含附加热源和需求响应的电热联合系统运行优化

为缓解供暖期弃风高发问题,从解耦供热机组“以热定电”约束、提高电网调峰能力角度出发,文中提出考虑附加热源与需求响应的电热联合系统优化调度模型。系统中储热和电锅炉作为附加热源共同作用以降低机组热电耦合关系,并且在系统负荷侧通过需求响应增强电网调峰能力。以最低运行成本为目标综合考虑弃风惩罚成本、需求响应成本及系统内各单元约束建立电热联合系统调度模型。通过遗传算法进行求解算例,对比分析了系统在传统的热电联产、仅考虑需求响应、系统中引入附加热源、含附加热源-需求响应联合运行4种不同调度方式下的风电消纳效果。分析结果表明,所提方法的风电消纳能力最优且具有最佳经济性。     

考虑储能及碳交易成本的电热联合系统优化调度策略

为减少电力行业发电过程中碳排放对环境的污染、提升风电消纳比例,文章提出了综合考虑储能及碳交易成本的电热联合系统优化调度策略。首先,在分析系统产生弃风原因的基础上,对引入电储能提升系统灵活性进而促进风电消纳的机理进行研究;其次,分析碳交易机制对电热联合系统的影响并建立碳交易成本模型;然后,构建以总成本最低为目标的优化调度模型,综合考虑火电、热电机组运行成本、风电运行维护成本及弃风惩罚费用、储能装置运行成本、碳交易成本及系统各单元约束;在保证系统安全可靠的基础上采用Yalmip/Gurobi对所建模型进行求解;最后,通过算例对比分析,验证了碳交易对电热联合系统能源结构的优化作用,以及在碳交易下,储能的参与对于进一步提升系统新能源利用率和经济环境效益的有效性。     

峰谷电价下新能源省际购电优化模型

随着新能源发电快速发展,新能源电力的消纳问题日益凸显。售电侧实施峰谷电价能激发需求侧调峰潜力,增大省级电网接纳新能源的能力,推动省际新能源购售电交易。考虑省级电网调峰、备用等约束,建立了峰谷电价下省级电网公司参与省际新能源购电效益最大化模型,并通过量子粒子群算法求解。算例表明,制定合理的外购电计划,不仅能够减少省外能源基地的弃风,以清洁的风电置换高耗能火电,获取节能减排效益,还有利于降低省级电网的购电费用,增大购电效益。通过比较多种购电方案及省外风电不同报价对省际交易的影响,证明了所提模型的有效性。     

基于改进引力搜索算法的电力市场环境下可再生能源竞标消纳优化

为解决新能源参与电力市场竞标、促进新能源消纳的问题,文章提出了基于改进引力搜索算法的电力市场环境下可再生能源竞标消纳优化模型。建立了风电、光伏机组出力模型,确定了风电光伏不确定出力场景削减。针对可再生能源竞标消纳模型建立了出清电价模型,确定了交易双方利润模型,并针对交易过程中的不确定概率进行了分析。提出了采用改进引力搜索算法联合模式搜索算法对出清电价模型进行求解。最后通过仿真分析,说明了所提方法的有效性。     

计及动态碳排放对新能源消纳市场的价格研究

通过丰富电力市场交易方式,可有效提高新能源消纳水平。针对现有电力市场无法有效控制碳排放的特点,提出计及动态碳排放的电力市场出清方法,将火电碳排放成本动态传导到电价中,从而使部分发电权向新能源转移。同时,当发生弃能时,对弃能机组引入价格因子替换报价,进行电力市场二次出清,深度促进新能源应发尽发,以激励相容机制平衡发电权转受让方收益。采用改进的IEEE 30节点系统进行仿真验证,提出的电力市场交易机制能有效降低火电机组的碳排放并促进风光消纳,验证了该方法的有效性。     

新型电力系统中促进新能源消纳的电力现货市场交易机制研究

为解决现货市场建设中新能源参与市场化交易与保证性消纳难以统筹兼顾的问题,提出改进的现货市场交易机制.改进机制中新能源与火电机组同等参与市场竞价,在产生弃电时启动发电替代机制,由报价较高的火电机组出让发电空间给弃电新能源.通过对节点电价出清机制下的替代实施方案进行分析,设计价格结算机制对参与替代的火电机组予以补偿,使替代...     

