特高压直流送端系统的运行约束及新能源消纳挑战研究

针对特高压直流工程投运后电网特性的变化,分析了电力系统安全、经济运行面临的挑战及可采取的对策。首先在简要介绍直流系统故障的基础上,分别针对有功回退引起的暂态功角稳定问题与无功冗余造成的暂态过电压问题进行了理论分析,并根据陕西电网仿真计算结果进一步说明直流投运后对运行灵活性的制约。然后分析了运行灵活性下降对新能源消纳造成的影响,讨论了提高新能源消纳能力的对策。最后对所讨论问题进行归纳总结,并提出了未来工作与研究的展望。     

考虑风电消纳的电-热综合能源系统优化运行

针对北方供暖期的弃风问题,在传统电-热联合系统的基础上,建立了横向电-热互补、纵向"源-网-储"的电-热综合能源系统.系统充分考虑了供热网的热动态特性和储电、储热两种形式的储能装置,在满足电、热需求的情况下,建立以最小运行成本为目标的优化运行模型.模型在Matlab中调用YALMIP工具箱和CPLEX求解器进行求解.通过算例仿真,分析了供热网的热动态特性和储能装置对系统运行成本和弃风量的影响.并讨论了不同储能配置下,储能投资成本对系统的影响,验证了模型的合理性.     

考虑柔性电负荷和热负荷的综合能源系统容量优化配置

柔性负荷参与调度能够削峰填谷、优化负荷曲线,降低系统成本。考虑可平移负荷、可转移负荷和可削减负荷建立了电力柔性负荷模型;根据用户对温度感知的模糊性建立了热力柔性负荷模型;采用混合整数线性规划方法,以经济成本最小和一次能源消耗量最少为目标,对综合能源系统进行配置优化,得到各个设备的最佳容量和各时段出力。算例结果表明,通过调度柔性电负荷和灵活调整室内温度,可促进可再生能源消纳、优化电负荷和热负荷曲线,从而提高风机装机容量、降低燃气轮机容量和蓄热罐容量、提高系统经济性、降低一次能源消耗量、提高可再生能源渗透率。     

基于改进共原点灰色聚类的清洁能源消纳综合效益评估

考虑清洁能源消纳带来的经济、社会和环境效益,为清洁能源项目规划提供指导,建立合理的评估指标体系,结合基于混合交叉赋权和改进共原点灰色聚类的方法,对清洁能源消纳综合效益进行评估。该方法通过指标的变异系数,来确定以相邻指标的重要性程度之比代替序关系法中的方法,构造基于变异系数-序关系法的混合交叉赋权方法,有效避免序关系法或变异系数法单独确定权重无法反映实际数据客观信息或决策者主观意图的弊端。同时,针对共原点聚类函数的灰类交叉以及隶属度等速率变化的不准确性,修改共原点灰色聚类的函数区间和函数形式,使得评估结果更具合理性和真实性。     

计及含储热光热电站与电锅炉联合运行的供热期弃风消纳策略

为解决西北地区冬季供热期热电联产机组以热定电运行模式下系统风电消纳能力不足的问题,提出了计及含储热光热电站与电锅炉联合运行的供热期弃风消纳策略。该策略通过考虑电锅炉与光热电站联合运行,在利用光热电站的储热系统实现热能的存储与时移利用的同时,由光热电站与电锅炉、热电联产机组一同提供系统热负荷,以此提高热电联产机组的调峰能力,进而促进系统风电消纳。基于IEEE-30节点系统以及甘肃河西电网的算例仿真对所提策略进行来的验证,结果表明:所提弃风消纳策略能够在促进系统风电消纳的同时,提高光热电站对太阳能热的利用率,并降低系统总成本。研究结果可为西北地区冬季供热期热电联合调度提供参考。     

基于配额制的自备电厂参与新能源消纳日前交易模式

国内风电和光伏等新能源发电迅速发展,而部分地区本地消纳和电网外送能力均有限,当地自备电厂未充分发挥调峰作用,出现日趋严重的弃风弃光现象,因此难以完成配额制目标。为利用市场手段充分调动当地自备电厂参与新能源消纳,促进新能源配额制目标的完成,同时避免因强行完成指标导致的社会整体消纳成本升高的问题,提出了一种基于竞价摘牌的新能源日前交易模式。通过具有引导效应的市场化手段,调动具备自备电厂用户的主动消纳意愿,进而提升配额制目标完成度,并降低整体消纳成本。最后,以新疆地区算例为例,分析验证了所提交易模式在提升配额制目标完成度及在尽量降低社会整体消纳成本方面的价值,为新疆等类似地区电力市场建设提供了一种新的思路。     

基于时空互补特性的多能源源荷协调优化调度

传统的能源利用方式已无法解决高比例可再生能源并网问题。对此,本文利用多种能源之间的时空互补特性,将风、光、水、火与抽水蓄能、高载能负荷协调优化调度,建立以系统运行成本最小、可再生能源消纳最大化和净负荷波动最小为目标的多能源电力系统源荷协调双层调度模型,并采用改进的蝗虫优化算法和粒子群优化算法分别对上、下2层优化调度模型进行求解。通过对比算例中4个调度情景的计算结果,得出所提调度策略能够减小系统净负荷的波动性,提高新能源消纳水平,实现系统的经济运行,验证了该模型和所改进的算法的有效性。     

基于区块链的分布式光伏就地消纳交易模式研究

目前配电网中分布式光伏发电渗透率越来越高,利用区块链技术的去中心化、难篡改等特点,有助于分布式发电就地或就近消纳,提高配电网运行的经济性。提出了一种基于区块链的光伏就地消纳交易模式,建立了光伏发电用户和分布式光伏聚合商的效益函数,运用Stackelberg博弈模型确定内部电价,通过边缘计算制定最优用电计划,设计了基于信誉值的就地消纳交易机制,对就地消纳程度低的用户进行惩罚,鼓励用户通过可时移负荷消纳光伏出力。配电网仿真结果表明,在采用区块链的交易模式下,配电网的就地消纳情况得到改善,用户的综合效益得到提升。     

电动汽车与热泵促进风电消纳的区域综合能源系统经济调度方法

针对冷热电联供"以热定电"导致的弃风问题,提出电动汽车与地源热泵协同作用促进风电消纳的区域综合能源系统经济调度方法.首先,在源侧引入地源热泵,通过协调电源、热源出力实现联供机组热电解耦,提高风电上网空间;然后,在荷侧考虑电动汽车可调度价值,采用激励型需求响应引导充电负荷有序转移,协助风电并网消纳;最后,以调度周期内运行成本最小为目标建立源荷协同区域综合能源系统优化调度模型,并采用优化软件CPLEX进行求解.仿真结果表明:采用地源热泵能够有效减少弃风,需求响应削峰填谷效果显著,源荷协同作用下系统风电消纳能力与运行效益更具优势,供电可靠性更高.