先进绝热压缩空气储能发电系统参与调频辅助服务控制优化方法

为实现先进绝热压缩空气储能（AA-CAES）系统在宽负荷段参与AGC调频,且调节速率不超过《广东调频辅助服务市场交易规则》规定（避免产生考核电量）,提出一种多级分段设置PID控制器参数参与机组自动发电控制（AGC）调频的控制策略。通过APROS仿真平台分别对10 MW AA-CAES机组采用单套与3套PID控制器响应AGC控制指令进行仿真。结果表明:AA-CAES发电系统机组采用1套PID控制器在宽负荷段响应AGC控制指令,调频性能指标K1大于5,给储能电站增加考核电量而造成经济损失;机组采用3套不同参数PID控制器能够优化调频性能指标,使调频性能指标K1在要求范围内,从而避免产生考核电量,有效提高AA-CAES发电系统参与辅助调频服务的经济效益。     

山西电力调频市场机制设计与运营实践

长期以来,“两个细则”在激励发电企业设备改造、增加调频辅助服务供给、提高调频辅助服务质量等方面起到了显著作用,但也存在补偿与考核机制有待完善、市场化价格机制尚未形成、辅助服务资源配置效率有待提高等问题。为以市场化方式进一步激励发电机组提升调节能力,研究建立山西电力调频市场及相应机制。山西电力调频市场机制设计,以调频服务供应成本最小化为目标,综合考虑机组报价和调频性能两方面因素确定调频机组,并按其实际调频贡献和调频效果支付补偿费用。山西电力调频市场的运行结果表明,市场竞争机制能够激励机组提高调节性能、优化调频资源配置、提升电网总体调频效率、引导新兴技术和产业发展。文中在介绍山西电力调频市场机制设计与运营实践的基础上,总结提炼调频市场的运营效益,并提出下一阶段调频市场深化发展完善的建议。     

江西省水电机组一次调频性能优化关键技术研究

为提高江西省内水电机组的一次调频性能,分析省内机组一次调频存在的典型问题,围绕一次调频控制结构优化设计及改进型增强一次调频算法研究两个关键点,针对性地提出了水电机组一次调频性能优化方法.从优化后的应用效果看,该方法在保证电网安全稳定的基础上,提高了机组一次调频调节速度,增大了调频贡献电量,使机组更易满足电网对一次调频考核要求.     

浙江省火储联合调频必要性及配置研究

主要分析了浙江省火储联合调频的必要性及储能功率配置方案。增加火储联合调频后,机组的AGC调节能力显著增高,可将其K值提升至0.9～1左右,成为浙江省电网最优质的AGC调频电源之一,进而从电网获得大量的辅助服务补偿。     

影响风电一次调频能力的参数选取

变速风力发电机本身没有频率调节能力,因此随着孤岛运行的微电网中风电渗透率的增加,系统频率调节能力越差,提出在风电机组转子侧附加虚拟惯量和转速控制环节使风力发电机主动响应频率变化,参与系统的一次频率调节,由于风电调频效果受多个因素的影响,因此要达到最佳的调频性能就需分析影响风电调频能力的参数并选取合适的参数值。通过增大微电网中风电渗透率验证所提控制策略对提高系统频率稳定性的作用,并分析风电机组与常规同步发电机的一次频率调节系数以及风电机组预留的备用大小对微电网一次频率调节的影响,通过仿真,选取合适的调频参数从而充分发挥风电机组的调频能力,减轻同步发电机的调频压力,增强系统的频率调节特性。     

储能联合火电机组参与调频辅助服务市场的工程应用

本文首先分析南方调频辅助服务市场最新规则中调频性能指标的构成,提高机组调频性能可以显著提升调频收益.为提高机组调频性能,提出一种燃煤机组储能系统接入方案和控制策略,该方案在广州中电荔新电力公司两台330MW机组实施,性能测试和运行结果表明,该方案显著提升了机组的调频性能,有效降低了中压抽汽亚临界机组对联合调频的影响,具有良好的经济效益.虽然在现有政策下可以预见未来调频储能的收益将逐年下降,但随着新能源大量接入,储能调频的需求将进一步增大.在广东调频辅助服务市场的激励下,储能调频依然具备回收成本乃至盈利的前景.     

