基于火电机组容量差异的调峰辅助服务补偿机制改进模型

随着风电等可再生能源装机比例不断增大,电网对调峰辅助服务的需求日益增加。目前中国六大发电区域在调峰辅助服务的补偿上存在对火电机组深度调峰的补偿标准单一,以及调峰能力较弱的中小型机组难以得到补偿的问题。现行调峰辅助服务补偿机制中的不公平因素造成了大量火电机组缺乏调峰的积极性。文中基于火电机组容量和最高调峰率指标,采用K均值聚类分析对机组进行了分类,提出对于不同类别的机组应采取不同的有偿调峰与无偿调峰划分界限;进一步提出一种考虑机组调峰能力实现程度的调峰辅助服务补偿模型,旨在激励更多的机组在电网负荷低谷期参与调峰辅助服务,在增加电网稳定性的同时为更多的风电并网创造条件。通过对东北电网统一调度的63台机组的算例分析,证明了改进后模型对激励更多火电机组参与调峰辅助服务的有效性。     

大规模新能源并网下火电机组深度调峰优化调度

当前,火电机组亟须进行深度调峰改造来提高电网大规模新能源消纳能力。文中对大规模新能源并网下火电机组深度调峰优化调度进行研究。首先,分析火电机组深度调峰成本,建立火电机组深度调峰的能耗成本、运行补偿收益以及备用容量成本的数学模型;然后,以综合运行成本最低为目标函数,建立考虑火电机组运行约束的深度调峰调度模型,并使用分支定界法求解调度模型;最后,以8台火电机组、1个风电场和1个光伏电站构成测试系统,分别从调峰深度、新能源消纳量、火电企业收益等方面对大规模新能源并网下火电机组深度调峰优化调度进行分析。算例结果表明：在文中所建优化调度模型中,火电机组深度调峰能显著提高新能源消纳量,但火电机组单位发电成本提高,火电机组效益明显下降。在当前深度调峰补偿标准下,火电机组深度调峰效益低于基本调峰。     

基于平衡成本的风电分段及火电调峰补偿方法

大规模风电并网须由常规机组为其提供调峰辅助服务,使得常规机组付出额外的成本,因此完善调峰辅助服务补偿机制是解决现阶段高弃风率的关键。文中提出了旨在促进风电消纳的基于平衡成本的风电分段及火电调峰补偿方法。通过建立相应的数学模型和算法在"等电量顺负荷"计算风电并网平衡成本的基础上对大规模风电进行了品质分段。在此基础上,提出了深度调峰段风电并网的补偿方法,综合考虑了常规机组调峰成本中的平衡成本和机会成本,实现了风、火主体之间的利益均衡。仿真算例验证了所提方法的有效性。     

计及调峰影响系数的费用分摊及随机经济调度

为提高机组参与调峰过程的积极性，提出一种计及调峰影响系数的费用分摊机制及随机经济调度模型。考虑火电深度调峰煤耗特性，并将煤耗成本非均分严格分段线性化，建立了考虑燃煤机组深度调峰煤耗特性的随机经济调度模型。以市场主体上网电量为基准，并结合不同电源峰谷差率，提出了考虑调峰影响系数的费用分摊方法。以修改后的IEEE6机30节点系统为例进行仿真，结果表明，考虑市场主体的调峰影响系数进行费用分摊能有效提高机组的调峰积极性。相关结论可为火电机组参与深度调峰辅助服务的费用分摊机制提供参考。     

燃煤机组调峰特性分析及优化运行

为解决风电等清洁能源低谷消纳问题,我国多个地区已开展调峰辅助服务市场试点工作。合理的燃煤机组深调价格是调峰辅助服务市场开展的重要基础。深入分析了燃煤机组深度调峰的运行特性,提出了燃煤机组分段调峰成本模型;在此基础上综合考虑燃煤机组收益最大化和弃风电量最小化目标,提出了考虑燃煤机组深度调峰成本的调峰辅助服务市场参考价格定价模型。最后通过某省区实际数据构造算例,验证了所提出方法的有效性。     

