可再生能源高渗透率区域“网-源-储-荷”协调规划案例分析

为应对可再生能源快速发展,适应能源互联网的发展需求,以规划大规模接入可再生能源的金寨县为例,进行了“网-源-储-荷”协调规划研究。通过配置储能、水电调节以及主动负荷控制等,充分利用原有电网资源,实现可再生能源的就近接入与就地消纳;通过地区风光互补,并与大型火电及抽水蓄能电站进行协调运行优化,显著降低了各层级电力外送规模。     

“十三五”中国能源低碳转型的关键期

在“十二五”发展的基础上,分析了“十三五”中国能源发展的4个背景：中国经济和能源发展进入新常态;2020年要实现全面小康的国家目标,“十三五”需补短板;实现并争取超额实现2020年国家低碳发展目标;《巴黎协定》开启了全球绿色、低碳发展的新阶段,“十三五”能源的发展必须明确指引低碳转型。重点阐述了“十三五”能源低碳转型的发展路径：节能、提效,改变粗放的发展方式;减煤,煤炭年消耗在“十三五”见顶;大力发展非化石能源;稳油增气;发展智慧能源互联网;新型城镇化应走低碳道路。最后,给出了“十三五”中国能源低碳转型应达到的4个标志性目标。     

西南水电“弃水”困局与对策

中国西南地区蕴藏着丰富的水能资源,该区域水电的开发利用对优化能源结构、促进区域经济低碳均衡发展具有重要战略意义。近年来,西南地区,特别是四川、云南2省,“弃水”现象愈演愈烈,引起了国家的高度重视和社会各界广泛关注。研究了西南水电“弃水”现状与复杂的成因,并针对电力规划、电力体制、厂网建设、政策、运行、市场、环保和利益诉求等多方面存在的不足,提出了促进水电消纳的对策建议。     

大型“二拖一”燃气-蒸汽联合循环机组仿真机的研制与开发

系统介绍了M701F型“二拖一”燃气-蒸汽联合循环机组仿真机的研发背景、硬件配置;阐述了以CyberSim图模库一体化通用仿真支撑平台为核心的仿真支撑系统的技术特点、软件构成以及燃气轮机数学模型。利用该仿真系统实现了“二拖一”燃气-蒸汽联合循环机组全工况实时仿真。测试结果表明,燃气轮机、余热锅炉、蒸汽轮机及发电机等模型精度均达到了仿真机设计要求,且具有良好的静态精度和正确的动态响应特性。该仿真机除了可对运行人员进行培训外,还可用于电厂控制策略优化及运行方式分析与研究。     

考虑碳排放的综合能源系统“结构-型号-容量”优化模型

综合能源系统能源结构多样,同种设备的不同型号之间价格、性能差异性大,如何在规划阶段确定合理的能源结构、设备型号组合及装机容量是实现运行阶段节约成本的前提。文章在考虑二氧化碳排放量的基础上研究“能源结构-设备型号-装机容量”规划优化模型。首先,构建基于最近邻法(K-nearest-neighbors,KNN)的实例推理技术得出适合拟建设园区的能源结构;其次,构建“外层选型,内层定容”的双层优化框架,考虑碳排放阶梯成本,以全寿命周期总成本最低为优化目标,利用蚁群算法-遗传算法相结合的方式求解最优设备型号组合及最优装机容量。最后,通过算例分析验证所提模型在降低成本上的有效性。     

配备旋流燃烧器的“W”火焰锅炉着火与稳燃机理研究

以某发电公司1、2号机组锅炉为研究对象,对配备旋流燃烧器的“W”火焰锅炉运行中存在的燃烧不稳、飞灰可燃物偏高的问题进行了试验研究,在对试验现象分析的基础上,对配备旋流燃烧器的“W”火焰锅炉的着火、稳燃机理进行了揭示。试验及理论分析表明,配备旋流燃烧器的“W”火焰锅炉的燃烧系统的实际运行性能与设计预想存在显著不同：① 旋流燃烧器的高温烟气内回流对一次风射流的着火过程并无积极影响,辐射吸热在一次风射流的吸热着火过程中起着重要的作用,煤粉气流的着火是在远离喷口的空间发生的;② 降低燃烧器的旋流强度设置,增加了煤粉气流的下射深度,燃烧稳定性增强,燃烧经济性趋好。     

