含抽蓄电站的多端柔性直流电网风光接入容量配比优化方法

针对含风、光、抽蓄电站的多端柔性直流电网,协调规划其风光接入容量配比,可以充分利用不同类型电源的互补作用,实现大规模新能源的平稳送出和消纳。提出基于时序生产模拟的多端柔性直流电网风光接入容量配比优化方法,以发电清洁性最优为目标,综合考虑柔性直流电网运行限制、新能源弃电率、负荷调峰需求和抽蓄电站运行限制等约束条件,建立适应于多端柔性直流电网的风光接入容量配比优化模型。以新能源全年出力为输入,通过时序生产模拟仿真开展模型优化计算,确定各送端换流站的风光最优接入容量配比。以某四端柔性直流电网为例开展仿真测试,结果显示所提出模型能够充分利用风光的互补作用和抽蓄电站的调节作用得到最优的风光接入容量配比,验证了所提方法的有效性和工程实用性。     

支撑电网黑启动的风光储新能源电站协调控制策略

针对局部风光资源丰富地区大停电黑启动的方案,首先建立了风光储新能源电站黑启动控制模型,研究其支撑电网黑启动的过程,储能系统作为主电源保证黑启动过程中系统电压和频率稳定。其次,提出了一种风光机组负荷跟踪功率协调控制策略,当风光出力不足时,风光机组采用最大功率跟踪(maximum power point tracking,MPPT)算法,储能系统作为主电源负责微电网功率的平衡;当风光出力足够时,风机根据光伏出力的变化进行减载运行,有效跟踪负荷功率变化,减少储能充电功率。该控制策略不但可减少储能系统充放电转换次数提高储能系统使用寿命,还能大大降低黑启动中储能系统配置容量,提高经济效益。最后,基于DIgSILENT/PowerFactory仿真平台搭建了风光储新能源电站控制模型,仿真验证了风光储新能源电站作为电网黑启动电源的可行性和所提控制策略的有效性。     

基于场景聚类的分布鲁棒区域新能源容量规划策略

为了提高区域新能源规划的经济性和系统运行可靠性,提出了一种基于分布鲁棒的区域新能源双层规划模型。为了准确描述新能源的波动,在考虑风光间相关性的基础上,利用拉丁超立方抽样法对原始数据进行采样得到初始场景,再通过基于分位数半径的动态K-means算法得到典型场景,并利用范数对场景分布的概率置信区间进行约束。在双层区域新能源规划模型中,上层模型以全寿命周期内风光的净现值为目标函数;下层模型基于分布鲁棒优化理论,以区域外送电波动性最小为目标函数,在典型风光波动场景下合理调度水电、火电等资源对风光出力进行补偿,降低区域外送电波动。仿真结果证明了所提出的区域新能源容量规划策略的鲁棒性和可行性。     

储能系统对间歇式新能源电站并网特性的影响分析

针对风电和光伏为代表的新能源电站有功出力波动给电网安全稳定带来的不利影响,给出了利用储能系统平滑间歇式电源有功出力的解决方案,并基于DIgSILENT PowerFactory,建立风光储混合新能源电站模型,对其并网运行特性进行研究。结果表明,储能系统可有效平抑风光联合出力的波动,提升有功功率的可控性,改善电能品质,且对于新能源电站低电压穿越能力的提升具有积极意义。     

基于功率多频率尺度分析的风光水气储联合系统日前调度策略

提出一种基于功率多频率尺度分析的风光水气储联合系统日前调度策略.该策略首先根据控制目标对风光出力(power of wind photovoltaic,PWP)进行滤波分析,提取不同频率尺度下的PWP分量,制定各类补偿电站出力计划;然后利用改进粒子群优化算法并行优化各电站内部综合成本,计算联合系统总体输出功率;最后依据不同日前调度模式,考虑稳定性和风光消纳能力,优化风光水气储系统单位发电成本,制定出力计划.算例分析结果表明,与传统优化模型及优化算法相比,该方法能够很好地解决大规模风光并网的功率波动问题,实现联合系统的功率平稳输出,同时能够保证整个系统经济高效、低碳环保.     

