电力市场环境下大规模风电并网系统电源规划研究

考虑了清洁能源发电的低环境成本和较好的社会效益,提出了环境友好系数的概念,建立了机组的环境效益模型.构建了一种满足电力市场环境约束的,包含火电、水电、大规模风电等多种类型机组并网的电源规划模型.应用改进遗传算法对模型进行求解,并针对集区域电源规划进行了仿真计算.通过与传统电源规划方法的仿真计算结果进行比较,按模型规划,大大增加了风电等清洁能源发电机组的投入,充分体现了清洁能源发电的环境优势,同时使得国民经济总投入明显减少,取得了较好的经济效益.     

光伏联合发电系统的规划及地理选址

当前资源短缺的形势日益严峻,寻找新能源替代传统能源迫在眉睫,太阳能因清洁、资源丰富等特点成为了目前各国研究的热点能源。针对光伏发电系统与风电的互补性和电源规划的问题,文章介绍了由光伏发电与其他发电相结合形成的光伏联合发电系统,讨论了光伏联合发电系统的结构和特点,在混合动力系统仿真软件HOMER的基础上建立光伏联合发电系统模型;计算系统总净成本(TNPC)然后对其进行经济性规划分析,从而找出最优配置来对系统进行规划;在地理选择方面,文中则是根据资源条件和气象数据找出更适用于光伏联合发电系统的地理位置。     

基于清洁能源消纳的风电规模入网机组启停间歇控制研究

风电规模入网机组启停间歇控制的传统方法忽略了对清洁能源发电量的检测，导致机组温度和风机能耗的控制效果较差。提出基于清洁能源消纳的风电规模入网机组启停间歇控制研究，根据风电规模入网机组的结构及特性，构建以清洁能源发电量最大为模型的运行目标函数。基于清洁能源消纳制定数学模型，通过能源计量系统获取用电量，判断风电规模入网情况，实现风电规模入网机组启停间歇控制。实验结果表明，该方法对机组温度和风机能耗具有良好控制效果，有利于提高风电站的清洁能源消纳比例。     

广东调峰电源调用序位研究

为满足节能发电调度政策的要求,优化调峰电源运行,改善电网调峰能力,提高清洁能源消纳能力,对调峰电源调用序位提出建议。分别从机组运行特性、电力系统周调峰运行模拟、煤电机组启停调峰运行等3个方面,以系统运行经济性和节能减排效益为目标,研究了调峰电源调用序位分析方法。对比煤电机组启停调峰匹配核电、西南水电、风电运行获得的经济效益与节能减排效益,研究了负荷低谷时段可消纳新增清洁能源电量与清洁能源类型的关系。     

高渗透率风电接入对区域电网小信号稳定性的影响

风电接入对区域电网小信号稳定性的影响是清洁能源发电领域需要研究的重要问题,文中研究了提高风电渗透率的方式对系统阻尼比的影响。首先对常用的双馈风电机组七阶小信号模型进行了分析并加以改进,以此为基础对高渗透率风电并网后区域电网的小信号稳定性进行了仿真分析。仿真过程中对火电机组减出力和切机2种提高风电渗透率的方式分别进行了仿真计算,并在减出力方式下计及旋转备用容量的影响。仿真结果表明,在减少火电机组出力来提高风电渗透率的方式下,系统阻尼比并非单调变化,而在切除部分火电机组提高风电渗透率的方式下,系统阻尼比则随渗透率的提高而不断下降。     

大规模可再生能源并网条件下天然气机组调峰空间估算

风能等可再生能源在系统中的占比逐步增大,对电力系统调峰提出了新的挑战。系统调峰容量的不足将严重影响系统安全稳定运行,同时也在很大程度上限制了可再生能源的消纳。鉴于天然气机组良好的调峰优势,主张燃机适合作为电网主要的调峰电源之一。建立燃气机组调峰空间估算模型,考虑风电等可再生能源发电和负荷的随机性对电力系统调峰需求的影响,引入条件风险价值(conditional value-at-risk,CVaR)理论对电力系统调峰容量的不确定性进行较好的风险控制。最后计及其他各类电源调峰能力,实现系统调峰容量的合理配置。通过对中国某地区系统实际情况进行算例分析,表明该模型能有效求出一定置信水平和调峰裕度下的燃气机组调峰空间,为电源规划提供参考。     

