雅砻江能源基地水风光互补短期调度运行模式对比研究

随着风电和光伏装机规模及其在电网中占比的双增长,电力系统安全经济运行对调峰资源需求更大,优化调度运行方式,挖掘现有调峰潜力资源是一条有效途径。本文以雅砻江下游流域水风光一体化多能互补示范基地为研究对象,剖析了能源基地现行分散式运行模式存在的问题,提出能源基地水风光多能源集总式调度运行模式。在此基础上,构建了考虑能源基地跨区域送电、多电网调峰的多能互补短期优化调度模型,并从水风光出力过程、新能源消纳量、梯级水电出力及弃、缺电情况等四个方面对比分析了两种运行模式差异。结果表明,集总式调度运行模式能够更充分发挥流域梯级水电站调峰能力,不仅能够提高新能源消纳量,同时能够在一定程度上保障水电发电量,并能够有效解决当前运行模式在同一时刻同时存在弃电和缺电现象,体现了区域间资源互补优势。     

水风光互补系统灵活性需求量化及协调优化模型

利用水电等灵活性调节电源平抑间歇性风光发电是解决新能源规模化并网消纳的重要途径。依托云南电网实际工程,提出灵活性需求量化方法,采用分位点确定了风光电站集群出力概率分布的取值变化区间,生成不同概率的出力场景集,以量化描述面临计划的灵活性需求;集成6种灵活性调节指标,构建了灵活性裕量期望最大和不足期望最小模型,能够动态适应不同场景的水风光互补调度需求。通过实际数据分析了灵活性需求量化的准确性,以及不同来水条件、新能源接入比例、风光装机比例、水电机组特性、调峰需求对灵活性的影响,与预留备用容量方法相比,本文模型能够根据灵活性需求变化给出多类型电源互补调度方案。     

梯级互补储能对新能源的长期消纳作用分析

在碳中和目标下,我国风、光新能源装机规模将持续扩大,新能源消纳难题亟待攻克。为此,本文提出实现新能源深度消纳的梯级互补储能新思路。首先,对梯级互补储能的概念进行定义,并介绍其基本运行方式;其次,在“以水定电”模式下构建储能调度模型,分别采用模拟和优化方法进行求解;最后,分析梯级互补储能对新能源的长期消纳作用。以龙羊峡－拉西瓦梯级互补储能为实例,结果表明：（1）梯级互补储能运行效率系数（梯级水电站增发电量与泵站消纳弃电的比值）约为0.5～0.7之间;（2）梯级互补储能将新能源弃电转化为水电增量时,主要是使上级水电站发电量增大,此时下级水电站发电量几乎无变化;（3）在储能运行模式下,上级水电站通过提高自身出力,从而降低弃水风险。因此,梯级互补储能消纳新能源弃电的作用显著。     

考虑多能互补的区域综合能源系统多种储能优化配置

在区域综合能源系统中配置多种储能装置可提高系统的经济效益,是区域综合能源系统规划的重要研究方向。基于区域综合能源系统的基础架构和模型,研究了蓄冷、储热、储电和混合储能在冷热电联供(CCHP)机组和电制冷等设备多能互补协同运行情况下的盈利策略,讨论了系统配置不同储能的经济性和可行性,建立了全寿命周期的冷热电储能调度规划双层优化模型,并利用确定性迭代算法进行求解。针对某实际区域综合能源系统的多个供能季不同日负荷曲线,应用双层优化模型求解运行调度方案和储能配置容量。算例结果表明:配置蓄冷和储热在多能互补协同运行系统中有较大的盈利空间,而配置储电的利润空间较小,且考虑多能互补的混合储能方法可以进一步挖掘系统的盈利能力。     

考虑风险规避的综合能源服务商能源购置策略

需求响应是未来综合能源服务商应对上游能源市场价格波动、降低自身经营风险的重要手段。基于未来综合能源服务商的基本运营模式,构建用户不同类型负荷的可响应特性模型;基于条件风险价值模型,以综合能源服务商在不同类型能源市场中的能源购置成本最小为目标,构建用户需求响应资源的两阶段随机调控模型。通过算例仿真,分析需求响应实施、储热设备接入以及天然气分时价格对综合能源服务商经营成本、风险水平以及能源购置策略的影响。     

基于随机动态规划的多能联供系统冷热电经济分配模型

建立了风力发电机组与燃气轮机联合驱动下含压缩空气储能装置的多能联供系统冷热电经济分配模型。该模型考虑风电输出功率和冷、热、电负荷的波动特性,利用概率密度函数对系统的随机变量进行拟合。以投资成本和运行成本作为目标函数,以冷、热、电负荷平衡及各设备出力特性作为约束条件,采用随机动态规划对系统能源进行合理的调度和分配以达到最优经济效益,并通过控制系统的制冷比和风电输出功率平抑系数,实时调整系统各设备的容量及运行状态。实例的计算结果表明,压缩空气储能能够有效地平抑风电输出功率的波动,减少弃风经济损失;相比于固定能量分配,采用动态规划对系统的能量进行分配具有更多的价值和优势。     

面向能源互联网的多能流综合能量管理系统:设计与应用

能源互联网是当前国内外学术界和产业界关注的热点和创新方向,其中一个焦点是研制多能流综合能量管理系统(IEMS)。在简要回顾能量管理系统(EMS)发展历程的基础上,设计并研制了面向能源互联网的IEMS,通过多能互补和源网荷储协同,实现安全供能前提下的效益最大化。阐述了所研制的IEMS的主要功能,并通过示例展现了其应用效果,该IEMS系统已经在几个能源互联网的示范项目中得到现场应用。     

基于复杂网络的电热微网拓扑综合评估方法

针对传统微网评估方法无法适用于多节点耦合电热微网的问题,基于复杂网络理论,建立一类新的电热微网拓扑评估体系及综合评估方法。根据复杂网络中单向图和双向图模型分别对电热微网建模,利用多层依存网络实现电热解耦,根据复数节点度、节点介数、效率系数、介数权重和效率系数权重的节点度等指标,量化节点对微网敏感性、可靠性和经济性的影响,搜寻关键节点,辨识度高,实现对电热微网敏感性、可靠性和经济性的综合评估。实际算例表明,上述方法在单向或双向静态网络中可快速搜寻电网和热网的关键节点,在部分边指向发生变化或单节点故障的情况下仍适用,证明了其作为电热微网内后备资源分配和后备节点选择参考指标的先进性。     

基于多能源集成控制的港口绿色照明系统逆变控制研究

研究多能源集成控制的港口绿色照明系统,在分析逆变器常规控制方式的基础上提出了双闭环控制的控制策略,利用Simulink仿真,仿真显示该控制算法能够使系统很好的实现负载电压的稳定性;同时在此基础上对系统逆变器进行了软件和硬件设计,并通过测试平台进行验证分析,试验结果符合系统设计要求。     

冷热电气多能互补的微能源网鲁棒优化调度

随着能源结构调整,集成风/光等可再生能源输入、冷热电气等多种能源互补输出的微能源网得到了逐步发展,如何协调调度微能源网内冷热电气源网荷成为当前研究热点。建立了冷热电气多能互补的微能源网在孤岛/并网模式下的协调调度模型,并利用供热/供冷系统的热惯性和热/冷负荷的柔性,发挥供热/供冷系统的“储能”功能,以电转气(P2G)装置实现电-气网络双向互通。模型采用鲁棒线性优化理论将随机优化模型进行确定性转化,取得经济性和鲁棒性的适当折中。算例仿真验证了温度负荷储能特性对微能源网灵活调度的优化作用和鲁棒性指标对优化结果的协调作用。