大用户直购电对系统风电消纳的影响

大用户直购电政策的推行,会进一步压缩电力系统的调度空间,而当系统中接入大规模不可调控的风电机组时,系统的优化调度将面临更加严峻的挑战。为了分析大用户直购电对系统风电消纳能力的影响,建立了含大用户直购电的电力系统风电消纳模型。该模型在传统机组组合模型的基础上,引入了风电出力约束和可削减的直购电电量合同约束,并对目标函数进行了相应的调整。使用ARIMA模型对风速时间序列进行建模和预测,为机组组合模型提供原始数据。将10机系统扩展为40机系统,并引入1 600 MW的风电机组,分析了不同直购电电价、直购机组以及直购电规模下直购电合同对系统消纳风电能力的影响。     

考虑风电不确定性和大用户直购电的电力系统经济调度

由于目前的风电预测方法仍不能将误差降低到可以忽略的范围,使得风电接入时增大了系统的不确定性,调度难度增大。同时,大用户直购电作为电力市场改革的重要措施,其引入对系统调度带来了新的挑战。针对以上情况,建立了考虑风电不确定性和大用户直购电的电力系统调度模型。模型在满足电力系统安全运行的基础上以发电企业收益最高为目标,利用风电出力的Beta概率密度函数来考虑由于风电不确定性带来的上、下旋转备用需求的增加,采用机会约束规划处理模型中的不确定因素。最后运用改进粒子群算法在含风电场的IEEE 30节点系统上验证了所建模型的有效性。     

考虑大规模风电并网的电力系统旋转备用容量优化模型

随着风电穿透功率的增加,电力系统的运行风险不断提高,传统的确定性旋转备用容量配置方法存在较大的局限性。在研究风电出力概率分布特点的基础上,建立了风电机组可靠性模型;计及风电出力预测偏差、负荷预测偏差、常规发电机组故障停运等不确定因素,兼顾系统运行的经济性和可靠性,提出了考虑大规模风电并网的电力系统旋转备用容量优化模型。通过算例分析验证了该模型的合理性和有效性。对含风电场的电力系统运行具有一定的参考价值。     

新电改背景下大用户直购双边博弈模型

目前,我国电力市场正积极推进发电商与大用户双边交易。在此背景下,根据交易过程中各博弈主体所获取的信息情况变化,在交易初始不完全信息博弈阶段,基于暗标拍卖理论构建了发电商报价贝叶斯博弈模型,确定了发电商边际报价增长参数。在后续的多轮博弈中,考虑到现货市场对大用户直购的影响,以发电商报价和大用户购电分配作为博弈策略,构建了以各博弈方收益最大为目标的发电商与大用户主从博弈模型,并利用粒子群优化算法对模型进行了求解。最后对发电商和大用户的策略行为、大用户直购双边交易的市场影响进行了深入分析。     

考虑源荷协调的风电并网系统旋转备用容量优化

风电的接入给电力系统带来更大不确定性,要求电网公司购买更多的旋转备用以维持电力系统的功率平衡和稳定,兼顾系统运行可靠性与经济性的旋转备用优化配置具有重要意义。考虑风电、需求侧互动资源,提出一种基于多场景的概率性旋转备用优化方法。该方法综合考虑风电预测误差、负荷波动及发电机非计划停运不确定性因素对旋转备用的需求,将弃风、可中断负荷分别作为部分负、正旋转备用融入发电日前调度计划,以购电总费用最低为目标函数建立日前机组组合优化模型,获得各时段旋转备用优化配置量。通过对IEEE 30节点、IEEE 118节点系统进行算例分析,验证了所提方法的正确性和有效性。     

大用户直购电探讨

通过对大用户直购电的优点、存在的问题及应具备条件的分析，指出应构筑的几个方面。     

大规模直购电下基于让渡价格的日前发电计划研究

近年来,我国大用户直购电规模和清洁能源装机增长迅速。在电网发电计划编制过程中,保证清洁能源消纳和火电厂直购电量完成之间的矛盾开始显现,给调度运行带来严峻挑战。针对这一问题,结合当前日前发电计划编制的业务流程,引入让渡价格,设计了日前发电计划中清洁能源与传统电源发电权交易的新机制。围绕该机制,提出了直购电量优先完成的发电计划预编制方法。最后基于IEEE-39节点系统构造算例论证了所提出方法的有效性。     