风氢耦合系统参与现货市场的竞标策略及优化调度方法

为解决高比例风电市场竞标能力弱、市场消纳困难的问题,提出高比例风电耦合氢储能系统联合参与现货市场竞价的双层Stackelberg博弈模型。首先,研究风氢耦合系统内部能量转换关系,揭示风氢耦合系统的能量“时空平移”机理,在综合考虑风氢耦合系统收益和成本的基础上,建立风电投标和氢储能充放电决策模型;其次,兼顾风氢耦合系统和独立系统运营商的利益诉求,基于Stackelberg博弈建立以火电机组、风氢耦合系统为主体的市场出清模型;最后,针对双层模型求解困难的问题,运用KKT条件和强对偶理论将双层模型转换为易于求解的单层混合整数规划模型。仿真结果表明,所提策略对高比例风电的市场消纳起到了积极作用。     

风电与多能源储能联合调峰多场景动态鲁棒优化模型

针对大规模风电出力的随机性和不确定性所导致的电网调峰困难及成本高的问题,在考虑电池储能与电锅炉等装置的能源储放特性的基础上,提出了电-热多能源储能系统架构;基于风电出力不确定性而进行调峰多场景划分,为提高电热多源储能系统在多场景下的运行经济性,建立了风电与电热多源协调储能的鲁棒优化模型,并利用多目标进化算法进行求解。文章通过仿真验证了所提出的模型与电池储能系统具有更优的运行经济性与鲁棒性,能够有效地应对大规模风电波动下的调峰难问题。     

一种考虑风电出力和负荷不确定性的最优调峰方法研究

摘要： 风电的随机波动特性可能使风电系统存在反调峰现象。在分析风电并网使系统对调峰需求发生变化的基础上,建立了风电出力和负荷的不确定性模型,并以最大限度消纳风电为目标,通过考虑使电网收益最大、满足潮流安全约束等因素建立了基于实时电价的火电、水电和抽水蓄能联合调峰优化模型,并采用最优潮流和粒子群算法研究了改进优化模型的求解方法。最后,对所研究调峰策略优化方法进行了仿真验证,证明了该策略在提高电网收益的同时,能够充分利用各调峰机组的调峰能力,确保系统的安全性。     

考虑需求响应与火蓄调峰的优化调度模型研究

为了应对风电等可再生能源接入引起的系统调峰压力增大且影响系统经济运行的问题,进一步挖掘新型调节电源、传统调节电源和负荷侧协同调峰的潜力,综合利用负荷侧的需求响应和电源侧的抽水蓄能、火电三种调峰措施联合调峰,构建考虑需求响应和火蓄参与深度调峰的电力系统两阶段优化调度模型。第一阶段优化模型中引入负荷侧的需求响应,以最小化负荷与风电差值的平方之和为目标,优化负荷曲线,降低系统峰谷差;第二阶段优化模型利用电源侧的抽水蓄能和火电深度调峰,计及火电深度调峰电量损失成本、抽蓄调峰成本和弃风成本,以系统总运行成本最小为目标,在第一阶段模型的基础上优化各机组出力,增加风电上网空间。以改进的IEEE30节点系统进行算例分析和两阶段优化模型有效性验证,结果 表明,所建模型可提高调峰能力,促进风电消纳,并降低系统总运行成本。火电机组进一步降低出力,积极参与深度调峰,能够有效促进系统风电消纳。三种调峰方式有机结合联合参与调峰,降低了负荷的峰谷差,不仅有效降低了弃风率,还减轻了系统的调峰压力,缩短了火电深调时段。     

