跨区域省间富余可再生能源现货交易优化出清模型

跨区域省间富余可再生能源现货交易采用市场化手段有效促进了可再生能源消纳.在保证出清计算效率的前提下,如何提升出清模型的适应性和拓展性,在跨区域省间现货出清中考虑更复杂的电网运行约束,已成为省间现货市场进一步发展的关键问题之一.文中提出了跨区域省间富余可再生能源现货交易优化出清模型.结合中国特高压交直流混联电网特点和跨区域省间输电定价机制,构建了基于电力流和交易流的跨区域省间交易网络模型,并提出了计及网络损耗折价的输电成本计算方法.在竞价出清中,考虑了输电通道可用容量、爬坡能力和断面潮流限额等安全约束,以社会福利最大化为目标,构建了跨区域省间现货交易优化出清模型.算例对比了优化出清和匹配出清的结果,验证了所提优化出清模型的有效性,并说明了所建模型的适用性.     

多端柔性直流输电解决含高比例可再生源电网消纳送出方案

风电、光伏等可再生能源大规模接入消纳是我国电网发展过程中亟待解决的问题。可再生能源出力的不确定性和波动性是影响高比例可再生能源区域电力送出和稳定运行的主要因素。尤其对于电网比较复杂的区域,可再生能源占比高会给电网规划和运行带来很大问题。为抑制高比例可再生能源波动性及出力不确定性对电网稳定性和送出能力的影响,可通过柔性输电技术灵活控制潮流和动态无功控制支撑电压稳定。以云南电网为背景,设计了楚雄大理地区的柔性多端直流联网方案,并给出了控制策略。仿真结果表明,柔性多端输电技术可增强地区电网的稳定性,并大大提高地区电网的送出能力。     

基于特高压输电技术的电力规划理论创新及实践

依托特高压输电技术,构建大范围资源优化配置平台、提升电网功能与价值,是加速电力、能源和经济转型的重要途径。文章运用大能源观,提出考虑多区域、多资源、多维度的新型电力规划理论。通过优化选择包含电力送受端的多区域电源扩展方案和跨区电力流规模、流向,实现发电能源、水、环境、土地等资源的优化配置。通过构建能源综合运输体系,促进可再生能源大规模接入和高效利用,改善生态环境。结合国家电网规划实践,提出未来我国电源开发布局、可再生能源消纳、电力流向与规模等规划方案。     

促进可再生能源电力接纳的技术与实践

我国已成为可再生能源发电装机规模与发电量最大的国家,可再生能源电力接纳问题日益突出,寻求该问题的解决方案将是"十三五"期间的重大任务。为此,该文从电力系统整体出发,分别从电网侧、发电侧及用户侧,梳理了促进可再生能源电力接纳的技术现状,总结了其技术特征与国内外实践经验,为我国"十三五"期间可再生能源接纳格局的改善提供借鉴。在电网侧,特高压输电技术、柔性直流输电技术、电网智能化技术将为我国可再生能源在更大范围的接纳提供坚强纽带,实现发电侧与用户侧间更为灵活、紧密的联系;在发电侧,常规机组的灵活调节技术、可再生能源的精细预测及主动控制技术、大规模储能技术将推动我国各类电源运行方式的深度转变;在用户侧,可再生能源电力供热、需求侧响应与虚拟电厂等技术将为终端用户主动、柔性地调节自身负荷、更多地使用可再生能源电力提供解决方案。依托特高压输电技术、融入大市场,实现可再生能源最大范围的优化配置,将是适合我国国情的重要选择。     

高比例可再生能源接入条件下的输电骨干网架结构探索

近年来,我国可再生能源发电得到了飞速的发展,每年新增的电力装机中,新增可再生能源电力装机已经超过50%以上。同时,可再生能源电力的上网电价持续下降,已经初步实现了平价上网。在不远的将来,可再生能源电力的上网电价将会继续下降,可再生能源成为主导能源的时代即将到来。由于可再生能源具有时变性、不可调度、地理上不可平移的特点,加之广域范围内的可再生能源具有较强的时空互补性,采用合理的输电网结构是实现高比例可再生能源接入的重要手段之一。本文针对我国可再生能源资源和负荷分布特点,提出了一种新的输电骨干网架结构,可以充分利用可再生能源的时空互补性,以降低对储能和旋转备用的需求。     

