获得固定输电权的风电公司日运行优化的研究

风电为平衡自身波动性需与储能装置联合运行,基于风蓄联合发电公司在电力市场环境下获得固定输电权的前提下进行分析,建立了以日运行收益最大化为目标的含风电场、抽水蓄能电站、常规火电厂和系统负荷的简单电力系统模型。考虑峰谷电价、功率平衡、风电场的运行约束和抽水蓄能电站的运行约束的情况下,应用在标准粒子群算法基础上进行改进的粒子群算法迭代寻优,最后求得最优解。仿真结果表明所提出的模型及求解方法能够计算风蓄联合发电公司的最优日收益,实现收益的最大化。     

考虑输电阻塞的风蓄联合日运行优化的研究

风电由于自身特性需与储能装置联合运行.基于风蓄联合发电公司在电力市场环境下考虑输电阻塞的前提下进行分析,以美国西部电网WSCC标准测试系统基础上改进的系统进行仿真分析,考虑峰谷电价、功率平衡、风电场的运行约束和抽水蓄能电站的运行约束,应用在标准粒子群算法基础上改进的粒子群算法迭代寻优,求取考虑输电阻塞的风蓄联合发电公司的日运行最优收益.仿真结果表明本文建立的模型及提出的算法能够求出风蓄联合发电公司在考虑输电阻塞下的最优日收益.     

考虑风电消纳能力的高载能用户错峰峰谷电价研究

提出了一种通过需求侧管理激励负荷侧的高载能企业参与调峰,提高系统风电消纳能力的错峰峰谷分时电价机制。考虑了高载能企业转移负荷能力差的特点及其对峰谷分时电价时段连续划分的诉求,建立了相应的峰谷时段连续划分的错峰用电模型,并以提高系统谷时风电消纳能力为目标建立了错峰峰谷电价决策模型。通过解耦时段划分与电价优化,设计了2步优化方法求解峰谷时段与电价综合优化模型。错峰峰谷电价避免了传统多峰时段峰谷电价对用户的频繁扰动,更加适合高载能企业等大用户的生产特点。通过协调各用户的峰谷时段划分,减少峰时段时长,减轻了高载能企业电力成本压力,提高了参与调峰的积极性。     

风电-抽水蓄能联合运行优化模型

风电出力具有波动性和反调峰特性。一方面,风电出力的随机性波动使得电网的安全性和可靠性受到挑战,另一方面,风电出力曲线与负荷曲线并不匹配,电力市场环境下峰谷电价实施后,风电场运行的经济性受到冲击。从风电场运行的角度出发,将风电场和抽水蓄能电站联合调度,建立了风蓄联合运行效益最大和风蓄联合出力波动方差最小的多目标优化调度模型。建模计及抽水蓄能电站的启停成本,模型求解中采用归一化的多目标处理策略。通过与风电场单独运行的结果对比进行算例分析,验证了抽水蓄能电站在提高风电场运行效益以及风电接入能力方面的优势,也证明了该多目标模型的可行性和有效性。     

基于分时电价的风电-光热系统能量转化效益研究

为评估风电-光热系统的能量转化效益,基于风电-光热系统的运行特性及各子系统出力特性,并考虑电价影响因素,建立基于分时电价的风电-光热系统能量转化效益定量评估模型,研究风电-光热系统中光热电站对风电削峰填谷的影响。仿真算例结果表明：在分时电价政策的影响下,低谷时段的廉价电能被转化为高峰时段的珍贵电能,风电-光热系统取得良好的经济效益;同时还可有效平滑风电场输出功率,降低风电并网的波动性。     

风蓄联合系统的抽水蓄能容量优化

为了提高风蓄联合系统内风电场运行的经济性,有必要对抽水蓄能进行容量优化。首先计及风电特性给出了风蓄联合运行策略,以减小风电随机性对电网稳定性的影响;其次,给出了计算风电并网功率的数学模型,可作为调度员拟定发电计划的依据;以联合系统的安装和运行维护总成本最低为目标,结合机会约束规划理论建立了抽水蓄能容量优化模型,并采用混沌粒子群优化算法进行求解。算例分析表明了该方法的合理性。     

利用风蓄联合削峰的电力系统经济调度

风电出力具有波动性和反调峰特性,大规模风电接入电网间接拉大了负荷的峰谷差,使火电机组频繁启停,系统运行成本增大。抽水蓄能电站因其良好的储能能力以及调度的高度灵活性往往作为系统的调峰电源。将二者结合,提出了风蓄联合系统削峰的调度策略,利用抽水蓄能的储能环节将风电出力时空平移,使原本波动无序的风电成为稳定可调度的电源,具备削峰填谷的能力,平滑净负荷曲线。建模引入最大化风蓄联合出力的目标函数,不仅减少了火电出力的燃煤耗费,而且避免了弃风的遗憾,充分发挥了风蓄节能环保的优势。算例分析验证了所提模型的可行性和有效性。     