面向清洁能源发电并网的低碳电力系统优化调度模型

考虑了碳排放成本因素,构建了含有火电、清洁能源发电以及储能设施的低碳电力系统优化调度模型;在IEEE可靠性测试系统中引入清洁能源发电机组,选取风电、太阳能发电、风储互补等清洁能源发电并网情景,组合不同的碳排放价格水平,根据仿真算例结果,重点分析了清洁能源发电并网对低碳电力系统调度、排放量以及运行费用的不同影响。     

考虑风电的电源电网协调规划

由于风电具有间歇性、波动性和随机性等特性,充足的灵活可调节电源是电力系统消纳大规模风电的必要条件,因此,在电源电网协调规划中需要考虑风电、灵活可调节电源和普通常规燃煤电源的合理比例。采用区间数表示风电和负荷的不确定性,建立基于区间优化方法的能够同时考虑风电、燃气发电和燃煤发电的动态电源电网协调规划数学模型。该模型以规划期内投资成本和运行成本综合最小为目标函数,以电力系统运行安全为约束条件。为了体现燃气发电机组对风电和负荷不确定性的灵活调节作用,采用简化的机组组合模型模拟电力系统中各类型机组的调度运行。所建立的数学模型是一个混合整数线性规划模型,在GAMS上实现编程并调用CPLEX求解器进行求解,IEEE-30节点算例验证了所提方法的有效性。     

多类型电源参与的调峰辅助服务市场模型

为保证风电等清洁能源全额消纳,必须依靠市场手段提升多类型电源深度调峰积极性,深挖电网调峰潜力.基于调峰成本最小目标,提出了多类型电源参与的调峰辅助服务市场模型.该模型根据机组调峰报价高低依次调用,首先以调峰成本最小保证电网运行经济性,然后考虑核电机组调峰深度和调峰速率运行约束条件建立调峰辅助服务市场模型,对煤电和核电机组进行发电功率分配.多类型电源参与调峰不仅增加电网调峰能力,而且缓解煤电机组单一调峰压力和降低电网调峰成本.     

电力市场环境下含风电机组的环境经济调度模型及其仿真

电力市场环境下的传统经济调度不考虑环境补偿因素。文章在传统经济调度的基础上,考虑各机组和各种能源的环境成本,提出了火电机组名义环境补偿成本,用电方不需实际支付费用,发电方排污特性越好,火电机组的名义环境补偿成本越低;同时考虑了风电备用容量补偿成本,反映风电接入系统后火电热备用容量的变化;建立了电力市场环境下含风电机组的环境经济调度模型。基于Matlab优化工具箱,对一个包含2个火电机组和1个风电机组的系统进行优化仿真,结果表明：基于所提出的模型,环境友好的发电机组或能源将获得更大的调度权重。     

Interval type-2 fuzzy modeling of wind power generation in Genco's generation scheduling

Wind power is a promising source of electric power generation since it has tremendous environmental and social benefits. The generation scheduling (GS) problem encounters several uncertainties in terms of the system's parameters such as load, reserve and available wind power generation. The modeling of those uncertainties is an important issue in power system scheduling. A fuzzy based modeling approach can be used to develop the generation schedule under an uncertain environment.In this paper, the type-2 fuzzy membership function (MF) is implemented to model the linguistic uncertainty of type-1 MF of available wind power generation which stems from opinions of different experts. The proposed approach is applied to two test systems (six and twenty-six conventional generating units both with two wind farms) and the results of generation scheduling using both fuzzy modeling type-1, and type-2 are presented. These results demonstrate that the advantage of using the type-2 fuzzy to model the linguistic uncertainty of the type-1 MF. This paper demonstrates how unit scheduling in an uncertain environment of type-1 fuzzy MF modeling can be performed just by using a single type-2 fuzzy MF when all type-1 MF were in the footprint of uncertainty (FOU) of type-2 MF.     

电力市场环境下抽水蓄能电站的联合租赁经营模式

在电力市场环境下,发电企业和电网公司成为独立的经营实体。抽水蓄能电站应确定其合理且可行的经营模式,才能使其静态、动态效益得以体现,解决自己的生存问题,且能够提高整个电力系统的效益。以电量效益和容量效益的划分为基础,尝试性地提出了电网公司和若干大型机组发电企业联合租赁的新经营模式,用模型表述并论证了其可行性。     

火电机组的发电权交易效益研究

发电权交易是指以市场方式实现发电机组、发电厂之间合同电量替代生产的交易行为。本文以节能减排为目的,从替代双方分析了高效率机组替代小火电发电的发电权交易效益,并指出在当前电力市场形势下,发电权交易可以有效提高发电行业的整体能源使用效率、降低各类污染物排放,同时能够实现参与交易的各方共赢。     

