区域能源互联网的“源-网-荷-储”运行优化研究

传统微网系统能源利用率低、运行成本高,文章提出区域能源互联网的"源-网-荷-储"多能互补系统构架;以系统运行成本、环境保护成本和一次能源使用率最低为目标函数,建立了电-气互联的区域能源互联网的"源-网-荷-储"的日前动态经济调度多目标优化调度模型。分析了电-气互联的区域能源互联网的"源-网-荷-储"系统的综合运行效益;制定了支持电-气互联的区域能源互联网的"源-网-荷-储"系统设备的运行策略;通过春夏、秋冬季典型日负荷仿真分析,验证了在传统微网系统中加入气网和储能,系统日总运行成本比传统微网系统日总运行成本节约13%左右。     

基于遗传算法的主动配电网“源网荷储”协调优化模型研究

面向"源网荷储"一体化运营目标,提出了主动配电网"源网荷储"协调优化的评价方法,细化电源侧、电网侧、负荷侧、储能侧的评价标准,构建了基于遗传算法的"源网荷储"协调优化数学模型,优化全局指标及目标函数,完成了仿真分析,挖掘了机组出力和负荷时序变化特性。仿真结果表明:采用提出的遗传算法进行"源网荷储"协调优化,可显著减小主动配电网的综合运行成本,实现新能源消纳和提高社会效益的双重目标。     

考虑风电消纳的电热联合系统多源协调优化运行

为解决中国"三北"地区风电消纳问题,从提升电力系统调节能力的角度出发,通过在供热侧配置储热、供电侧配置抽水蓄能,与常规机组共同参与电网优化调度,形成电热联合系统多源协调运行的调度模式。在研究电热负荷与风电出力分布特性的基础上,深入分析电热联合系统多源协调对风电消纳的影响机理,以风电消纳电量最大和系统运行成本最小为目标建立电热联合系统多源协调优化模型,并采用多目标和声搜索算法对模型进行求解。以6节点系统为例验证了模型的有效性,结果表明电热联合系统多源协调运行可有效降低系统运行成本,提高风电消纳水平。     

基于负荷参与的源荷互动调峰多目标优化方法

大规模风电并网后,外送通道狭窄以及常规电源调峰能力不足导致弃风问题严重,为此,需要寻求提高风电消纳能力的新途径。分析了高载能负荷、电热锅炉和电动汽车负荷的可调节特性,基于各类负荷的可调节能力,建立以消纳风电最大和系统运行成本最小的源荷互动调峰多目标优化模型,并采用改进遗传算法进行求解。通过算例验证了调峰优化方法的可行性与有效性。     

考虑需求响应的源荷协调多目标优化方法

大规模风电并入电网时,常规电源调峰能力不足,导致风电消纳受阻,而电解铝和电动汽车负荷具有可调节能力,能够消纳一定风电。因此,该文提出一种考虑需求响应的源荷协调多目标优化方法。首先,基于电解铝负荷与电动汽车负荷的响应能力,建立以弃风电量和系统运行成本最小的源荷互动调峰多目标优化模型;其次,采用NSGA-2算法对模型进行求解,获得Pareto最优解集,并利用满意度评价方法选取最优折衷解,从而得到可调节负荷参与受阻风电的决策方法;最后,通过IEEE33节点对系统进行仿真,并与传统调度方案进行对比,验证了所提方法的优越性和可行性,为可调节负荷参与消纳受阻风电提供技术支持。     

电动汽车参与受阻风电消纳的源荷优化控制方法

大规模的电动汽车负荷可增加电网系统的调峰能力,消纳受阻风电。文章首先根据系统负荷和风电出力特性分析其受阻原因;其次,通过对电动汽车充放电特性、可时移特性和SOC模型的分析,建立了电动汽车充放电模型,并提出相应策略;然后,以电动汽车消纳后的风电剩余受阻量最小为目标,建立电动汽车参与受阻风电消纳的源荷优化控制模型,并利用差分进化算法对模型进行求解;最后,以某地区电网实际数据进行仿真计算,验证电动汽车参与受阻风电消纳协调控制的可行性与有效性。     

风电与多能源储能联合调峰多场景动态鲁棒优化模型

针对大规模风电出力的随机性和不确定性所导致的电网调峰困难及成本高的问题,在考虑电池储能与电锅炉等装置的能源储放特性的基础上,提出了电-热多能源储能系统架构;基于风电出力不确定性而进行调峰多场景划分,为提高电热多源储能系统在多场景下的运行经济性,建立了风电与电热多源协调储能的鲁棒优化模型,并利用多目标进化算法进行求解。文章通过仿真验证了所提出的模型与电池储能系统具有更优的运行经济性与鲁棒性,能够有效地应对大规模风电波动下的调峰难问题。     