基于成本效益分析的风电?抽水蓄能联合运行优化调度模型

由于难以全面和准确地考虑系统的多种不确定因素,如风电、负荷的预测误差和常规机组的强迫停运,现有基于确定性旋转备用的风电–抽水蓄能联合运行优化调度模型无法从兼顾系统运行的经济性和可靠性方面最优确定风蓄联合运行方式。为此,提出了基于成本效益分析的考虑风蓄联合运行的机组组合新模型。该模型首先在计算系统的失负荷风险时对现有多场景概率风险分析方法进行改进,使其能够同时考虑服从不同概率分布的风电功率和负荷预测误差以及机组强迫停运,并通过成本效益分析实现常规机组发电成本、期望停电成本与抽水蓄能机组的运行成本三者之和最小的目标,再采用混合整数线性规划方法求解模型,确定风蓄联合运行方式和系统的旋转备用容量。仿真分析表明,通过优化旋转备用的配置,该模型在确定风蓄联合运行方式时能更全面地考虑系统运行的经济性,并能更准确地分析其对系统运行成本的改善。     

风电、光伏发电和电动汽车负荷协同控制的模型和方法

针对风电、光伏发电和电动汽车负荷的协同控制问题进行了研究,提出了优化模型与方法。首先,建立了风力、光伏发电系统出力的随机模型,并提出了随机负荷峰谷差的评估方法;其次,建立了电动汽车负荷模型、控制模型,对电动汽车峰谷电价控制模型中的谷电价时段起止时间建立了优化模型,并通过遗传算法对此优化问题进行了求解。算例计算结果证明了模型和方法的正确性和合理性。     

小水电与风光并网的经济效益与环境效益研究

建立了有蓄水库的小水电站与风光混合发电系统的结构模型。研究峰谷电价下,小水电与风光并网所带来的能量转化经济效益和开发清洁能源电力所带来的节能减排环境效益。仿真算例验证了所建模型的有效性。结果表明,有蓄水库的小水电站可以将风光混合发电系统低谷时段所发的廉价电能转化为高峰时段的稀缺电能,带来能量转化的经济效益,同时可以平抑输出功率的波动性,提高电网供电的稳定性与可靠性。经过对污染物减排量的计算,证明了小水电与新能源并网能够有效地节约煤炭等非可再生能源,对保护环境很有意义     

减少弃水电量的抽水蓄能电站运行方式研究

根据抽水蓄能电站的工作原理与工作特点及其在电力系统电力电量平衡计算中的削峰填谷作用,针对汛期电力系统中水电站因承担电力系统调峰任务而产生的弃水电量,通过改变抽水蓄能电站的运行方式来利用电力系统中水电站产生的弃水电量并在不增加电力系统负荷的情况下增强抽水蓄能电站调峰能力。通过优先发挥抽水蓄能电站电量效益的前提下,尽可能使抽水蓄能电站发挥其容量效益,并按照日调节的方式对系统负荷进行调峰,减小系统负荷的峰谷差以及对调峰容量的需求。计算实例结果表明,该方法与抽水蓄能电站全部承担备用以及仅削峰填谷的运行方式相比,显著提高了系统消纳弃水电量的能力,验证了方法的有效性和可行性以及带来的显著效益。     

用于电网削峰填谷的储能系统容量配置及经济性评估

电网负荷峰谷差日益增大,为满足高峰负荷用电需求,需增设或改造原有发输配电设备,而电网的低负荷率导致电力设备的资产利用率较低,使得电源规划建设缺乏经济性。储能技术可解决峰谷差加大、资产利用率低的问题,但现阶段储能系统的高成本限制了储能技术的规模化应用。考虑储能系统充放电平衡约束、循环寿命等因素,研究了储能技术用于电网负荷削峰填谷的控制策略,并建立了评价储能系统投资经济性的数学模型。以实际负荷数据为例,仿真分析了在不同调峰程度下储能系统的容量需求,分别从社会效益和投资者角度研究了储能系统投资的经济性问题,最后提出了储能系统规模化应用的经济条件。     

抽水蓄能电站调频及备用效益计算方法研究

抽水蓄能电站同火星,核电相互配合运行,经济效益十分显著,本文应用概率方法,以电力系统年电量不足期望值为计算指标,采用等效替代方法。研究了抽水蓄能电站装机容量在调峰填谷,调频和备用三项任务之间的划分及效益计算问题,并以十三陵抽水蓄能电站在京津唐电网中的实际运行情况为背景,指定十三陵抽水蓄能电站调峰填谷容量,计算其在电力系统中的调频和备用效益。     

