新能源对清江梯级电站运行影响分析研究

随着我国碳达峰和碳中和目标的提出，以风电、光伏发电为主的新能源将成为我国能源结构优化的主力军。从生产特性来看，新能源发电具有波动性、随机性、间歇性的特点，水电作为调节性能优异的清洁能源，其灵活快速的调峰能力可充分弥补新能源出力的不确定性。在区域电网内，充分利用水电及新能源，实现灵活互补优化调度，是构建清洁低碳多能互补电源体系的大势所趋，但同时，也会给水电的运行方式带来明显影响。以清江梯级电站为例，构建水、风、光互补运行出力模型，分析了新能源对清江梯级电站运行影响。     

大型水电与光伏互补运行的并网优先级研究

合理确定多能互补系统内不同能源的并网优先级对于效能提升具有重要作用。为此，本文提出大型水电与光伏互补运行的并网优先级确定方法。首先，建立长-短期嵌套调度模型对水光互补运行过程进行精细模拟；其次，从发电经济性、资源利用率以及供电可靠性三个维度，建立多能互补效能评估指标体系；最后，设置水电优先、光伏优先、汛期水电优先且非汛期光伏优先三种典型情景，对比效能指标以确定并网优先级。以西藏忠玉水光互补、黄河上游龙羊峡水光互补电站为实例，结果表明：光伏优先并网的运行方式可以更好地发挥多能互补效能。研究结果可为多能互补系统的高效运行提供决策支持。     

梯级水光蓄互补联合发电智能调度系统在小金川流域的应用

四川西南地区水电和光伏资源丰富,针对区域电网内光伏的频繁性波动,利用水电的调节库容与可变速抽水蓄能机组的快速调节能力抑制补偿光伏电站的出力波动,可达到多能互补的目的。特别是在上级电站尾水直接汇入下级电站库区的首尾衔接梯级水电,具有呈流域性的连续可调库容,与光伏的智能调度互补具有重要的工程应用价值。本文主要介绍了梯级水光蓄互补联合发电智能调度系统在小金川流域的应用。     

风光水互补系统发电效益-稳定性多目标优化调度

风光水互补系统联合运行是解决风电、光电等间歇性能源消纳的有效方法之一,但互补系统的发电效益与稳定性存在矛盾关系,如何分析系统的出力互补特性并解析效益-稳定性关系是本研究解决的关键科学问题。本研究在雅砻江流域风光水互补示范基地上开展研究工作,采用互补系统总发电量最大、出力过程变异系数最小为目标构建效益-稳定性多目标优化调度模型,采用径流、风速和太阳辐射强度等作为输入,分析调度方案出力互补特性与目标关系。研究结果表明:效益-稳定性目标之间的关系为总发电量越大,变异系数越大,出力过程平稳性越差;互补系统在日内时间尺度上的互补关系为从夜间到日间再到夜间,光电出力从零逐渐增大再变为零,风电出力从大变小再变大,存在日内互补关系,水电能源依靠调节能力可有效互补平抑风电和光电出力。     

多能互补在大渡河水电基地的实践与探索

在国家能源革命的战略布局下,多能互补已成为我国能源转型、提升能源系统效益的重要策略。从大渡河水电开发建设实际出发,分析了当前水电开发面临的困境和挑战,介绍了大渡河水电基地在国家能源革命战略调整、参与多能互补方面开展的一系列探索、思考与实践,对研究我国常规水电在多能互补中的作用和工作举措等方面具有较好的参考作用。     

青海省德令哈地区光热光伏互补性初探

光伏电站受昼夜、季节、天气、温度等的变化,发电出力具有一定的波动性、随机性、间歇性;配置了大容量储热系统的光热电站,具有与光伏电站联合运行、提高发电利用小时数、提高外送通道利用率的潜力。文章通过研究发现:尽管光伏和光热电站发电在时间上不具备自然互补性,但通过储能系统的移峰填谷是可以实现互补的;考虑现阶段光热发电的发展水平,从电力平衡角度看,其装机容量配比应为1∶1。研究表明,仅有光伏和光热2种电源互补的供电保证率约为80%~90%,还需要其它多种能源形式对其进行补充。     

多能互补在大渡河的实践与探索

在国家能源革命的战略布局下,多能互补已成为我国能源转型、提升能源系统效益的重要策略。为此,从大渡河水电开发建设实际出发,分析了当前水电开发面临的困境和挑战,介绍了大渡河水电基地在国家能源革命战略调整、参与多能互补方面开展的一系列思考、探索与实践,以为研究我国常规水电在多能互补中的作用和工作举措提供参考。     