大用户直购电模式下含大规模风光的电力系统优化调度

作为售电侧改革的重要部分,开展大用户直购电具有重要的意义。随着大规模新能源接入电网,大用户直购电对含大规模风光的电力系统调度运行的影响亟待研究。首先,以系统综合运行效益最优为目标建立了含大用户直购电的风光电力系统调度模型。其次,提出了直购电机组完成直购电电量的3种不同方式,并将其转化为直购电电力电量约束条件加入模型中,同时选取调峰能力和经济性不同的机组参与直购电,来分析不同大用户直购电模式下,直购电机组特性和直购电量对新能源消纳的影响。最后,采用某省算例分析验证了模型的正确性和有效性,并对大用户直购电模式下提高风光消纳率提出了措施和建议。     

大用户直购电项目风险管理研究

在介绍当前我国售电侧市场开放,大用户直购电管理现状基础上,强调风险管理在大用户直购电项目实施中的重要性,分析了大用户直购电风险识别、风险衡量、风险控制、风险评估基本概念以及电网公司风险管理过程和方法。     

计及配额考核约束的发电商与大用户直购电博弈优化模型

在大用户直购电交易中,实施可再生能源配额制(renewable portfolio standard,RPS)会引发绿、火电商之间市场力不均等的竞争性售电,大用户也需应对负荷平衡与RPS考核的双重压力。为解决多发电商竞价与多大用户直购电交易的耦合优化决策问题和实现多主体共赢,建立了RPS驱动下绿、火电商竞价和大用户直购电的双层博弈优化模型。外层多发电商构成非合作博弈,各发电商通过博弈竞价以获得大用户更多的购电;内层多发电商和多大用户构成主从博弈,各发电商优化报价以满足售电利润最大,各大用户优化购电方案满足RPS考核并降低交易成本,实现供需双方共赢。采用KKT条件和不动点型迭代算法求解优化模型,仿真结果表明,RPS驱动和博弈竞价机制可提升绿电商竞争力,并降低了用户交易成本;但当RPS配比上升到一定程度时,大用户博弈能力削弱,交易成本反弹。该方法可为RPS下大用户直购电策略优化提供决策参考。     

计及储能系统的跨区域风电消纳模型

中国正面临着严峻的弃风问题,鉴于电力外送能够扩大风电的消纳范围,而储能系统能通过削峰填谷增加夜间负荷水平,引入储能系统构建跨区域的风电消纳模型。模型以能耗最小为目标,综合考虑区域间供需平衡、输电容量、系统备用、储能系统充放电均衡等约束,通过优化对比分析储能系统引入对风电消纳的促进作用。优化结果表明:通过扩大消纳空间,降低了风电的弃风水平,储能系统的接入有助于改善系统负荷的昼夜分布状况,进一步扩大风电在夜间的消纳比例。     

考虑惯性动能的风电场旋转备用容量优化方法

并网风电场主动参与旋转备用控制,已成为调度部门和风电场运营商面临的新挑战。将变速风电机组的转子惯性动能纳入到风电场旋转备用容量范畴,从而最大限度地利用转子惯性动能参与电网频率调节或紧急备用;并根据风电场实际运行场景,提出了备用优化运行模式与调度优化运行模式及其对应的优化模型。实际算例分析表明,相比于传统备用方法,所提出的方法可在备用优化运行模式下使风电场弃风量最小,给风电场商带来较为可观的经济利益;可在调度优化运行模式下向电网提供最大的旋转备用容量,更加有利于电网稳定运行。     