新型电力系统环境下的虚拟电厂辅助调峰市场机制及其商业模式设计

针对新能源波动性和绿电用户随机性带来的交易匹配协同问题，提出适应虚拟电厂聚合灵活资源参与的调峰辅助市场机制及其商业运营模型，实现需求侧灵活、清洁资源优先辅助电力系统安全稳定运行。该机制设计中，将电力系统调峰市场按照传统调峰机组和第三方调峰市场主体划分为两个调峰子市场，在后者中允许虚拟电厂聚合商报量报价，引入绿色用能指数和响应成本系数，根据虚拟电厂代理资源的历史用能情况和资源核定成本修正其申报信息，得到反映绿色用能价值和资源响应成本的第三方市场主体出清序列，并根据提出的传统调峰机组与第三方市场主体的联合出清市场机制，将传统调峰市场的市场出清价格向第三方主体市场传导作为价格指导信号，形成虚拟电厂调峰子市场出清结果，因而构建第三方市场主体与传统调峰机组的市场化竞争，实现资源优化配置。此外，基于电动汽车资源设计了虚拟电厂代理参与调峰市场的多种商业运营模型，提高了需求侧资源的积极性。最后，通过算例说明提出的虚拟电厂辅助调峰市场机制降低了系统调峰成本、增加了新能源消纳、实现了绿色价值认证，验证了所设计的商业模型符合激励相容原理，提升了用户参与意愿、有效响应了新能源波动。     

基于储能电站提高风电消纳能力的电源规划研究

针对当前电网对大规模风电消纳难的问题,提出在风电开发之初,从规划层面考虑利用储能电站优化区域电力系统的电源结构,提高电网对风电的消纳能力。文章综合考虑环境效益、社会效益、市场竞争力后,以风电消纳能力最大和国民经济投入最小为目标函数,构建了包含火电、储能电站、大规模风电的电源规划模型,并采用允许风电在一定范围内波动这一策略来减少储能电站的投资和运行费用。最后采用改进遗传算法对该模型进行求解,并针对某区域电力系统电源规划进行了仿真计算,结果表明,文章所建的模型既提高了电网对风电的消纳能力,又兼顾了其经济性。     

西北电网跨省峰谷互济交易首次实现市场化

正西北电网东西部潮流交换频繁,因此系统运行互补性强。东部的陕西电网峰谷差大,低谷时段调整困难,有低谷送出需求;西部的青海光伏发电比重大,电网峰谷差小,高峰时段出力受限,有高峰送出需求;中部的甘肃新能源装机多,风电出力的波动性、间歇性增加了省间送受电的需求。近年来随着新能源装机迅猛增加,系统运行调峰能力不足的矛盾日益凸显,一方面新能源因缺少相应的大范围消纳机制,弃风弃光严重,另一方面省间调峰资源长周期无序使用,矛盾比较突出。     

不同调峰深度下火电机组的环境经济调度优化

在双碳目标背景下，为实现电网调峰以消纳更多新能源以及传统火电的节能减排需求，该文建立配合储能系统及大规模风电并网的不同调峰深度下火电机组环境经济调度模型，分析火电机组的调峰能力以及不同调峰深度下机组的煤耗特性和CO₂排污特性的变化；提出一种不同调峰深度下的惩罚因子，将多目标环境经济调度转化为单目标优化，并给出一种改进的灰狼算法以求解模型。与原始灰狼算法和粒子群算法相比，该文提出的算法具有更好的优化性能。算例结果表明：在RPR和DPR调峰阶段，系统煤耗成本和CO₂排放量随调峰深度增加而减小；在DPRO调峰阶段，CO₂排放量随调峰深度增加而增加。储能系统发挥了削峰填谷的作用，大幅减小弃风，降低了系统运行的总成本。     

储能系统和新能源发电装机容量对电力系统性能的影响北大核心CSCD

随着“双碳”目标的不断推进,新能源发电装机容量将持续增长,由于新能源发电具有不稳定性,因此分析新能源装机容量与储能系统容量增加对电网性能的影响具有重要意义。本工作以某省电网为对象,参考其电网组成建立了包含风电、光伏、火电和储能在内的电力系统调度模型,应用信息间隙决策理论和蒙特卡洛方法模拟了用户负荷和新能源发电的不确定性。研究结果表明:当新能源装机量翻倍时,新能源发电量占比可以提高62.6%,但运行成本也会提高18.7%。当储能系统容量从0 GW提高至15 GW时,可使运行成本降低14.4%,新能源发电量占比提高22%。同时发现,当新能源消纳率低于95%时,储能容量的提高将主要带来新能源消纳的提高;当消纳率高于95%时,储能容量的提高将显著降低电网波动性。该研究对未来低碳能源和智能电网建设中新能源和储能系统装机容量的配置具有一定的指导意义。     

多类型电源提升风光电集群高效消纳的源网协调控制研究

随着新能源发电的快速发展,电网中相应的调峰配套设施明显不足,导致新能源发电送出消纳受阻,容易造成严重的电力浪费。在风电、光电、水电、火电等多类型电源发电特性的基础上,提出了一种基于多类型电源联合发电提升风光电集群高效消纳的优化调度模型,并且对比了不同电源组合对系统优化调度的影响。模型以甘肃地区的多类型电源能源基地作为研究对象,以经济效益最大化为目标,建立了一个混合整数线性化模型并在GAMS中进行求解。仿真结果表明,结合多类型电源联合发电调度能够促进新能源的高效消纳并且提高经济效益。为高比例新能源接入电网多类型电源联合协调优化调度提供了一种解决方案。     

基于单元机组燃料效益的调峰辅助服务市场机制评估

针对固定补偿模式、一段出清模式和多段出清模式的调峰辅助服务市场机制,为了比较三种机制在不同调峰需求下机组的经济性和环保性,本文定义了单元机组燃料效益的概念。从交易机构的角度出发,基于目标函数为机组费用最低的假设和统一出清电价理论,对三种交易机制进行了数学刻画,模拟了有6台火电机组参与的调峰辅助服务市场交易。实验结果表明:多段出清交易机制下,机组中标的调峰电量较为分散;当调峰需求较大时,单元机组燃料效益较好。多段出清交易机制有利于提高单元机组的经济性和环保性,能有效促进电力系统对新能源的消纳。     

天然气发电与电池储能调峰政策及经济性对比

构建以新能源为主体的新型电力系统,意味着风电和光伏将成为未来电力系统的主体.新能源发电固有的随机性、间歇性、波动性使调峰问题日益突出.燃气电站和电化学储能由于可调范围大、响应速度快,未来有望成为重要的调峰资源.首先,梳理了各省天然气发电调峰、储能调峰相关政策和市场规则,从准入门槛、参与方式、申报价格等方面进行了对比分析;然后,基于平准化电力成本(LCOE)概念,详细分析了包含初始投资、运维检修、燃料成本在内的天然气发电调峰电站、储能电站成本构成;最后,以某省为例,对比燃气发电调峰和储能调峰经济性,定量分析了初始投资、利用小时数、燃料/充电成本等因素对平准化电力成本的影响.通过对比得出,随着成本的不断下降,未来在短时调峰方面,电池储能将比燃气发电调峰更有竞争力.     

电网对大规模风电消纳能力分析

随着风电接入电网容量的增加,调峰能力、电网输送空间和安全裕度成为制约电网消纳风电的瓶颈,为此先对电网进行调峰能力计算,得出考虑系统调峰能力约束的风电接纳能力范围,然后计算所选电网的风电场穿透功率极限用以表征风电送出问题,再对风电场并网后的电网进行稳定性分析。并对恩施电网进行实例分析,获得恩施电网的风电消纳能力,验证了该方法的可行性。     

电网消纳大规模风电能力分析

随着风电接入电网容量的增加,调峰能力、电网输送空间和安全裕度成为制约电网消纳风电的瓶颈,为此先对电网进行调峰能力计算,得出考虑系统调峰能力约束的风电接纳能力范围,然后计算所选电网的风电场穿透功率极限用以表征风电送出问题,再对风电场并网后的电网进行稳定性分析。并对恩施电网进行实例分析,获得恩施电网的风电消纳能力,验证了该方法的可行性。