考虑火电调峰主动性与需求响应的含储能电力系统优化调度

风电等可再生能源大规模并网,对电力系统调峰能力提出了更高要求。分别从源、荷、储3方面挖掘系统的调峰能力:首先,在负荷侧利用价格型需求响应引导用户主动参与负荷调整,降低系统峰谷差;然后,在考虑火电机组调峰成本与调峰补偿的基础上,加入火电机组调峰主动性约束,该方法利用经济手段提高了火电机组主动调峰的意愿,为风电上网挤出空间;其次,在火电厂侧配置储能设备辅助调峰火电机组共同参与到系统的调峰辅助服务中,相当于增加了火电机组调峰深度;最后,以系统经济性最优和弃风率最小为目标函数,构建了考虑火电深度调峰主动性与需求响应的含储能电力系统优化调度模型,并给出算例分析,验证所提模型提升了系统调峰能力以及促进了系统对风电消纳。     

基于火电机组分级深度调峰的电力系统经济调度及效益分析

以风电规模化并网为背景,分析了我国现有火电机组的深度调峰能力,借鉴Manson-Coffin公式,给出了变负荷调峰下的机组损耗成本计算方法,建立了火电机组全过程调峰成本的分段函数;在全额接纳风电的基础上,以调度周期内火电机组总发电成本最小为目标,建立了基于分级深度调峰的电力系统经济调度模型。以某实际电网为研究对象,给出了不同调度策略下仿真结果,进而分析了基于等效替代的火电机组深度调峰效益。结果表明,对于算例系统,适当提高部分机组的调峰深度至额定容量的55%,可以提高整个系统的调峰效益;但是随着调峰深度的进一步增加,整个系统的火电机组深度调峰效益逐渐减小,在调峰深度大于额定容量的65%以后,深度调峰效益低于基本调峰。在规模化风电并网背景下,研究结果对制定相关火电机组参与深度调峰辅助服务的效益分析提供理论参考。     

基于目标优化的火电协助消纳风电的经济补偿模型

火电为风电提供调峰服务,会影响其发电份额,降低自身经济效益。要实现火电协助风电消纳,鼓励火电参与风电调峰的积极性,关键在于给予火电调峰合理的经济补偿。通过分析火电参与调峰服务对火电经济效益的影响以及火电参与调峰程度对风电弃风的影响,建立了基于目标优化理论的火电提供辅助服务的经济补偿模型。算例分析表明,发电侧风、火电协作能够提高风电的消纳水平,进一步扩大风电机组的利用效率,同时,该经济补偿机制也可以有效地保障火电机组的经济效益。     

考虑最优弃能率的风光火储联合系统分层优化经济调度

大规模可再生能源的全额并网消纳需要安排大量火电机组参与调峰调频等辅助服务,可能造成电网调峰难度、系统调度成本及运行风险的增加。为实现风、光等可再生能源的最经济消纳,首先分析了火电机组调峰过程及合理弃风弃光对电网调峰的影响机理;进而,综合考虑电网调峰难度及整体经济性,构建了基于最优弃能率的数学模型,并提出了一种最大化风光火储联合系统经济效益的调度策略;在此基础上,建立了以电网净负荷方差最小为上层优化目标、电网运行成本最小为下层优化目标的双层优化调度模型。最后,选取IEEE-30节点作为算例系统进行分析,结果验证了所提模型的有效性与可行性。     

考虑火电机组多阶段状态转移的高比例风电电力系统多资源调度模型

高比例风电接入加大了电力系统调峰压力。为提高系统接纳风电的灵活性和经济性,文章计及储能、需求响应等柔性资源参与建立了多资源调度模型,并针对火电机组启停阶段的运行特征,借鉴状态流分析方法,将火电机组启停阶段运行状态转移子模型嵌入多资源优化调度模型中。算例分析表明研究成果可以精细优化制定火电机组深度调峰和启停调峰调度指令,分析储能和需求响应资源的调峰效益,为多资源参与的辅助服务管理办法、补偿标准等相关研究提供决策分析工具。     