“W”型火焰锅炉炉膛压力保护系统综合优化措施

阳城6×350 MW机组“W”型火焰锅炉因煤质原因导致炉内结焦、掉焦现象严重,多次引起炉膛压力保护动作触发主燃料跳闸,严重影响了机组的安全稳定运行。通过对炉膛压力保护动作曲线以及对炉膛压力取样系统、保护系统和调节系统存在的问题进行分析研究,介绍了结合现场实际条件制定的优化措施以及措施实施后取得的效果,对同类型锅炉解决相似问题有一定的借鉴作用。     

电力基础资源共享下变电站多业务场景经济—环境—社会效益分析

作为“新基建”和“电网数字化”的前沿阵地,“多站融合”充分利用整合资源,融合建设多种新型基础设施,既能响应“互联网+”战略及数字强国建设,又可开拓能源共享互济新业态。文章聚焦电网数字化转型中的多站融合项目,构建了一个在多业务场景下进行经济-环境-社会效益分析的系统动力学模型;并基于多业务场景,模拟仿真不同情境下单个多站融合项目经济效益、环境效益和社会效益的变化趋势。结果表明:1)在经济效益中,不同的业务在一定条件下均能够取得满足预期的经济效益;2)环境效益是多站融合中能源类业务的“引致效应”,可辅助提高废物废气的减排效率;3)社会效益主要体现于土地资源、能源资源和人力资源三方面社会资本的节约。文章证明了该经济-环境-社会效益分析模型的科学性和有效性。     

面向“互联网+电力营销”的智能互动服务创新体系架构

基于“互联网+”与传统行业进行深度融合的新形势,提出了“互联网+电力营销”智能互动服务创新体系,构建了由资源保障、数据支撑、业务管理、运营管理4个层面组成的智能互动服务创新体系架构。对该体系部分业务进行了实践应用,初步验证了所提智能互动服务创新体系的先进性与实用性。     

对中国新能源消纳问题的分析与建议

近年来,中国新能源消纳矛盾日益突出,2015年弃风弃光电量创历史新高,主要集中在“三北”地区。基于大量调研数据,在分析“三北”地区新能源运行消纳情况的基础上,深入分析新能源消纳困局原因,提出了促进新能源消纳、缓解当前弃风弃光问题的建议。分析表明：加强电网建设是解决新能源消纳的坚实基础,实施热电机组电热解耦是解决新能源消纳的有效手段,完善相关政策是解决新能源消纳的制度保障,市场和计划并重是解决新能源消纳的根本途径。     

计及调峰能力的风光储联合系统优化调度

光伏、风电等可再生能源接入电网引起系统调峰资源紧张,并进一步限制了其并网容量,研究系统低谷负荷时段负调峰能力具有重要意义。文章分析了光伏发电及风电出力的时间互补性对系统调峰的影响,提出了综合考虑风、光机组并网引起系统调峰需求增大的2种场景,以负荷低谷时段负调峰能力极限为目标建立风光储联合系统优化调度模型。以华北某省实际电网为例,验证了模型的有效性。结果显示,综合考虑风光储的联合调度将显著缓解系统调峰紧张压力,促进新能源消纳。     

