基于电力支撑的新型电力系统电力电量平衡北大核心CSCD

可靠的电力支撑是电力系统安全稳定运行的重要基础。各类电源的可靠电力支撑作用是指在其可靠电力范围内,可根据系统负荷需求随时满发顶峰。本文提出基于可靠电力支撑的电力电量平衡计算方法,总体计算框架为结合电源装机和系统负荷需求进行备用及机组检修安排,在此基础上通过电力平衡确定各类电源各月(或旬、或周)的可靠电力支撑,进一步进行全年8760 h的电力电量平衡模拟,模拟思路为在满足各类电源最小技术出力或强迫出力前提下,尽量为风、光让出位置,在负荷高峰且风、光出力小时发电顶峰,总体实现各时刻电力电量平衡且尽可能吸纳风光。利用本计算方法分析山西电网不同抽水蓄能规模下的电力电量平衡,并分析了风电不确定性对电力电量平衡的影响,结果显示系统抽水蓄能增加将替代部分火电容量并增加抽水电量,从而增加新能源吸纳;若过多考虑风电的电力支撑,一旦风电受天气等影响降低出力,火电、水电等满发也难以满足负荷需求,将直接影响电力系统安全稳定。     

考虑风速变化特性的风电容量可信度评估方法

随着风力发电在电网中穿透水平的提高,风力发电的容量可信度评估问题逐渐成为电网规划中关注的新热点。为描述风电出力与电网负荷的相关性,以规划阶段风电场可获得的数据为基础,基于半不变量法建立了考虑风速变化特性的风电出力模型;提出了基于拉丁超立方采样(Latinhypercube sampling,LHS)的风力发电容量可信度评估方法,通过对IEEE-RTS79系统进行评估验证了该方法的正确性和有效性,并分析了风电出力与电网负荷的相关性对容量可信度的影响。评估结果可作为风力发电参与电力平衡的重要依据。     

“十二五”广西电网接纳风电能力分析

将风电出力参与系统电力平衡,根据平衡调峰计算结果,判断广西电网接纳风电的能力,并分析影响电网接纳风电能力的因素.提出广西风电季典型日出力曲线、年平均出力曲线及年出力曲线,根据风电出力曲线参与系统电力电量平衡,使用互联电力系统模拟软件,计算风电参与平衡后对系统调峰能力的影响.2013年电网接纳装机为1258.5 MW的风电出力后,缓解了系统电力、电量不足问题,未出现调峰不足问题.2015年电网接纳装机为4086MW的风电出力后,增大了系统盈余,系统调峰缺额增大,火电运行经济性差.2013年电网可以接纳规划风电场出力,2015年电网接纳风电后加大了系统调峰压力.电网接纳风电的能力主要受风电特性、电源结构、负荷水平和负荷特性的影响.     

非高峰时段购电对多能互补系统电力平衡的影响研究

针对多能互补能源基地出力受资源、天气、气候等影响较大,光伏、风电参加电力平衡能力有限,光热和水电也不能完全参与电力平衡,系统高峰时段的电力不足问题已经开始显现,而区域电网互联系统的资源互补和协调运行优势尚未充分发挥,这是导致新能源弃电率居高不下和电力供应紧张的主要原因之一。多能互补系统各类电源相互配合才能充分发挥容量效益,保障可靠供电。对于某些容量效益未能充分发挥,调节电源仍有一定空闲容量的多能互补系统,提出通过非负荷高峰时段购电,可降低售电省区的负荷峰谷差,补充多能互补系统的电量不足,降低多能互补系统的装机需求。研究结果对于我国多能互补能源基地优化运行具有一定的借鉴意义。     

计及优先级及电力平衡的新能源中长期交易电量分解方法

随着新能源发电占比以及参与市场交易的比例不断扩大,新能源发电的随机性和波动性导致现行按照电量平衡、电力校核的中长期交易电量分解方法难以适用于高比例新能源电力系统.文中提出了一种计及交易优先级及电力平衡约束的新能源中长期交易电量优化分解方法.首先,从新能源长时间出力曲线构建、交易电量协调优化分解和多场景模拟计算等方面提出满足新能源随机波动性的中长期交易电量协调优化方法.然后,以促进高比例新能源消纳为目标,计及交易优先级建立基于时序仿真的新能源中长期交易电量优化分解模型,实现新能源年度交易电量分解到月.最后,以中国西北地区某省级电网为例开展实例分析,结果表明所提方法可以确保分解结果的合理性和可执行性.     