考虑可再生能源不确定性的风-光-储-蓄多时间尺度联合优化调度

提出一种计及可再生能源不确定性的风电、光伏、电化学储能和变速抽水蓄能电站多能互补协同的优化调度方法。考虑电化学储能和变速抽水蓄能电站的互补调节特性,建立风-光-储-蓄联合运行的多时间尺度调度架构。在日前调度阶段,考虑风电和光伏出力的相关性,生成基于生成式对抗网络和峰值密度聚类算法的日前风光联合出力典型场景,综合考虑风光出力的不确定性和抽水蓄能电站与电化学储能的容量特性,建立面向调峰需求的随机优化日前调度模型;在日内优化阶段,以最小化弃风弃光与电网备用电能为目标,构建变速抽水蓄能电站出力修正方法,制定电化学储能日内调度计划;在实时校正阶段,基于模型预测控制方法,以日内优化调度结果为参考,对电化学储能出力进行精确控制,最小化风光预测误差的影响。算例分析结果表明,所提方法可以有效减小电网负荷峰谷差,平抑风光联合出力波动,提升可再生能源消纳率。     

计及峰谷平滑效益的需求响应和电池储能系统调度联合优化策略

现有需求响应决策未考虑储能调度等影响因素,电池储能运营商基于固定需求响应结果进行储能调度决策,联合优化结果难以使系统获得最优综合效益。为此,建立了需求响应和电池储能系统调度联合优化机制以及基于联合优化策略的需求响应和电池储能系统调度决策模型。采用基于离散参数规划的线性优化策略,以等步长形式迭代求解非线性优化模型的最优分时电价和最优储能调度策略;建立基于联合优化策略的峰谷平滑效益模型,用于评估电力系统削峰填谷的单位成本。算例分析结果表明,所提需求响应和电池储能调度联合优化策略能有效削峰填谷并提高系统整体的经济性。     

抽水蓄能电站黑启动最优预留水量

在以火力发电机组为主的电网中,为满足黑启动需要所预留水量的大小直接影响抽水蓄能电站的削峰填谷效益.为使抽水蓄能电站的综合效益最大,提出了抽水蓄能电站的黑启动效益及黑启动所需水量的计算方法.综合考虑抽水蓄能电站的黑启动效益和静态效益,结合削峰填谷的边际运行位置约束,建立了抽水蓄能电站最优预留水量计算模型.以山东电网为例说明了该模型和算法的合理性.     

风火联合系统不同备用模式的风险调度策略研究

电侧的需求响应以及蓄电设备运行灵活,可以作为虚拟备用资源,保障含风电等间歇性新能源发电的电力系统安全。为衡量虚拟备用资源给系统经济性和环保性的影响,分别建立传统火电备用和虚拟快速备用这2种含风电并网的电力调度模型。并考虑新能源输出功率、电力市场、机组参数等不确定因素给系统优化带来的风险,将区间两阶段随机优化模型与CVaR风险规避相结合,利用区间数、概率数对系统供给侧和需求侧的不确定因素与优化函数有效结合,同时体现决策者风险偏好。算例分析表明,此混合优化算法能够对含风电并网的电力系统不同旋转备用模式进行优化,权衡系统成本与系统风险。算例结果表明充分利用蓄电池、需求响应作为虚拟备用资源能有效降低系统成本和CO2排放。     

多主体利益制衡的综合能源系统日前-实时出清方法

为解决现货市场和配售侧放开环境下综合能源系统与外部电网联合出清问题,提出一种多主体利益互相制衡的日前-实时两阶段出清方法。该方法考虑日前出清阶段驱动各方利益,实施多轮迭代竞价,并将互保、备用、移峰等因素纳入竞价过程中;实时出清阶段统筹内、外备用,细化供能和利益分配,形成产能商、上级电网、旋转备用服务商三联供能体系。分别构建了产能商、运营商、负荷聚合商的出清决策模型,最后通过算例仿真分析了需求响应、互保合同以及旋转备用市场对移峰和内、外备用的有效作用,表明该方法可以实现供需平衡和各主体利益均衡。     

A coordinated dispatch method with pumped-storage and battery-storage for compensating the variation of wind power

Growing penetration of wind power challenges to power system security, since the conventional generators may not have sufficient capacity to compensate wind power fluctuation plus the reverse peak regulation. In this paper, the high-capacity pumped-storage and fast-response battery-storage are coordinated to compensate the variation of both wind power and load, aiming at shifting peak load, responding to wind power ramping, reducing the curtailment of wind and stabilizing the output of thermal units. A practical framework is designed for optimizing the operation of the hybrid system consisting of the wind, pumped-storage, and battery storage, which can take full advantages of pumped-storage and battery-storage. The detailed mathematical formulations of the pumpedstorage and battery-storage are built. Three cases are studied to demonstrate the advantages of the proposed coordination method.