分时电价下的高耗能企业发用电响应

高耗能企业通常是所在地区的用电大户,具备一定量可调度负荷,许多高耗能企业还建设有自备电厂。针对分时电价下高耗能企业发用电响应问题,讨论了各时段之间的价格关系对高耗能企业发用电响应行为的影响,进而建立了高耗能企业自发电调度和负荷转移一体化调度模型。针对案例企业情况,讨论了不同价格信号下企业的发用电决策,并讨论了能够促使企业将用电向谷时转移并在峰时多发电的电价信号。研究表明,电网在制定基于价格的需求响应机制时如果充分考虑企业的自发电成本、负荷转移成本等信息,电网可以通过价格手段引导高耗能企业的发用电决策,从而实现电网和企业的双赢。     

基于动态分区的配电网日前优化调度研究

为了提高对分布式可再生能源的就地消纳能力,实现配电网分层分区调度,提出了基于MOEA/D的多目标蚁群动态分区算法和基于动态分区的配电网日前优化调度模型。利用潮流追踪算法与复杂网络理论中的二分模块度,提出了量化分区间能量耦合程度的能量二分模块度指标。基于电力系统潮流方程雅克比矩阵推导蚁群算法中的启发式信息,结合预测场景集以分区的能量二分模块度与功率储备为目标函数,利用多目标蚁群算法生成动态分区方案。建立以联络线功率、灵活性不足率以及成本最低为目标的基于动态分区日前优化调度模型,并利用NSGA-II算法求解Pareto最优解集。最后基于IEEE33节点网络对所提模型与方法进行验证。结果表明,采用该方法进行动态分区与日前调度可有效提高系统应对可再生能源不确定性的能力,为就地平抑可再生能源波动奠定基础。     

含多微网的主动配电网分层调度策略

近年来,可再生能源高渗透率接入电网面临着明显的弃风弃光现象。微网为可再生能源的充分利用提供了良好的平台,主动配电网下多微网间的协调调度将进一步提高可再生能源的利用率。将分层控制理论与多微网并列运行的配电网架构结合,提出一种以配网协调能力最强为目标的先配网后微网的两步动态分层调度策略。重点研究配网能量管理中心和微网EMS的信息交互过程,旨在最大化利用可再生能源,减少主动配电网与主网的交互功率,同时保证微网运行的经济性。最后,以含多微网的主动配电网为例分析,验证所提出策略的正确性。与其他策略的对比体现了所提策略在充分利用可再生能源、减少主动配电网与主网的交互功率、缩短优化用时方面的优势。     

虚拟电厂下计及分布式风电与储能系统的电力系统优化调度

清洁的可再生能源在电力系统中的渗透率不断提升。随着智能电网技术的发展,越来越多的分布式可再生能源接入电力系统运行。风电是最具商业潜力及发展前景的可再生能源之一。该文提出将分布式风电机组与储能设备构成虚拟电厂(virtual power plant,VPP)参与电力系统运行,并建立了计及虚拟电厂的电力系统优化调度模型。模型中同时考虑了功率及备用容量的优化调度,并利用条件风险价值(conditional value at risk,CVaR)对系统运行成本进行风险管理。无须对电网的结构进行改变,虚拟电厂更适用于地理聚集程度较低的可再生分布式能源的调度和管理。同时,相较于常规的风电-储能联合运行模式,基于虚拟电厂的分布式可再生能源调度在降低系统风险的同时也提高了系统运行的经济性。     

大规模风电汇聚外送的区域送端电力系统两级优化调度

大规模可再生能源集中接入和电力汇聚外送是我国送端电力系统的重要特征之一。针对这一特征,研究了由多个相对独立的子系统构成的含大规模可再生能源集中接入的区域送端电力系统的日前优化调度问题。基于目标级联方法构建了区域送端电力系统的两级优化调度模型,上级调度解决各独立子系统联络线有功功率的协调优化问题;而下级调度则为各子系统相对独立的日前发电计划子优化问题。在下级调度中,根据各子系统的特点,以运行成本最小和外送功率偏差最小为优化目标,综合考虑直流汇聚外送、转运等约束。通过算例分析,验证了方法的有效性。