适应大规模风电接入的发电出力计划两阶段优化方法

为解决大规模风电并网引发的电力电量平衡难题,提出了一种适应大规模风电接入的发电出力计划两阶段优化方法。阶段1考虑电力可调空间与电量完成进度,在不严格保证电力平衡的条件下实现期望计划的有效编制;阶段2则充分考虑各种电网运行约束,在风电优先接纳的前提下,优化发电计划贴近于期望计划。通过统筹常规电源出力和风电出力的两阶段安全均衡调度,获得具有较高可执行性的发电计划结果。实际系统算例分析验证了该方法的有效性和实用性。     

基于变寿命模型的改善风电可调度性的电池储能容量优化

基于风电接入技术准则和电网调度需求,对风电场日前调度功率值予以优化,并通过电池储能弥补实际风电出力与该调度参考值间的差值,从而改善风电的可调度性。从能量吞吐量角度出发,建立电池储能实际使用寿命评估模型。基于该模型,以风储联合系统年收益最大为目标,提出综合考虑风电调度功率优化和变寿命特性的电池储能容量优化模型。以某风电场年历史出力数据为例,对电池储能功率/电量容量进行协调优化,仿真结果验证了所提模型的有效性。     

风电弃风电量的计算方法与模型

在深入分析影响风电弃风因素的基础上,从调度运行层面上提出了基于逐小时电力平衡的计算方法。综合考虑火电、水电和风电的发电技术特性,电力和热力平衡、以及输电容量等约束,以系统运行成本最低为目标,建立了弃风电量的计算模型。以我国某风电大省为实际算例,计算2011年该省在接入不同风电容量下的弃风电量比例,验证了文中提出的计算方法和模型的优越性。     

新能源极端出力特性及典型电力电量平衡场景研究

随着新能源发电占比的增加,电力系统的电力电量平衡呈现不确定性强、电力过剩/短缺交替出现等特征,给电力系统的供电可靠性带来了严重的影响。基于新能源出力实际运行特性和未来电源发展趋势,研究了含水电的新型电力系统的典型电源结构场景,并以此为基础,建立了电力电量平衡量化分析模型。通过算例结果量化了未来新能源发展场景下的典型电力电量平衡场景及系统灵活调节能力的需求,分析了新能源极端低/高出力对电力平衡的影响。研究可为我国新型电力系统构建提供决策参考。     

考虑预测误差的风电场电量投标博弈分析

随着电力市场化改革的深入发展,风电等新能源需要逐步与火电等其他传统电源进行竞争,同时风电等新能源出力的不确定性也增加了其在市场上博弈的复杂性。文中针对现货市场中风电场采用电量投标模式下的利益博弈问题,考虑风电出力的不确定性及预测误差,基于日前、日内2级现货市场出清模型,推导了风电场在不同投标组合情形下市场博弈均衡点的解析式,并采用实际风电出力及预测数据进行了仿真验证。对市场均衡下的风电投标结果进行分析,结果表明:在风电场电量投标模式下,风电场的博弈策略与风电出力预测值及预测误差有关,风电场可通过提高预测精度降低其投标收益风险;同时,此投标模式下风电场的投标策略出现了日前电量持留,加剧了风电场的投机行为,增加了市场运行风险。     