考虑可中断负荷的风电接入系统旋转备用双层优化方法

风电接入规模的不断扩大加大了电力系统的波动,使得电网需要配置更多的旋转备用(spinning reserve,SR)抑制电力系统波动与电网等效负荷预测偏差,传统以固定比例配置常规机组旋转备用容量的方法经济性差且未考虑系统内其他资源。考虑辅助服务市场进一步开放以及可中断负荷特性,将可中断负荷与常规机组一同参与辅助服务市场,文章提出了一种考虑可中断负荷的旋转备用双层优化方法。该方法以时间为尺度,上层优化日前协议签订的容量成本,下层优化日内实时调用成本,构建优化总期望成本的双层优化目标函数,基于序列化建模思想将系统等效负荷预测偏差离散化得出相应决策期望值,通过商用软件CPLEX求解目标函数获得各时段可中断负荷与常规机组最优备用容量。最后以新疆某地区实际运行数据进行算例分析,验证所提方法的可行性。     

含风电场电力系统旋转备用获取模型

为反映风电对电力系统备用容量获取的不确定性影响,以含风电场电力系统为研究对象,建立了风电出力偏差的概率密度函数,基于机会约束规划方法构建了考虑负荷预测误差、风电出力偏差以及发电机组的故障停运等不确定随机因素的旋转备用获取模型.该模型通过设定旋转备用被满足的概率大于给定的置信度水平的约束条件,反映了旋转备用充裕水平对系统经济性的影响.算例分析表明,在满足系统可靠性的前提下,文中模型的经济性优于传统模型,同时,风电出力偏差采用文中建立的概率分布较之正态分布的可靠性更佳,通过置信度水平的合理选取,所建模型可以实现可靠性与经济性的平衡.     

大规模风电集中接入的电力系统储能容量配置策略

风电集中并网给电力系统安全稳定运行带来新的挑战,配置储能则是改善电力系统静态和动态稳定性的有效手段。分析了储能在解决风电并网问题中的作用,基于液流电池建立了储能装置的机电暂态模型;以电力系统安全稳定为目标,应用数字仿真方法计算了风电集中接入的电力系统对储能的容量需求,提出了配置策略;针对中国典型风电接入电力系统,以保证电力系统静态和动态稳定性为目标,求取了该系统对储能容量的需求,并通过仿真计算验证了配置策略的正确性。     

风速相关性下的最优旋转备用容量

在兼顾系统经济性和可靠性的基础上,同时考虑负荷预测偏差以及风电出力预测偏差等不确定性因素后,研究了计及风速相关性下的电网最优旋转备用.采用成本效益分析法,建立了系统发电成本、备用成本和期望停电成本之和最小的目标函数,利用基于随机模拟的量子行为粒子群算法对其进行求解,并对相关影响因素进行敏感性分析.通过算例分析了风速相关性对旋转备用的影响,验证了所提模型和算法是可行的.     

风力发电系统中储能容量的优化配置

在风力发电系统中,合理地规划配置储能系统的容量对于风力发电产业的长远发展具有非常重要的意义。首先建立了电池储能系统的模型,提出一种基于该类储能系统的容量优化配置策略,并在此基础上将电池储能系统的全生命周期成本作为储能容量的优化目标,建立了以发电系统能量缺失率等运行指标为约束条件的储能容量优化模型,运用粒子群算法对该复杂优化配置模型进行求解计算。通过对算例系统的求解,验证了所建模型和算法的正确性和有效性,同时也为风力发电系统中储能单元的容量优化提供了参考。     

考虑风电消纳的电热混合储能系统优化定容方法

大规模风电并网影响了电力系统的安全稳定运行,导致电网出现弃风现象,限制了风电的发展。考虑电力系统与热力系统的协调运行,使用电热混合储能系统与电网进行电量交换可以有效提升风电消纳水平,文章提出了一种考虑风电消纳的电热混合储能系统优化定容方法。首先,基于历史风电数据对风电功率建模,获得满足并网要求的目标并网风电功率;随后,采用电储能、电锅炉和储热设备组成电热混合储能系统,建立考虑电热混合储能系统运行约束,以系统总成本最低为目标的优化定容模型,并求解出电热混合储能系统的经济优化定容结果;最后,使用某电热综合能源系统的实测数据进行仿真计算,算例结果验证了所提方法对电热混合储能系统优化定容的有效性,在提高系统风电消纳能力的情况下保证了系统整体的经济效益。