规模风电并网条件下火电机组深度调峰的多角度经济性分析

火电机组深度调峰在提高风电利用率的同时降低了火电厂效益、增加了社会环境成本,文中多角度研究大规模风电并网条件下的火电机组深度调峰的经济性。首先根据火电机组的运行状态和能耗特性将其调峰过程分为常规调峰、不投油深度调峰和投油深度调峰3个阶段,并从技术角度分析影响火电厂深度调峰能力的主要因素,进而提出火电机组不同阶段的调峰能耗成本模型;建立了风电优先的经济调度模型,提出了基于煤耗量和基于期望产出的电力系统能源效率模型;并以典型10机系统为例进行仿真,从火电企业、风电企业和社会角度分析了大规模风电并网条件下,火电机组深度调峰的调度方案的经济性。研究成果将为制定火电机组深度调峰相关政策提供参考。     

考虑光热电站调峰补偿的高比例新能源电力系统经济调度EI北大核心CSCD

近年来,西北地区新能源装机容量不断增加,电力系统调峰问题凸显,通过当地新兴灵活可控的光热发电参与调峰能有效缓解上述问题。首先,着重考虑光热电站出力下调而导致的热电转换效率损失,分析光热电站运行成本,建立其深度调峰成本模型,进而得出光热电站参与调峰辅助服务的补偿。其次,考虑深度调峰成本的前提下,以系统综合运行成本最优为目标,构建考虑光热电站调峰补偿的电力系统日前优化调度模型。最后,通过IEEE-30节点对所提补偿方法及调度模型进行算例仿真。算例结果表明,该补偿方法提高了光热电站参与调峰的积极性,所提调度模型能够利用光热电站灵活调节的调度优势,提高电力系统风光消纳水平的同时降低运行成本。     

考虑辅助服务收益的储能与火电机组灵活性改造协调规划方法

可再生能源飞速发展对电力系统灵活性提出了较高要求。辅助服务收益有利于灵活性资源配置以及提高其参与调峰积极性。从火电机组深度调峰阶梯式补偿与储能峰谷套利两方面分析入手,提出了考虑辅助服务收益的储能与火电机组灵活性改造协调规划方法。首先,分析了灵活性资源调峰机理,其次构建了灵活性资源调峰的系统收益指标和成本指标;然后,建立兼顾系统综合收益和弃风率的多目标源–储规划模型,并给出了模型的求解思路和求解步骤,最后,通过中国东北某风电基地外送输电工程系统的仿真,得到了兼顾系统经济性和风电接纳能力的源–储规划方案;同时在此基础上探究了动态分时电价机制对利用储能与火电机组灵活性改造提升系统调峰能力的影响。     

计及主客体因素的火电机组深度调峰补偿模型

现行的调峰辅助服务补偿机制在认定深度调峰时没有考虑火电机组的容量差异,补偿标准单一,因而未能很好地调动火电参与深度调峰的积极性。本文从调峰客体与调峰主体对调峰问题的影响出发,提出了计及调峰主体因素的基本调峰与深度调峰的划分方式,使不同容量的机组均有主动参与调峰的积极性,进而提出了计及调峰客体需求与调峰主体能力的深度调峰补偿模型,使补偿标准能够客观反映调峰需求的变化、深度调峰贡献电量能够体现机组调峰能力差异,从而提高机组参与深度调峰及提升自身调峰能力的积极性。算例分析表明了该深度调峰补偿模型的有效性。     

大规模火电灵活性改造背景下电-热能源集成系统优化调度

对于燃煤机组占比较高的国家而言,实施灵活性改造是增强电力系统灵活性的关键手段之一。然而,机组改造后系统角色及运行方式均发生了转变,原有的建模方法及调度策略已不适用。基于此,文章提出了一种考虑火电差异化灵活性改造的电-热集成系统优化调度方法。首先,对比分析了2种类型火电机组灵活性改造的相关技术及特点,采用顶点凸组合法对纯凝机组多阶段调峰、热电联产机组多模式运行过程进行统一建模。其次,以系统总运行成本最小为目标函数,以电热平衡、机组运行模式、机组爬坡和启停为约束,建立了电热集成系统优化调度混合整数规划模型。最后,通过算例对模型的有效性和适用性进行了验证。结果表明所提模型可大幅提升系统风电消纳能力,降低系统运行成本,可有效缓解“三北”地区电网调峰压力。     