基于热电联产运行模式的光热发电调峰策略

针对中国"三北"地区冬季供暖期因热电机组"以热定电"运行约束,导致系统调峰能力不足而造成的大量弃风问题提出一种基于热电联产运行模式的光热电站调峰策略。该文首先分析光热电站辅助供热后热电机组电热特性及其调峰能力变化情况,然后根据不同时段的负荷特性及热电机组运行状况制定出基于热电联产运行模式的光热电站在各时段的运行策略,在此基础上建立含光热电站、热电机组、纯凝机组、风电场的电力系统电热综合调峰优化模型。与传统模型相比,新模型增加了系统热平衡约束、热电机组的热电耦合约束、光热电站运行约束等。仿真结果表明基于热电联产运行模式的光热电站,通过辅助供热不但可有效提高电网的风电消纳水平,同时可避免运行成本较高的纯凝式机组频繁调节,提高系统运行的经济性。     

考虑风电波动性的源荷优化调度策略

针对风电波动性和随机性及电网调节能力不足的问题,在分析风电波动特性的基础上对风电波动过程进行划分,基于聚类算法以风电波动量和持续波动时间为特征向量划分风电波动类型,并提出一种源荷优化调度策略。针对不同类型的风电波动,日前优化模型以系统运行成本最优为目标安排高载能可连续、可离散负荷进行消纳;日内优化模型以风电消纳量最大为目标,通过调节可连续调节负荷来追踪风电波动。最后通过自适应惯性权重粒子群算法求解模型,验证了所提调度策略的有效性。     

考虑碳交易机制的风-火协调低碳优化调度

为了控制电力系统碳排放总量、提高风电消纳比例，提出一种风-火-碳捕集与封存（CCS）设备协调优化模型，以系统运行总成本最小作为目标函数。为调动火电机组调峰积极性、促进风电消纳，引入计及调峰主动性的火电机组深度调峰机制。并在系统中加入CCS设备与阶梯式碳交易，进一步提高系统低碳性与经济性。结果表明所提模型能有效促进风电消纳，在减小碳排放量的同时降低系统运行的成本。     

考虑系统附加调峰需求的荷源协调控制模型

在荷源协调控制过程中,存在高载能负荷与风电特性不匹配的问题,导致不能充分利用负荷调节能力,受阻风电消纳效果有限。文章在分析高载能负荷的调节特性和大规模风电出力特性的基础上,提出了在受阻风电短时较低的时段,采用附加调峰功率进行填补供电,来解决高载能负荷与风电特性不匹配问题。文章建立了以最小附加调峰需求最大化消纳受阻风电的荷源协调控制模型,并通过算例仿真验证了所建立模型的有效性。     

基于极端风险假设的风电并网调峰充裕度评估

针对大规模风电并网给电力系统带来的有功平衡困难,结合实际运行中偏保守的调度策略,提出一种基于极端风险假设的风电并网调峰充裕度评估方法。假设风功率预测完全不可靠,分析了含风电系统的最大调峰需求;假设各时段风功率为零,进行日前机组组合,确定峰荷时段的最大开机方式,再结合机组调峰深度,分析了调峰容量的供给。应用序贯蒙特卡洛模拟技术进行调峰充裕度评估。算例表明,随着规划风电规模的扩大,系统调峰充裕度指标迅速恶化。将风电装机容量分散到具有相关性的多风电场将显著减轻系统的调峰压力     

考虑复合储能电站接入的电网日前-日内两阶段滚动优化调度

为提高电力系统对光伏的接纳能力,降低光伏波动对电力系统运行的影响,提出一种考虑电池储能-抽水蓄能复合储能的电力系统日前-日内两阶段“源-储-荷”协调优化调度策略。首先,在日前调度模型中,以最小化系统总运行经济成本为目标,综合复合储能资源和负荷侧各类需求响应资源对电网进行双端协调优化。然后,在日内短时间尺度上,供需双端协调优化机组出力与需求侧响应,充分发挥抽水蓄能的调峰能力以及电池储能对光伏波动的抑制作用。所提模型通过CPLEX软件求解,算例结果验证了该模型能协调优化系统内各类可调节资源,有效降低系统弃光率。     

计及受端电网调峰趋势的风-光-火特高压直流外送调度方法

考虑受端电网调峰趋势的约束,对风-光-火特高压直流外送日前调度计划进行研究,充分发掘新能源直流外送对受端电网调峰能力的补充作用。首先对风电、光伏出力特性以及风-光-火打捆联合外送优势进行分析,建立综合考虑新能源最大消纳和改善受端电网调峰裕度的调度模型。算例中运用CPLEX软件对直流外送的运行方式进行优化求解,算例结果表明,相比于传统定功率"直线式"直流外送运行方式,该文"多段折线式"运行方式能有效提高新能源使用率,降低受端电网不利调峰率和源荷扰动率,改善受端电网调峰裕度。     