计及电池储能寿命损耗的风光储电站 储能优化配置

新能源电站配置一定容量的储能可以有效提高新能源消纳水平。储能功率与放电时长的优化配置是前期规划设计阶段的重要问题,针对该问题提出一种储能优化配置方法。在电池储能综合模型的基础上,考虑储能充放电次数和深度对寿命的影响,建立了以风光储电站年净收益最大为目标函数的储能优化配置模型;以充放电功率、容量和电池寿命为约束条件,采用改进粒子群算法和8 760 h生产模拟方法进行求解;通过对某风光储示范电站项目进行算例验证,结果表明所提方法能够考虑新能源发电的不确定性和储能寿命对优化配置方案的影响,得到合理的储能配置方案。     

基于功率多频率尺度分析的风光水气储联合系统日前调度策略

提出一种基于功率多频率尺度分析的风光水气储联合系统日前调度策略。该策略首先根据控制目标对风光出力(power of wind photovoltaic,PWP)进行滤波分析,提取不同频率尺度下的PWP分量,制定各类补偿电站出力计划;然后利用改进粒子群优化算法并行优化各电站内部综合成本,计算联合系统总体输出功率;最后依据不同日前调度模式,考虑稳定性和风光消纳能力,优化风光水气储系统单位发电成本,制定出力计划。算例分析结果表明,与传统优化模型及优化算法相比,该方法能够很好地解决大规模风光并网的功率波动问题,实现联合系统的功率平稳输出,同时能够保证整个系统经济高效、低碳环保。     

平抑高比例新能源发电功率波动的风-光-储容量最优配比

发展新能源是应对环境污染和能源危机的根本性措施,有助于推动“双碳”目标的实现。可再生能源发电固有的间歇性、波动性给电网规划和运行带来严峻挑战。针对高比例新能源电力系统,分析了以最小功率波动为目标的新能源和储能容量最佳配比。立足风光资源的互补性,构建了最小化系统功率波动的风光最优配比模型,并提出了基于线性规划的求解算法。最后建立了面向平滑新能源出力的储能容量配置参数线性规划模型,得到波动性指标关于储能容量的解析表达式,并根据成本确定了最优储能容量。所提方法为政策制定提供了可视化工具以及比单一最优解更加丰富的信息。     

风光储电站对临近火电厂黑启动的协调控制策略

为提高风光储新能源大量并网后电网黑启动能力,将风光储新能源电站作为黑启动电源启动临近火电厂的协调控制策略进行研究.火电机组黑启动过程中,风光出力小于火电机组辅机功率时,风光机组采用最大功率跟踪,储能负责平衡系统功率;风光出力超过火电机组辅机功率时,光伏通过建立不同光强环境下减载量与电压偏离值之间的关系进行减载,风电机组按辅机功率与光伏出力差额超速控制减载进行负荷跟踪,该控制策略可降低黑启动过程中储能充放电功率和转换次数.最后在DIgSILENT/PowerFactory仿真软件中搭建了风光储新能源电站对临近火电厂黑启动的仿真模型,验证了所提控制策略的有效性.     

风光互补式电动汽车充电站容量优化研究∗

经济的快速发展导致不可再生能源过度消耗,因而风光互补电动汽车充电站对新能源的利用受到大多学者的关注.电动汽车充电站容量配比研究是充电站建设的重中之重.通过介绍风光储电站建设时需注意的问题,提出解决风光储容量配比问题的常用算法,且与优化算法进行对比,为下一步研究提供基础,并对接下来的研究予以期望.     

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。     

基于按需比例分配机制的风光火氢多时间尺度协同规划

随着高比例新能源新型电力系统的灵活性需求增加,火电灵活性改造和多类型储能技术不断发展,如何制定灵活性资源市场运营机制实时平衡大规模新能源出力波动性和不确定性也是保障系统运行灵活性的关键。为此,提出一种基于按需比例分配机制的风光火氢协同规划方法,建立了以风光为主体电源,以火电和氢储能为辅助电源的多时间尺度协调规划模型。考虑氢储能系统平抑风光功率波动,制定了风/光场站和氢储能系统的三阶段协调运行策略,根据按需比例分配机制进行风/光场站间功率交易协调风电场和光伏电站的收益和支出,采用固定利润比例模型保证氢储能系统的收益稳定性。最后,以中国东北某省级电网为算例进行计算分析,验证所提模型与方法的有效性。关键词：按需比例分配;氢储能系统;风光火协同优化;多时间尺度协调规划;固定利润模型中图分类号：TM73     

基于WGAN风光资源场景模拟和时序生产模拟的新能源电源容量配置

针对多能源电力系统中新能源电源容量配置问题,考虑到风光资源的不确定性,提出一种基于Wasserstein生成对抗网络(WGAN)的风光资源场景模拟和改进时序生产模拟的新能源电源容量配置模型。采用WGAN模拟大量风光资源场景,用K-medoids聚类削减得到若干典型场景,并提出综合评价指标对典型场景进行评估分析;综合考虑多能源电力系统的运行特性,基于改进时序生产模拟的线性规划模型,构建以经济性最优为目标的新能源规划模型。某地区实际电网算例仿真结果验证了所提模型的有效性以及对提高新能源消纳的显著效果,给出了新能源电源容量配置方案。     