调峰辅助服务在吉林电网的实施效果分析

针对东北能源监管局于2014年10月调峰辅助服务市场机制的启动,分析了调峰辅助服务政策、市场保证电网调峰能力、提高风电接纳水平的重要性及调峰辅助服务市场在吉林电网所取得的效果,并结合调度工作中遇到的实际问题,提出了火电机组基本调峰率设置应考虑容量差别;考核机组发电计划完成率应考虑有偿调峰辅助服务参与情况;应将火电机组协助风电外送断面调整所提供的调节容量纳入补偿范围若干建议,以深入挖掘火电机组的调峰潜力,提升风电接纳空间,提高清洁能源利用效率。     

计及火电阶梯式爬坡率的耦合系统优化调度方法

北方地区普遍存在可再生能源和火力发电通过同一并网点接入电网的耦合方式。在该方式下,火电和可再生能源可作为一个整体共同参与调峰辅助服务,进一步挖掘两者的协同调度潜力。该文首先针对该类耦合方式,对耦合系统的定义进行研究,并分析耦合系统的特征和潜力;其次,根据火电机组深度调峰的运行特性,提出计及阶梯式爬坡率的火电机组运行模型,并在此基础上建立耦合系统优化调度模型;最后,以辽宁某局域电网为例的仿真结果表明,计及阶梯式爬坡率的火电机组运行模型能更精确地反映深度调峰时机组的实际运行状态,且耦合系统在现有政策下可进一步提升可再生能源和火力发电的整体控制性能和经济效益。     

火电厂参与调峰辅助服务策略研究

随着风电等可再生能源大规模并网,电力系统对调峰的需要日益增加。针对东北调峰辅助服务市场机制,分析了调峰辅助服务政策、火电机组调峰能力、火电机组调峰成本,提出了火电厂参与调峰辅助服务策略,为更深入挖掘火电机组调峰潜力,提高电网对风电等可再生能源的实际消纳量提供依据。     

计及需求侧储能事故备用风险与火电机组深度调峰的 经济优化研究

针对电网调峰过程中需求侧储能(Energy Storage, ES)事故备用闲置时间过长,以及传统火电机组深度调峰(Depth Peak Regulation, DPR)成本较高的问题,提出了一种考虑需求侧储能事故备用风险与火电机组深度调峰的经济优化方法。首先,通过分析天气状态、负载率水平以及故障风险类型等影响因素,构建了考虑需求侧的ES风险量化模型、ES事故备用调峰经济模型。其次,结合火电机组进行深度调峰时对机组损伤及燃料需求分析,构建了考虑火电机组投油成本的深度调峰经济模型。最后,提出了一种基于需求侧风险量化的ES事故备用辅助火电机组DPR的经济优化模型,采用粒子群优化算法在修正后的IEEE30节点系统中进行算例验证。结果表明ES事故备用参与DPR能有效提高电网调峰能力和ES事故备用利用率。     

面向新能源消纳的调峰辅助服务市场双边交易机制与模型

高比例新能源接入对我国电网的调峰能力提出了更高要求,发展调峰辅助服务市场将成为促进新能源消纳利用的重要手段。梳理了我国现行调峰辅助服务的市场规则与交易流程,建立了基于火电机组单边报价的市场交易模型,该模型以火电调峰资源的调用成本最小化为目标,并考虑分时功率平衡、新能源弃电、火电爬坡等电网技术约束。为了充分发挥新能源机组的市场主体作用,设计了新能源与火电双边参与报价的市场机制及实施模式。并提出了以综合效益最大化为优化目标的双边交易模型,给出了不同市场主体效益评估方法。在实际算例中,分析单/双边交易机制下调峰市场交易结果、弃风弃光情况和不同主体收益,验证了模型的有效性。