含高渗透率风电的电力系统复合储能协调优化运行

风电的随机性、可调度性差等特点对电力系统的安全稳定运行带来了挑战。为了增强系统对风电的接纳能力并提高风电利用率,文中研究采用抽水蓄能电池储能组成的复合储能在含高渗透率风电的电力系统中的协调优化运行。基于离散傅里叶变换(DFT)对风电出力进行频谱分析,将风电出力分解成短时间尺度的高频分量和长时间尺度的低频分量。利用电池储能响应速度快、容量小的特点,补偿风电高频波动部分以改善上网风电的波动性;根据抽水蓄能存储容量大的特点,参与系统调峰运行以解决接入风电后系统的调峰问题。以改进的IEEE RTS-96系统及实际风电场为例,对复合储能进行协调优化运行,算例结果验证了所述模型与方法的有效性。     

基于多状态新能源发电模拟的日运行方式及调峰安排研究

大规模风电的接入使得电力系统的调峰问题越来越严重,因此有必要通过分析日运行方式来研究电源结构的合理性。在传统电力电量平衡法的基础上,提出了一种基于多状态新能源发电模拟的日运行方式和调峰安排算法,用于对电源投产方案进行运行可行性的分析与校验。算法基于Markov过程进行风电出力的时序多状态建模,根据历史风电出力数据得到初始分布和转移矩阵。在等效电量函数法的基础上提出了一种高效的多状态负荷修正方法,进而以确定性的生产模拟方法研究系统的电力电量平衡情况及调峰问题,从而保证电源建设方案在满足经济性、可靠性的基础上还满足运行可行性的相关要求。算例分析验证了所提模型与算法的有效性和实用性,可为我国电源规划工作提供参考。     

一种含抽水蓄能电站的可再生能源系统综合优化调度方法

鉴于大规模可再生能源系统新能源发电的不确定性和波动性特点非常突出,以电力平衡为目的的电网调度控制必须对此采取有针对性的应对措施;同时考虑到风电和光伏发电具有天然的出力互补特性,水电和抽水蓄能电站具有良好的出力调节能力,从日前调度与日内实时调度相互协调配合的角度给出含抽水储能电站的可再生综合能源系统的调度运行机制,分别建立日前调度和日内实时调度的系统优化模型。该模型以尽量减小火电机组煤耗成本和污染物排放惩罚成本为优化目标,以系统运行时满足功率实时平衡、各火电机组满足出力上下限制、各机组满足功率爬坡速率限制、系统旋转备用满足容量限制,以及风、光、水、储满足各自出力限制等为优化约束条件。针对该模型,提出一种增强自适应能力的改进粒子群优化算法,基于系统所预测的新能源出力数据和负荷数据,最终计算得到的综合优化调度方案能够在提高大规模新能源发电利用率的同时,充分利用抽水蓄能电站减少新能源出力不确定性对电网传统火电机组的影响。最后借助某实际电网的算例分析对所提方法的调度结果进行有效性验证说明。     

考虑风电消纳的电力系统源荷协调多目标优化方法EI北大核心CSCD

随着风电的快速发展,其出力的随机性和间歇性导致常规电源的调节压力不断增大,传统的调度运行方式已经不能满足大规模风电的送出需求。该文将具有可调节特性的高载能负荷作为消纳风电的重要手段,与常规电源共同参与电网的优化调度,形成源荷协调优化运行的调度模式。在深入研究源荷协调运行特性的基础上,综合考虑源荷协调对风电消纳和系统运行的影响,以风电消纳电量最大和系统运行成本最小为目标建立源荷协调多目标优化模型,并采用多目标差分算法对模型进行求解。以甘肃电网为实例进行仿真说明,验证了所提方法能够有效降低系统运行成本,提高风电消纳水平。     

基于风光荷储联合优化的虚拟电厂竞价策略

基于电力市场的竞价机制和虚拟电厂的运行机制,构建了以风电-光伏-负荷-储能联合运行体利润最大化为目标的优化决策模型。该模型充分考虑新能源机组,储能与负荷运行时的各项技术约束条件,通过虚拟电厂中风-光-荷-储间协调耦合运行的发电策略与出力安排等,实现新能源与电动汽车联合参与市场竞价。构建算例验证了该风光储联合运行优化决策模型的正确性与有效性,并通过对多组场景对比,分析新能源出力波动性对风-光-荷-储联合运行模式的竞价策略的影响。     