结合源-网-荷信息的风电爬坡事件综合识别方法

随着风电渗透率的不断增加,电网的安全稳定运行不可忽视风电爬坡对其产生的影响.然而,传统的爬坡事件识别方法大多只考虑了源侧的风电场输出功率信息,综合考虑电网侧和负荷侧信息的研究相对较少.本文给出了一种结合源-网-荷信息的风电爬坡综合识别方法:首先,利用源侧风电场输出功率曲线与对应的电网负荷侧曲线获取了相对风电功率曲线,在相对风电功率曲线上定义风电爬坡事件,并根据电网频率给出了爬坡阈值的设定策略.然后,通过对所收集的实际风电场输出功率数据和电网负荷数据进行综合分析,验证了本方法的合理性和有效性.最后,通过对相对风电功率的定义进行合理延伸,首次提出了一种结合广义源-网-荷信息的风电爬坡事件综合识别方法.     

福建省储能发展的对策与建议

2018年1月福建省电力辅助服务(调峰)交易正式运行,前期主要以深度调峰和启停调峰两个品种为主,后期逐步扩大电力辅助服务市场交易,如用户侧参与调峰机制、可中断负荷调峰交易、电储能调峰交易。本文结合福建省"源-网-荷"结构,通过对储能发展历程的阐述、储能应用场景的设想和电储能商业盈利模式分析,明确福建储能设施在电力系统和电力辅助市场交易中的定位,并提出福建储能发展及推广的若干对策与建议。     

考虑碳交易机制的源-荷-储协整优化模型

为了增加新能源的利用率，减小碳排放，提出一种考虑碳交易机制的源-荷-储协整优化方法。首先建立阶梯式碳交易成本模型，分析碳交易机制提高新能源消纳的原理；然后在优化阶段建立考虑源-荷-储时序相关特性的协整约束，搭建含碳交易机制以系统运行成本最小为目标的源-荷-储优化协整模型。最后通过仿真算例分析表明：考虑碳交易机制的源-荷-储协整优化能得到常规机组出力平稳、新能源利用率最高、系统运行成本最低的运行方式，验证了所提优化方法的有效性。     

不同调峰深度下火电机组的环境经济调度优化

在双碳目标背景下，为实现电网调峰以消纳更多新能源以及传统火电的节能减排需求，该文建立配合储能系统及大规模风电并网的不同调峰深度下火电机组环境经济调度模型，分析火电机组的调峰能力以及不同调峰深度下机组的煤耗特性和CO₂排污特性的变化；提出一种不同调峰深度下的惩罚因子，将多目标环境经济调度转化为单目标优化，并给出一种改进的灰狼算法以求解模型。与原始灰狼算法和粒子群算法相比，该文提出的算法具有更好的优化性能。算例结果表明：在RPR和DPR调峰阶段，系统煤耗成本和CO₂排放量随调峰深度增加而减小；在DPRO调峰阶段，CO₂排放量随调峰深度增加而增加。储能系统发挥了削峰填谷的作用，大幅减小弃风，降低了系统运行的总成本。     

面向配电网优化的混合储能系统控制策略

文章提出一种面向配电网优化运行的混合储能系统控制策略。首先建立光伏-混合储能系统柔性并网模型,针对配电网"源-网"经济运行和节点电压优化目标,提出光伏-混合储能系统参与配电网优化运行策略,获得混合储能最优目标功率;然后根据荷电状态及其充放电状态,提出混合储能多目标分频和内部能量协调控制策略,合理分配蓄电池和超级电容器的充放电功率。仿真结果表明,该策略不仅可以有效实现配电网经济运行和节点电压越限治理,而且能够充分发挥不同储能介质的技术特性,延长混合储能系统的运行寿命。     

大规模风电接入输电网的源网联合规划

随着电网中风电比重的不断提高,电网有限的输电能力造成的输电阻塞和弃风现象严重制约了风电的消纳。为提高风电的消纳能力,同时考虑电源和电网规划运行,以系统建设运行成本与弃风水平最小化为目标建立源网联合规划双层模型：外层-源网规划模型主要关注长时间尺度的系统网架规划问题,以系统建设运行成本和弃风水平最小为多目标;内层-系统运行模型主要关注短时间尺度的系统运行问题,以系统运行成本最小为单目标。通过改进型非劣分类遗传算法（NSGA-II）和CPLEX联合求解,得到风电最优的接入选址和输电网最佳扩容方案。通过算例分析了不同规划场景下的优化方案,所提规划模型能够有效提高风电消纳水平,减少系统投资运行成本。