350MW级火电机组与电储能联合调频系统设计研究

随着"三北"地区新能源装机逐年增大,其消纳压力持续加大,新能源大规模并网将显著增加电网的ACE调频需求。目前"三北"地区电源结构以大型火电机组为主,ACE调频电源也几乎全部为火电机组,优质调频电源稀缺。大量的火电机组长期承担繁重的ACE调节任务,造成了发电煤耗增高、设备磨损严重等一系列负面影响。电储能由于其自身特点,参与ACE调频效果明显好于火电机组,引入相对适量的储能系统,能够迅速并有效地解决区域电网调频资源不足的问题,提高电网运行的可靠性及安全性。本文以华北地区某电厂的两台350MW燃煤机组为案例,研究了火电机组与电储能联合调频系统的设计方案和性能提升效果。     

火电机组一次调频功能试验研究

电网机组一次调频功能的优劣直接影响到供电的质量,完善机组的调频性能、提高响应速度是一项很重要的任务。火电机组投入机炉协调方式运行后,采用CCS与DEH侧协同作用的一次调频方式,能够实现快速、持久的一次调频。通过对机组现场试验结果的分析,确认此方案下机组的调节品质可满足要求。     

基于调频效果的调频服务补偿机制研究

由于机组出力对AGC指令响应的延迟和控制区调频目标与全网的差异,现有按性能的调频补偿方式在维持市场公平时面临较大压力。研究了现有调频控制模式和补偿机制,将区域控制偏差与机组出力曲线和联络线功率曲线对比,提出了机组调频动作的正确性和有效性判据,并以此形成机组调频贡献度作为现有调频补偿费用的修正系数。结果表明,在全网ACE控制过程中,AGC机组和控制区均存在逆向调节动作,经修正后的调频补偿费用能够更好地反映出调频机组对于全网频率稳定做出的贡献,有利于实现市场公平。     

皖电东送机组响应电网大频差控制策略分析与应用

一次调频通过机组的蓄能来调节电网的负荷,从而优化电网频率的稳定性。一次调频是由电厂设备调速系统自动完成,而一次调频的调节幅度由电厂蓄能所决定。现在大型发电机组主要采用直流锅炉,相对于传统的汽包炉来说,其机组的蓄能较少。为保证一次调频有更大的调节裕度,提高机组蓄能是最有效的途径,但研究表明过度提高机组蓄能对机组经济性会产生不利影响,在面对长时大频差时后续作用能力也有限。针对长时大频差动作,提高机组响应能力,特别是锅炉侧的及时响应是确保在出现持续大频差的情况下有足够的能量去参与频率调整的关键。对电网大频差动作进行逻辑优化,通过机组调频试验,证明其对提高电网频率大幅长时变化时机组的调节能力有帮助。     

调频辅助服务市场环境下频率控制技术研究

随着调频服务市场化的逐步推进,现有的频率控制策略已经不适应市场化的运行要求,因此,需要对现有的控制策略进行改进。从市场角度出发,提出了市场环境下频率控制策略的整体架构,包括调频辅助服务市场机制、调频容量需求实时计算方法、市场环境下的频率控制策略及机组调节性能评价指标。在某省级电网进行了试验,结果验证了该方案的有效性。     

考虑中长期电量合约分解的调频备用市场机制

中国电力体制改革对电网运行及电力市场建设提出了新要求,现行调频辅助服务补偿机制的不合理问题使得国内开始探索调频辅助服务市场化的可能性。文中首先明确了中长期电量合约与调频辅助服务市场的时序关系,基于性能指标门槛值提出了有效容量概念,提出了适应于国内中长期电量合约分解的调频市场解耦设计,能够体现机组的性能差异。调频市场出清后,调度部门优先安排中标机组的基本出力,并结合合约电量和安全校核约束,安排机组发电曲线。最后,以具体算例验证了整体流程的有效性,新的机制与国内中长期电量合约模式相结合,能够充分保证系统调频需求,并激发机组参与调频市场的积极性。     

发电机组一次调频在线测试与AGC性能考核系统设计

电力市场环境下,需要合理评价发电机组提供的调频辅助服务,以保证市场公正公平。本文通过分析当前调频辅助服务考核中一次调频与自动发电控制(AGC)考核所面临的问题,提出了一次调频在线测试与AGC控制性能考核系统架构和设计思路;针对一次调频考核对过程数据的精度和时效性要求,提出了基于电厂远控终端(RTU)和同步相量测量装置(PMU)多源数据的一次调频在线测试方法,利用多源数据的时标校对、统计信息筛选完善考核结果的计算方式,更加准确评估机组的一次调频性能;提出了基于调节速率分布的调节精度计算方法,通过调节精度修正因子建立速率与精度的联动机制,以约束机组控制行为并引导其行为优化;最后通过应用案例分析,证明了所述方法的有效性。     

电力网络调频容量释放过程及其指标体系

对IEEE 30节点算例系统进行仿真并建立了调频容量释放指标体系，分析了调频备用容量的释放是否能满足系统要求和调频容量释放过程中的受阻原因。提出的指标体系能反映网络负荷跟踪能力，识别调频备用的有效性，可为调度员调频备用提供必要信息，能对一、二次调频过程中的差异进行解耦量化，可为电力市场环境下调频服务合理付费提供依据。     

考虑高能耗用户参与的调频服务跨链交易模型

随着调频辅助服务市场的发展,用户侧未能充分参与调频市场的问题日益突出,表现在调频服务和调频补偿费用分摊两方面.首先,在结合市场环境的条件下提出优先让高能耗用户参与调频市场的举措,并对可行性进行分析.然后,结合区块链技术中的跨链交易方案构建了调频服务交易框架,并按市场主体划分构建多链结构.接着,在调频服务的报价出清模型中考虑了高能耗用户调频性能对市场的潜在风险;设计了基于链码的调频市场链上交易流程,打破了调频市场中多条区块链间的价值和数据壁垒.最后,通过算例模拟交易过程,实现调频服务交易从出清到结算在日内完成,提高了交易的效率和公开透明度.     

美国调频辅助服务市场的定价机制分析

调频辅助服务对于维持电力系统稳定运行有着重要的作用,合理的调频产品设计及定价机制有利于促进调频资源的优化配置。随着可再生能源和储能装置的发展,系统调频需求增大,尤其是对快速调频资源的需求,单一调频容量价格将难以合理地补偿调频资源成本,为此美国能源监管委员会(FERC)要求调频辅助服务市场引入基于调频里程和调频性能的定价机制。文中梳理了美国宾夕法尼亚—新泽西—马里兰州联合电力系统(PJM)、加利福尼亚州独立系统运营商(CAISO)和美国德克萨斯州电力可靠性委员会(ERCOT)的调频市场定价机制,对比分析其交易标的、里程定价、市场组织时序、机会成本计算方法等主要环节的具体做法及适用情况。最后,结合当前中国电力市场改革现状,从不同的市场阶段提出建设调频辅助服务市场的可行建议。     

电化学储能参与调频市场的贡献评估方法

电化学储能参与调频服务市场、秒级响应联络线功率偏差,而衡量联络线功率偏差控制的指标CPS1和CPS2是由分钟级的联络线偏差电量累计值计算得到的,难以客观评价储能对调频的贡献。为此,提出了一种电化学储能参与调频服务市场的贡献评估方法。该方法将区域控制偏差作为反映储能电站调频作用的影响变量,通过建立“储能电站调频功率”与“区域控制偏差ACE”间的关联性,得到储能调频对区域控制偏差的作用值,进而构建衡量储能对系统调频贡献程度的指标;基于置信水平,分析储能对调频贡献程度指标的分布情况,确定储能在调频市场的贡献及经济效益。根据某省级电网的实际运行数据进行测算的结果表明,该方法能准确衡量储能的调频贡献,为科学合理地制定储能参与调频服务机制提供依据。     

基于半正定松弛与高斯随机化的电制燃料设施联合煤电机组优化经济调度方法

给出一种电制燃料设施与煤电机组联合运行的方案,可在产生电力、甲醇等重要二次能源的同时,提高发电系统灵活性。为了对联合机组进行合理调度,实现提升灵活性的同时确保经济性最优,提出了电制燃料设施联合煤电机组参与调频服务的优化经济调度方法。在充分考虑调频服务市场规则的情况下,构建了电制燃料设施与煤电机组联合参与单次调频的优化经济调度模型,相比已有研究该模型更加准确;针对含max函数的NP-hard非线性模型求解困难的问题,提出了采用分类转换并利用半正定松弛对原问题进行松弛,通过高斯随机化求解的方案。算例分析表明所提方法具有准确、高效的优势,为灵活能源设施与煤电机组联合运行的优化经济调度提供了参考。     

计及补偿效果的需求侧资源调频辅助服务市场机制研究

随着智能电网的发展,需求侧资源参与调频已成为可能,如何量化传统自动发电控制（automatic generation control,AGC）机组与需求侧资源对系统调频的贡献,鼓励需求侧资源参与调频市场是当下亟待解决的问题。在考虑了传统AGC机组和需求侧资源不同的调频性能以及需求侧资源对传统AGC机组替代效果的基础上,建立了电能-调频联合市场出清与补偿模型。基于IEEE 14节点系统数据进行实证分析,仿真结果表明该模型可以大幅度提升需求侧资源在市场中的中标概率与收益,减少系统对调频备用容量的需求和购买费用。     

南方(以广东起步)调频辅助服务市场卡特尔形成机理分析

南方(以广东起步)调频辅助服务市场采用排序出清、两部制结算的机制,具有性能优势的火储联合调频机组参与市场后,可能形成卡特尔(价格联盟)控制市场出清.基于调频市场的出清规则,文中构建了两部制电价结算机制下的调频机组的收益模型,提出基于收益的中标判据.以综合调频性能指标作为报价策略的关键影响因素,考虑高性能机组的市场供给容量发展阶段,判断调频市场的发展模式;在饱和的调频市场中,依托博弈论原理,对高性能机组的两种博弈进行效用分析,得出卡特尔的形成机理和稳定条件,并提出相应的解决措施.南方(以广东起步)调频市场的实际算例分析显示,市场中存在形成卡特尔的基本条件,验证了研究的有效性.