基于大数据技术风电机组容量可信度计算

在大规模风电并网的前提下,风电容量可信度计算对电力系统可靠运行具有重要意义。论文基于电量不足期望(LOEE)可靠性指标,考虑风电场间时空相关性的影响因素,采用非序贯蒙特卡洛法对风电容量可信度进行计算。风电容量可信度的计算需要的数据有风速、风电出力、风电机组地理位置信息等数据,由于计算所需的数据量大、类型多、来源广等特点,提出基于Hadoop架构的大数据技术计算风电容量可信度,针对Hadoop架构存在的机架感知不平衡及存储数据间缺乏相关性问题,引入机架感知配置法和哈希桶存储算法对其进行改进,提高了数据存储及数据处理的效率,减少计算时间,通过实例验证文中所提方法的有效性。     

基于灵活性裕度的含风电电力系统源荷储协调滚动调度

新能源渗透率提高增加了电力系统调度运行难度,电力系统灵活性不足严重影响了新能源消纳和电网安全运行。从灵活性资源出力特性和灵活性供给能力角度入手,基于电力系统灵活性裕度指标,以最大抽蓄调峰效益、最大风电消纳电量、最小机组运行成本和最小可中断负荷调用成本为目标,计及电力系统运行约束,建立源荷储多种灵活性资源统一协调滚动调度模型。基于协调调度思想,优化日前每个调度时段各灵活性资源出力,然后利用日内超短期风电预测数据,滚动修正各灵活性资源出力状态。最后通过算例验证了模型及其调度方法的有效性和可行性。     

全网统筹电力电量平衡协调优化方法

大规模互联电网为大范围的能源资源优化配置提供了可能。文中提出了全网统筹电力电量平衡国省两级协调优化的模式、模型与方法。以省级电网的历史贡献率为优先级进行平衡决策,从而促进省级电网参与电力交易的积极性。提出了两种国级与省级电力电量平衡决策目标:一是在电力富余时最小化发电成本;二是在电力紧缺时合理分配电力缺口,实现在时间和空间上均衡缺电。以等效发电成本曲线为关键优化信息,建立了协调优化数学模型,分层决策省间送受电方案和各省发电机组出力计划,实现能源资源的进一步优化调配。提出了以电量受限成本增量修正省级电网发电成本的求解方法,精细考虑火电机组因电量受限所带来的额外成本。基于三区域IEEE RTS96系统和华北—华东—华中(简称"三华")电网的计算充分表明了该方法的有效性。     

风电出力特性对地区电网供电能力影响分析

对地区风电典型出力特性进行了分析,通过电力电量平衡计算,分析了风电不同出力取值对电力平衡、电网供电能力、电网潮流的影响。对风电出力合理取值提出建议,为电网规划及电力工程、风电接入系统工程可行性研究工作提供科学依据。     

新型电力系统电力电量平衡调度问题的思考

随着新能源渗透率的不断加大,电力系统的电力电量平衡特性、分析方法和应对策略都将发生重大改变。有效应对新能源出力的不确定性,保证电力可靠供应与清洁能源最大限度消纳的难度显著增加。基于新能源出力预测精度与电力调度保供应、保消纳决策目标期望均随时间尺度的缩短而逐渐提高的特点,提出一种按时间尺度逐层分解、递进优化的电力电量平衡分析方法与调度优化策略。通过分层递进与目标解耦,可在新能源高占比场景中实现以电力可靠供应与清洁能源最大限度消纳为目标的高效求解。以某电网的新能源高占比规划场景为例,对该系统中的电力电量平衡分析与调度策略优化问题进行年、月、周、日等各时间尺度上的全过程研究,揭示新能源高占比场景中调度机构开展电力电量平衡工作面临的新问题与新挑战,提出调节资源协同配置、发电机组检修策略调整、送受电策略调整及配套电力市场机制建设等建议措施。