考虑碳捕集电厂综合灵活运行下的含P2G和光热电站虚拟电厂优化调度

为了实现电力系统能源低碳化,大力发展碳捕集与封存技术和风光等新能源是低碳化的重要举措。但碳捕集电厂的最小出力技术约束和风电的反调峰特性限制了风电消纳和碳减排,利用碳捕集灵活运行方式下储液罐进行“能量时移”和“碳转移”,间接消纳风电和减少碳排放。利用碳捕集设备捕集的CO₂作为电转气原料,降低碳封存成本和电转气成本,进一步消纳弃风电量并获得售气收益。由于负荷具有早晚高峰特性,因此利用含储热式光热电站的良好调峰性能将白天的部分热量转移至晚高峰发电,缓解系统调峰压力。为此,文章构建了碳捕集电厂综合灵活运行下含电转气和光热电站虚拟电厂优化调度模型。并运用Matlab软件中YALMIP工具包中的商用求解器Cplex对模型进行优化计算。仿真结果表明,所提模型能进一步减少弃风、减少碳排放和缓解调峰压力。     

基于有效出力曲线的最大风光装机容量评估

在可再生能源占比高的电网中,可再生能源的波动性和间歇性给电网带来较多不确定因素,增加了电网规划的难度。在中长期规划中,为确保电网可以承受并消纳持续增加的可再生能源,需要对电网的最大可再生能源装机容量进行评估。为此,提出一种基于全年同一时刻有效出力的风光消纳能力评估方法,以中长期规划为出发点,从调度层面计算电网最大风光装机容量。利用历史风光出力数据得出具有该地区特征的风光有效出力,并以此建立风光消纳最大化模型。采用某地区电网数据对模型进行验证,结果表明该模型在全年尺度上具有适应性,可准确反映电网消纳风光的能力。     

Design and evaluation of PV-wind hybrid system with hydroelectric pumped storage on the National Power System of Egypt

National and international policies encourage increased penetration of solar and wind energy into electrical networks in order to reduce greenhouse gas emission. Solar radiation and wind speed variations complicate the integration of wind and solar generation into power systems and delay the transition of these sources from centralized to distributed energy sources. The increased penetration of nontraditional energy sources into the electric grid stimulates the demand for large capacities in the field of energy storage. A mathematical model, which describes the operation of a proposed hybrid system, including solar PV, wind energy, and a pumped storage hydroelectric power plant is developed in this paper. This hydropower plant utilizes seawater as a lower reservoir, and only a tank has to be built in order to reduce the installation cost of the storing system. The pumped storage power plant used for compensation of the variation of the output energy from the PV and wind power plants by discharging water from the upper reservoir, which is previously pumped in the case of surplus energy from PV and wind turbine power plants. The impact of the proposed system on the grid utility is investigated in accordance with the values of energy exchange(deficits and surpluses of energy) between the considered hybrid system and the grid. The optimum design is determined by the pump and turbine capacities, upper reservoir volume, and the volume of water left in the tank for emergencies. Different scenarios of the optimum operations are presented for analysis. The results obtained from the examined scenarios indicate the ability of such a hybrid energy system to reduce the exchange of energy with the grid. This paper indicates the technical feasibility of seawater pumpedstorage hydropower plant for increasing the Egyptian national grid's ability to accept high integration of renewable energy sources.     

基于机器学习的源荷互动微电网优化调度

为了发挥微网电力市场的活力,实现清洁能源的优化配置,提高微电网消纳率,在融合半监督K-means聚类分析方法和支持向量机2种机器学习算法的基础上,提出了微电网源荷协调优化调度方法.首先利用改进的K-means聚类算法对源荷历史数据进行预处理.其次运用SVM对聚类后的微电网源荷数据进行预测,在预测结果中选取典型场景,以典...     

CAN总线在风、光互补综合电源系统中的应用

论述了CAN总线在风光互补综合电源系统中应用的可行性,并以CAN总线和ATMEGA8单片机为核心,组成风机和太513能发电的功率跟随系统,以最大限度的利用风能和太阳能发电,实现最优化控制,并给出了软件程序流程。     

含VSC-HVDC并网风电场的电力系统最优潮流计算

由于风电场出力的实际值通常在预测值附近随机波动,所以在潮流计算时还应考虑风电场出力的随机性。针对风电场通过VSC-HVDC并网的情形,为了使电网既能安全运行,又能实现经济调度,提出了一种基于场景分析的最优潮流计算模型。模型以火电机组的总成本最小为目标函数,并考虑火电机组在预测场景和误差场景有功出力的调节范围约束,采用内点法进行求解。算例结果表明,引入误差场景后,虽然火电机组的总成本增加了,但是风电场出力的随机性对火电机组快速调节出力能力的要求得到了满足,从而保障了电网的安全运行。