减少弃水窝电现象的分时电价联动模型

基于四川雅安径流式小水电的电源特点和发售电两侧均已长时期实行丰枯—峰谷分时电价的市场特点,结合发售电两侧电价联动的理论基础,提出了一种新的分时电价联动模型。在不损害发电公司、电网公司、用户三方利益的前提下通过价格联动减少弃水电量,增加社会效益。     

计及火电机组热储能的含风电系统柔性调度

风电快速增长的同时保持较高的弃风率,因为电力系统缺乏足够的柔性容量来应对风电的不确定性。锅炉最小稳定燃烧率限制了火电机组的运行柔性。抽汽和热储能可以在不改变锅炉燃烧率的情况下调节机组功率输出。因此,对现有的火电机组进行抽汽和热储能改造是一个很有前景的选择,以消纳电力系统中高渗透率的风电,特别是在以火电为主的系统中。研究了火电机组抽汽与热储能改造后的柔性运行。首先,考虑到改造后的特点和技术约束,提出一种新的火电机组线性运行模型。其次,建立基于随机机组组合和滚动经济调度的模型,研究含风电电力系统进行抽汽和热储能改造的效益。最后,在IEEE24节点系统中进行仿真。仿真结果表明：采用抽汽和热储能改造的火电机组,可以有效降低弃风量,提高电力系统运行经济性。     

考虑煤耗率的火电机组灵活调峰对风电消纳的影响效果研究

火电机组灵活调峰是提高电网中风电消纳的重要手段之一,然而火电机组在灵活调峰运行时的煤耗率较其正常运行模式有所提高,现有电网调度模型未考虑该特性。本文采用分段线性函数表示考虑煤耗率的火电机组发电费用函数,建立灵活调峰火电机组与风电机组的日前机组组合优化模型,该模型采用现有线性规划方法进行求解。最后采用实际风电机组和火电机组数据基于IEEE-30母线系统进行验证。结果表明,本文提出的分段线性函数可以较好地拟合机组煤耗率与出力的关系;火电机组深度调峰运行时煤耗率较其正常运行有所提高。本文计算方法有助于降低系统运行总费用,提高电网中的风电消纳量。     

微网多目标动态经济优化调度

微网利用清洁、高效的微电源发电,也提高了能源利用率,降低环境污染。文章从经济成本和环境效益两方面对微电网进行了分析,建立了基于经济成本和环境成本的数学模型,利用IPSO算法对其进行求解。结果显示,算法结合模型可以提高各个分布式电源的发电效率,协调它们之间的复杂关系,合理安排发电出力,达到整体效益最优。     

Stochastic unit commitment of wind farms integrated in power system

Integration of wind power generation creates new concerns for operation engineers in a power system. Unlike conventional power generation sources, wind power generators supply intermittent power due to uncertainty in parameters of wind such as its velocity. This paper presents probabilistic model for load and wind power uncertainty which can be used in operation planning (with durations up to one or two years). A stochastic model is proposed to simulate the status of units that are directly affected by the load and wind power generation uncertainties.     

含风电场的电力系统动态优化潮流

为了体现风电的环境价值,建立电力市场环境下大规模异步风电并网电力系统动态最优潮流模型。首先计算风电场功率输出期望值,在此基础上,引入基于风电场极限穿透功率的风电弃风运行惩罚成本(WAOPC)以处理弃风行为;然后考虑火电机组的排污特性,并用名义环境补偿成本(NECC)来量化火电环境成本;最后引入风电备用成本(RCCC)来处理随着系统风电穿透水平增加而引起的系统二次备用上升。仿真表明,所建立的模型既考虑了电能生产所产生的环境污染和资源消耗等外部成本,同时也计及了因弃风行为造成的风电损失,合理地反映了以风电能源形式的电能价值。     

风电与储能系统互补下的火电机组组合

针对具有风电和火电机组的电力系统,在储能系统配置给定的前提下,提出通过储能尽量消除风电不确定性并部分以备用形态出现的研究思路,建立了火电机组组合2层优化决策模型。上层问题以火电机组组合成本最小为目标,下层问题以储能系统对电网中电能时空平移和提供备用所得收益最大为目标,以储能系统消除不确定性程度为满足对象,其中计及了自动发电控制(AGC)机组和非AGC机组的特性,以及系统频率调节效应的作用。基于分解协调的原理,通过上、下层问题的交替迭代对该模型予以求解,决策储能系统充/放电功率、调控范围及机组启停方案。该方法可在减少火电机组备用容量的同时,提升系统应对不确定性的能力,通过10机组系统验证了模型和方法的有效性。