风光水互补发电系统发电效率分析

笔者主要探讨风光水互补发电系统发电效率的分析。由于煤石油天然气等资源日益枯竭,清洁能源的利用变得非常重要。风光水互补发电系统是一种将风电、光伏发电、水电结合的发电方式,其发电效率对于清洁能源的发展具有重要意义。笔者首先介绍了风光水互补发电系统的原理和构成,然后分析了不同风光水互补发电系统中各种因素对发电效率的影响。最后,提出了一些提高风光水互补发电系统发电效率的建议,为清洁能源的发展做出一定的贡献。     

基于NSGA-Ⅱ的多目标风光水储互补优化模型

构建以新能源为主体的新型电力系统逐渐成为电力行业转型升级的发展趋势。由风电、光伏、水电、储能电池多种新能源组成的多能互补系统,通过对出力条件（风力发电机出力、光伏组件出力、水电站水轮机组出力）、储能电池容量以及充放电功率等约束的综合考虑,建立以系统出力波动性最小和运行经济效益最大为目标的多目标优化模型。利用改进粒子群优化算法和NSGA-Ⅱ优化算法,以中国西北地区某风电场、光伏电站、水电站以及电化学储能电站组成的多能互补系统为例,验证目标模型和求解方法的有效性。算例与结果表明：相比改进MOPSO,采用NSGA-Ⅱ算法求解此风光水储联合系统中的多目标问题可以减少15%的出力波动,提高28 835元/年的经济效益,相对风-光-储互补系统,小型水电站的加入通过NSGA-Ⅱ算法可降低31%的出力波动。     

水电风能互补调节系统的研究

对风能水电互补调节系统进行研究,开发了虚拟负荷控制器,利用数控型虚拟负荷控制器配合进水量控制,充分利用具有随机性特点的风能来节约水能,低成本实现水电风能互补储能发电,开辟农村能源利用新途径,填补我国在农村水电和水电风能互补储能领域的空白,可以促进农村可再生能源综合开发利用。图2幅。     

龙羊峡水光互补自动发电控制策略及应用

随着国家能源结构的调整,为电网提供清洁能源是未来能源开发的方向。光伏发电受昼夜、季节、天气等因素变化的影响,其出力具有随机性、波动性、间歇性,其电能质量对电力系统的稳定运行产生一定的影响。本文详细介绍龙羊峡水光互补自动发电控制(水光互补AGC)的控制策略及应用,在满足龙羊峡水电站防洪、发电、灌溉、供水等综合利用功能不变的条件下,最大限度利用光伏电能,利用龙羊峡水电站水库库容大、调节能力强、水电机组启动迅速、调节灵活、负荷响应快等特点,对大容量光伏电站出力变化进行快速补偿调节,优化电能质量,以满足电网对频率、电压的质量要求。     

基于深度学习的水风光短期随机优化调度研究

我国致力于可再生能源发展,提出水-风-光多能互补系统,因风光能源的不确定性,需实时电网调度调整。文章运用深度学习(DQN)优化系统的短期调度,最大化发电效益。采用拉丁超立方抽样和考虑Kantorovich距离的场景削减技术,反映可再生能源不确定性分布,结合深度强化学习建立多能互补系统短期优化调度模型。模拟实际数据,显示该方法有效解决高维等问题,较于传统方法有显著优势。     

水光互补能源基地的多时间尺度优化调度

针对以往水光互补中长期优化调度中未考虑光伏逐时出力的波动性而导致弃光现象严重的问题,建立了以年、月、日为调度周期,逐步递进的水光互补优化模型。该模型采用基于POA的模拟优化算法,建立多时间尺度下的系统发电效益目标,引入光电消纳度量方法,最终确定梯级水电调度方式。以澜沧江西藏段水光互补基地为例,引用3种具有代表意义的典型水文年进行实例分析。结果表明,本调度方式在保障水电效益的基础上,有效提高了平水、偏枯典型年中的光电消纳率,实现了水光系统发电总效益的提升。     

黄河流域单元式多能互补能源基地构建研究

为研究黄河流域风、光、水多能互补开发模式及实现途径,促进流域清洁能源开发利用,根据黄河“几”字弯能源现状、问题和发展趋势,构建了基于风、光、水电、抽水储能多能互补的单元式清洁能源构建模式。结合黄河水沙调控体系规划的黑山峡、碛口、古贤3座水利枢纽工程,依托黄河“几”字弯区域丰富的水、风、光、国土、地形资源,以电源端调控实现稳定输出,提出建设风-光-水-抽水储能多能互补的三座清洁能源基地的构想,替代化石能源,实现节水、减排,有利于解决流域大量化石能源开发带来的高耗水、高污染、高排放等生态环境问题,助力黄河流域生态保护和高质量发展。     

