能互补系统高维不确定性场景生成方法 [J]. 电网技术, 2024, 48 (9): 3614-3623.

[5] 王永利, 向皓, 郭璐, 等. 面向多能互补的分布式光伏与电氢混合储能规划优化研究 [J]. 电网技术, 2024, 48 (2): 564-576.

[6] 王开艳, 罗先觉, 贾嵘, 等. 充分发挥多能互补作用的风蓄水火协调短期优化调度方法 [J]. 电网技术, 2020, 44 (10): 3631-3641.

[7] 刘树桦, 王建学, 李清涛, 等. 多能互补复合电站的优化配置及其在系统电源规划中的应用 [J]. 电网技术, 2021, 45 (8): 3006-3015.

[8] RAHBAR K, CHAI C C, ZHANG R. Energy cooperation optimization in microgrids with renewable energy integration [J]. IEEE Transactions on Smart Grid, 2018, 9(2): 1482-1493.

[9] 林鸿宇, 任天翼, 覃智君. 计及储热改造核电调峰主动性的多源协调鲁棒调度 [J]. 电网与清洁能源, 2025, 41 (4): 134-144.

[10] 谢平平, 吕思宇, 刘德旭, 等. 考虑火电碳排放强度区间分异的火风光储系统低碳经济优化调度 [J]. 电力系统保护与控制, 2025, 53 (13): 142-151.

[11] DAS I, BHATTACHARYA K, CANIZARES C. Optimal incentive design for targeted penetration of renewable energy sources [J]. IEEE Transactions on Sustainable Energy, 2014, 5(4): 1213-1225.

[12] 杨银国, 谢平平, 刘洋, 等. 基于深度优化算法的风光储多能互补电力系统优化调度策略 [J]. 电网与清洁能源, 2025, 41 (7): 122-131.

[13] 高玉,王琦,陈严,等. 考虑需求响应和能量梯级利用的含氢综合能源系统优化调度 [J]. 电力系统自动化, 2023, 47 (4): 51-59.

[14] 夏新华, 高宗和, 李恒强, 等. 考虑时空互补特性的风光水火多能源基地联合优化调度 [J]. 电力工程技术, 2017, 36 (5): 59-65.

[15] XIA S, DING Z, DU T, et al. Multitime scale coordinated scheduling for the combined system of wind power, photovoltaic, thermal generator, hydro pumped storage, and batteries [J]. IEEE Transactions on Industry Applications, 2020, 56(3): 2227-2237.

[16] 田紫芊, 杜忠明, 刘闯, 等. 风-光-火-储系统电力电量平衡机理及优化调度研究 [J]. 中国电机工程学报, 2025, 45 (S1): 189-201.

[17] 司睿绮,陈思远,余菀雅,等. 基于改进约束强化学习的风光水火储多能互补日内调度方法 [J]. 电力系统自动化, 2026, 50 (18): 17-31.

[18] 严新军, 王红徐. 考虑抽蓄的风光水火多能互补双层优化调度 [J]. 长江科学院院报, 2025, 42 (10): 38-45.

[19] 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.

[20] 彭道刚, 杨梦雪, 车权, 等. 多能源电力系统互补短期优化调度[J].电力系统及其自动化学报, 2021, 33 (12): 53-59.

[21] 冉洪伟, 任琰琰, 吴星烨, 等. 考虑风光不确定性的水库多目标优化调度[J].水电能源科学, 2025, 43 (7): 213-217.

[22] 田芮莲, 王秀丽, 王建学, 等. 考虑径流模拟的新型水电站主接线可靠性分析及优化运行方式 [J]. 电网技术, 2025, 49 (8): 3128-3135.

[23] 宋妍萌, 芮钧, 赵宇. 风光水火储多能互补双层优化调度研究 [J]. 中国农村水利水电, 2024, (3): 34-40, 49.

[24] 霍雪松, 潘书磊, 杜云龙, 等. 面向新型储能电站的海量数据关联存储技术[J].电子设计工程,2025,33(21):124-128.

[25] 孙英聪, 陈来军, 唐明睿, 等. 集中式共享储能运行优化关键技术与研究展望 [J]. 高电压技术, 2025, 51 (9): 4505-4519.

[26] 李铁, 李正文, 杨俊友, 等. 计及调峰主动性的风光水火储多能系统互补协调优化调度 [J]. 电网技术, 2020, 44 (10): 3622-3630.

引用本文

张廷军, 陈志秋, 陈剑波, 陈磊, 市场措施下的风光水火储多能系统双目标优化调度[J]. 电气工程与自动化, 2026; 5: (3) : 26-33.

入驻平台

回到顶部

搜索文章: