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。     

楚雄风光水互补协调运行及新能源建设运行管理初探

在分析了楚雄地区风、光、水资源特性及发电特性后,证明楚雄短中长期互补是可行的。然后提出实时分组风光水互补概念、分组策略及软件实现,并介绍了风光水互补控制策略。在短期风光水互补中,提出电站群日计划曲线制作方法和调度给定发电计划下的最大效益模型;中长期风光水互补中,侧重资源的互补性,在天气预报和多年经验基础上,以发电量最大为目标,制作中长期发电计划。文章还对风、光新能源的建设、运行管理经验进行探讨。     

风光水互补发电集控系统总体设计初步研究

为缓解风光等新能源并网消纳问题,将集控系统应用于风光水多能源电站群,利用风光水资源互补性实现资源的有效整合,推进能源的综合开发。详细分析了风光水互补发电集控系统的主要功能需求,在功率预测系统、水调自动化系统的基础上提出了风光水多能源综合优化运行,实现多目标风光水互补优化运行调控,提高风光水多能源电站群的安全经济运行水平。分析了监控数据流程,在此基础上,提出了集控系统总体架构,采用分层分布式体系结构,1+N多冗余设计,并从可靠性、安全性、实用性等方面提出了集控系统软硬件配置要求。设计研究可为解决新能源安全稳定经济并网运行提供较好的技术支撑,为类似工程设计提供参考。     

雅砻江水风光互补与梯级水库协调运行研究

雅砻江流域水能、风能和太阳能资源富集,流域将建设成水风光可再生能源综合开发基地。水风光互补运行可以充分利用雅砻江水电站群的调节性能,抑制风电、光伏发电的不稳定性,提高新能源的电能品质,保障新能源规模化开发。水风光互补运行以后,雅砻江干流各梯级水电站水库调度运行方式将发生较大变化。在开展水风光互补运行及系统电力电量平衡计算的基础上,研究水风光互补运行特性,分析水库是否能够协调运行,以及梯级之间如何协调运行。研究表明,可制定上下游同步运行、控制上游梯级调峰的规则,对梯级调度运行加以约束,使水电站能够充分利用调节库容。     

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。     

风光水发电系统联合调度规则提取

为提高风光水发电系统的经济效益,需提取系统调度规则实现风光水互补运行。建立以系统总发电量最大为目标的确定性优化模型,采用动态规划逐次逼近法(DPSA)求解模型;初选决策变量和影响因子属性集,基于灰色关联度(GRA)确定影响因子;建立BP人工神经网络模型提取调度规则。以雅砻江下游梯级水库群为研究对象,计算结果表明:对于1953年～2011年实测径流系列,考虑水电、风电和光电互补性的联合优化调度可提高系统的多年平均年发电量;在风光水联合优化调度基础上提取的调度规则能较好地保持确定性优化调度的发电效益。     

日照东港区分布式发电提水余电并网探索

把风光互补发电系统的多余电能并入电网,既解决了灌溉用电问题,又打破了风光互补提水系统应用的限制条件,最大限度地利用了清洁能源,同时发电带来的收入又保障了灌溉用水合作社的正常运转,日照市东港区对此进行了尝试。     

小水电经济性与电气设备安全性研究

在风电场和光伏阵列得到大规模建设的今天,小水电的蓄水调节特性成为风光互补发电系统在水资源丰富地区建设的有益补充和合理利用。对小水电与风光互补承担调峰填谷的蓄水储能作用带来的经济效益进行评价,指出小水电低成本、可调节的特性可以为我国新能源的开发利用节省更多的经济投入,带来可观的经济收益。同时,小水电作为国际公认的可再生绿色能源,利用其发电有利于环境保护,可以有效的节约我国煤炭等非可再生能源消耗,减少污染物排放量。另外,小水电站的安全可靠运行及其经济效益是由小水电的电气设备安全性决定的。因此,同时对小水电的电气设备进行安全性评价,指出若对在发、变电系统中起重要作用的电气设备进行定期检修和维护,除险加固,可以延长小水电站的发电年限,增加小水电站的经济收益。     

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。     

考虑预报不确定性的水风光互补系统两阶段决策研究

【目的】水风光资源长期预报精度有限,如何应对风光出力和径流的不确定性是充分发挥多能源协同优势的关键,为此,提出考虑预报不确定性的水风光互补系统两阶段决策方法。【方法】将互补系统长期调度多阶段决策划分为包含面临时段和余留期的两阶段决策,通过余留期能量曲面表征余留期不同库容条件与未来风光出力及径流所能产生的发电效益;讨论不同预报水平下水风光资源预报信息的利用方式,提出余留期能量曲面确定方法,并分析预见期利用长度对互补系统效益的影响,确定最佳预见期利用长度;以基于调度图模拟的互补系统调度结果作为对照,评估不同预报水平下两阶段模型的适用性。【结果】选择雅砻江下游水风光互补系统进行实例研究,结果显示：(1)两阶段模型中基于径流序列映射模型的预报信息利用方式能较好地表征余留期效益;(2)随着两阶段决策模型预见期利用长度的增加,预见期的边际效应显著降低,互补系统最佳预见期利用长度为3个月;(3)与调度图相比,两阶段模型推迟水库蓄水和消落时机并加深消落程度,使得发电效益和出力可靠性在预报水平较高时整体高于调度图。【结论】结果表明：两阶段决策模型能够灵活结合多个预见期的预报信息,实现有限预报信息下的互补...     

风光互补供电系统在黄家湾输水工程中的试验研究

风光互补供电系统可以充分利用风能及太阳能，从而为输水工程中的金属结构设备提供安全、稳定、可靠的电力能源，有效解决传统供电方式的各种弊端。针对黄家湾输水工程区域太阳能、风能的分布差异，可以有效利用风能及太阳能的互补特性，提高发电效率。通过工地现场风光互补供电系统的应用研究，验证了该系统的安全可靠性，也可为今后类似项目提供借鉴。     

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%。     

青海光伏与风力发电出力特性研究

光伏、风力发电出力具有间歇性、波动性和随机性等不稳定特点,为更好掌握风光发电出力特性,从年际、年、月、日时间尺度提出了风光发电出力特性指标体系及互补性指标,并对青海省2014—2016年已建单个风光电站出力过程进行了特性分析。结果表明:受风资源情况及风电出力间歇性等影响,青海省风电的年、月、日发电量变化幅度显著大于光伏电站,而且风光电之间发电出力具有一定的互补性,为电力系统接入大规模风光电后稳定运行提供了技术基础。     

三峡-葛洲坝梯级电站水能优化利用效益分析

三峡——葛洲坝梯级电站是我国的巨型水电站，控制水量接近长江总水量的一半，电站的水能优化利用对充分利用长江流域水资源、提高电站发电效益至关重要。根据长江上游流域来水特性及梯级枢纽的运行特点．对梯级电站在三峡工程围堰发电期的水能优化利用途径、取得的发电效益及初期运行期梯级电站水能优化利用的潜力进行了系统分析。有利于提高电站的发电效益。     

黄河上游青海水风光蓄一体化发电系统研究

随着双碳目标加速落实与黄河流域生态保护和高质量发展规划实施,统筹推进水风光一体化基地建设并构建多能互补发电系统,能提升跨省跨区电网错峰支援和余缺互济能力。通过采用归纳梳理的方法对黄河上游青海省水风光资源和多能互补著绩进行了分析,结果表明：青海南部水电势能、北部太阳能和西部风能资源潜力较大,但各种新能源随开发规模的扩大其可开发潜力呈下降趋势。青海省规划的风光容量配比为0.6∶0.4,2025年情景下水电与风光配比为1∶1.2,2035年情景水平下为1∶1.25。此外,在电网系统中尽可能少接风电多接光伏且弃电率保证在5%以内对电网稳定运行和投资成本具有正反馈作用。     

雅砻江能源基地水风光互补短期调度运行模式对比研究

随着风电和光伏装机规模及其在电网中占比的双增长,电力系统安全经济运行对调峰资源需求更大,优化调度运行方式,挖掘现有调峰潜力资源是一条有效途径。本文以雅砻江下游流域水风光一体化多能互补示范基地为研究对象,剖析了能源基地现行分散式运行模式存在的问题,提出能源基地水风光多能源集总式调度运行模式。在此基础上,构建了考虑能源基地跨区域送电、多电网调峰的多能互补短期优化调度模型,并从水风光出力过程、新能源消纳量、梯级水电出力及弃、缺电情况等四个方面对比分析了两种运行模式差异。结果表明,集总式调度运行模式能够更充分发挥流域梯级水电站调峰能力,不仅能够提高新能源消纳量,同时能够在一定程度上保障水电发电量,并能够有效解决当前运行模式在同一时刻同时存在弃电和缺电现象,体现了区域间资源互补优势。     

龙羊峡水光互补协调运行研究综述

主要阐述了龙羊峡水光互补项目关键技术部分研究成果,对光伏电站发电特性、水电站发电运行特性、水光互补理论、运行方式研究成果等进行了论述,供类似工程参考借鉴。     

西藏光水互补发电研究现状与对策

通过分析国内外和西藏光水互补发电技术研究现状,建立光水互补物理模型,探索了光水互补运行模式,并对阿里地区水电站9.6 MW+光伏电站10 MW进行光水互补经济效益可行性分析,针对西藏实际情况提出了建立联合工程技术中心、引进新能源技术人才、利用水电站回填渣场建立光伏电站、大力开发利用光水互补发电技术等建议。     

水风光互补系统灵活性需求量化及协调优化模型

利用水电等灵活性调节电源平抑间歇性风光发电是解决新能源规模化并网消纳的重要途径。依托云南电网实际工程,提出灵活性需求量化方法,采用分位点确定了风光电站集群出力概率分布的取值变化区间,生成不同概率的出力场景集,以量化描述面临计划的灵活性需求;集成6种灵活性调节指标,构建了灵活性裕量期望最大和不足期望最小模型,能够动态适应不同场景的水风光互补调度需求。通过实际数据分析了灵活性需求量化的准确性,以及不同来水条件、新能源接入比例、风光装机比例、水电机组特性、调峰需求对灵活性的影响,与预留备用容量方法相比,本文模型能够根据灵活性需求变化给出多类型电源互补调度方案。     

黄河干流水风光一体化能源综合开发研究

以黄河上中游干流已建、在建、规划的水电站及其周围的风光资源为对象,以水风光电出力特性及互补特性为基础,以风光电接入不增加水电站弃水并按照经济较优控制弃风、弃光率等为原则,开展黄河干流水风光一体化能源配置运行研究,结合互补运行特性、充分利用水电的调节能力、提高输电通道利用效率、统筹本地和外送消纳,在技术可行、经济合理的基础上构建了黄河干流水风光能源配置模型和经济分析模型,通过模型分析计算,提出经济合理的水风光电装机规模配比方案,及黄河干流2025年、2035年水风光一体化发展目标和布局。