浅谈多能互补清洁能源基地开发规划

从多能互补概念出发，结合当前清洁能源基地开发政策，根据推进增量风光水(储)、探索风光储的思路，梳理了“十四五”顶层设计中关于主要流域和区域的清洁能源基地规划。研究提出多能互补清洁能源基地规划思路，首先，强调送端风光等间歇性可再生能源发电与调节电源互补，分析了多能互补分析计算的难点在于对存量、增量梯级水库电站、抽水蓄能电站水量平衡与发电优化的处理，以及新能源出力代表性、发电特性的准确表达，提出了以经济性最优为主要目标的多能互补容量配置方案比选和多目标联合运行思路；第二，兼顾受端电网实时电力电量平衡，提出了选取典型时段，以小时为步长的电力生产模拟计算要求。     

水风光混合能源短期互补协调调度策略研究

高比例可再生能源发电并网构成了多种能源共同参与的电力系统新体系。梯级水电是具有良好调蓄性能的高灵活性的电源,能够作为一种补偿电源来平抑新能源发电波动,促进其电网消纳比例。提出了一种含梯级水电的水风光混合能源短期互补协调调度策略,该策略定义平稳性指标和源荷匹配指标为互补性评估指标,以协调控制出力波动和对负荷的追踪度与平滑效果;同时,从"源源互补"和"源荷匹配"两个不同角度构建调度模型,分别采用花粉算法与逐步优化算法优化求解目标问题;最后通过分析互补效果,总结水风光短期调度策略。通过案例验证了上述调度策略的有效性,为高比例水电电网大规模消纳新能源提供了新思路。     

蓄势待发探新路 翘首以盼展丰功 天津大学水-风-光多能互补优化运行调控研究扬帆起航

正随着国际社会对保障能源安全、保护生态环境、应对气候变化等的日益重视,加快开发利用可再生能源己成为世界各国的普遍共识和一致行动。我国《可再生能源发展"十三五"规划》明确指出:"十三五"是落实习总书记提出的"四个革命、一个合作"能源发展战略的关键时期,为实现2020年和2030年非化石能源分别占一次能源消费比重15%和20%的目标,必须加快建立清洁低碳的现代能源体系,促进可再生能源产业持续健康发展。风能和光伏具有间歇性、不可预见性和不可控性,出力易波动且不稳定。水电因其快速调节性能和可靠调节能力,成为平抑风电、光电的不稳定性,有效解决风光大规模集中上网和远程传输消纳难题的首选互补能源。目前,我国己建成和将待建多个装机规模世界之最的水-光-风多能互补基地,如何适应性地做好多能互补基地的运行调控,高效利用清洁能源,已成为亟待解决的重要行业难题。     

水利部科技推广计划项目“水电风能互补机电仿真技术推广应用”通过验收

2011年8月12日，水利部科技推广计划项目——“水电风能互补机电仿真技术推广应用”在杭州通过验收。专家组验收评审意见认为：承担单位在水电风能互补机电仿真技术研究基础上，通过技术集成和创新，研制开发了一套多能互补储能调节器，具备能量互补、优化利用清洁能源功能。     

多能互补研究与实践

风电、光伏发电大规模发展已成为推进能源转型和应对气候变化的重要途径,但也面临着愈来愈严峻的消纳困难局面,研究表明,多种电源之间互补运行是促进新能源消纳的有效方式。结合我国多能互补发展历程,系统总结多年来多能互补研究成果,分析了多能互补形式、特点及适用条件,提出了包括资源条件分析、发电特性研究、容量配比模型构建、财务可行性分析、接入设想及互补运行方式、对受端电网影响分析、开发建设模式建议等内容的多能互补研究重点和相应工程实践,展望未来发展趋势,从促进多能互补发展方面提出相关建议。     

风光水互补发电系统送出能力分析

针对风光水互补发电系统分析了影响系统送出能力的主要因素,构建了以接入风光规模最大为目标的互补送出能力分析模型。以金沙江上游叶巴滩电站及其周边风光资源组成的风光水互补发电系统为例,研究互补送出能力的敏感性。研究表明:系统中风光水出力具有较好的互补性,其中风电与水电的年内互补性最好;系统送出能力对系统送出通道容量最为敏感,对系统允许弃风光率的敏感性次之;当系统风光容量比例取0. 95,允许弃风光率取5%,系统送出通道容量取水电站装机规模224万k W时,叶巴滩电站可接入风光总规模80. 3万k W,可送出风光电量13. 05亿k W·h,系统送出通道利用率可提升6. 65%。