平衡源网侧利益的大型风光蓄多能互补基地容量优化配置

综合考虑大型清洁能源多能互补基地自身的经济性和电网负荷形态、远距离输电通道需求,研究大型风光蓄多能互补基地容量优化配置。引入风光等新能源弃风光率、远距离输电通道利用率、远距离输电通道最小送电需求、电网负荷形态需求等约束,以多能互补基地经济性为目标,并以西藏某市风光蓄多能互补基地为研究对象开展基地容量优化配置研究。研究结果表明,优化的方案具有良好的基地自身经济性和电网侧负荷需求一致性表现。     

特约主编寄语

正随着可再生能源的快速发展,特别是以风电和光伏发电为代表的大规模可再生能源的开发和利用、以及以远距离传输可再生能源到负荷中心为主要目的的直流输电通道建设和投运,电力系统已呈现高比例可再生能源接入交直流混联电网的特征和发展趋势。高比例可再生能源、交直流混联电网与多类型负荷的协同优化运行已成为电力系统实际生产运行和工业界、学术界普遍关注的热点问题,具备重要的理论研究和工程实用价值。     

“电力需求响应理论方法与技术”专题征稿启事

需求响应是智能电网的重要组成部分,是输电系统和电能批发市场可靠、经济运行的重要因素。我国电力系统峰谷差持续居高不下,突破起源于市场经济的需求响应理论方法及运行机制,降低电力系统峰谷差,提高电力系统的可靠性和运行效率,具有重要意义。随着输配电网及用户间的功率、能量流的双向流动,以及大规模可再生能源发电和分布式发电接入电网,需求响应可增强电力负荷响应的灵活性及电网与用户间的互动性,作为一种资源需要进一步研究和开发。     

“电力需求响应理论方法与技术”专题征稿启事

需求响应是智能电网的重要组成部分,是输电系统和电能批发市场可靠、经济运行的重要因素。我国电力系统峰谷差持续居高不下,突破起源于市场经济的需求响应理论方法及运行机制,降低电力系统峰谷差,提高电力系统的可靠性和运行效率,具有重要意义。随着输配电网及用户间的功率、能量流的双向流动,以及大规模可再生能源发电和分布式发电接入电网,需求响应可增强电力负荷响应的灵活性及电网与用户间的互动性,作为一种资源需要进一步研究和开发。     

“电力需求响应理论方法与技术”专题征稿启事

需求响应是智能电网的重要组成部分,是输电系统和电能批发市场可靠、经济运行的重要因素。我国电力系统峰谷差持续居高不下,突破起源于市场经济的需求响应理论方法及运行机制,降低电力系统峰谷差,提高电力系统的可靠性和运行效率,具有重要意义。随着输配电网及用户间的功率、能量流的双向流动,以及大规模可再生能源发电和分布式发电接入电网,需求响应可增强电力负荷响应的灵活性及电网与用户间的互动性,作为一种资源需要进一步研究和开发。     

高比例可再生能源电力系统调峰问题综述

随着可再生能源在电力系统中所占的比例日益提高,电力系统的电源结构发生了巨大变化,可再生能源的高渗透性、出力的随机性和不确定性,使得电源侧、负荷侧对电力系统调峰资源需求问题逐渐凸显。首先,总结可再生能源时序发电特性和空间分布特性,对高比例可再生能源电力系统的调峰问题进行了说明。然后,对多种调峰储能类型的配备、特点、发展趋势等研究成果进行总结与归纳,对需求侧参与电力系统调峰方式进行归纳总结,包括需求响应建设、发展电力市场和辅助调峰服务市场以及增强电力传输能力。最后,对未来高比例可再生能源电力系统调峰问题研究前景进行了讨论与展望。     

高比例可再生能源电力系统调峰问题综述

随着可再生能源在电力系统中所占的比例日益提高,电力系统的电源结构发生了巨大变化,可再生能源的高渗透性、出力的随机性和不确定性,使得电源侧、负荷侧对电力系统调峰资源需求问题逐渐凸显。首先,总结可再生能源时序发电特性和空间分布特性,对高比例可再生能源电力系统的调峰问题进行了说明。然后,对多种调峰储能类型的配备、特点、发展趋势等研究成果进行总结与归纳,对需求侧参与电力系统调峰方式进行归纳总结,包括需求响应建设、发展电力市场和辅助调峰服务市场以及增强电力传输能力。最后,对未来高比例可再生能源电力系统调峰问题研究前景进行了讨论与展望。     

同步电网发展趋势与中国能源互联网发展研究

在“清洁替代、电能替代”的能源发展趋势下,电网作为输送与分配电能的载体,是能源供应体系的重要组成部分,是现代经济发展和社会进步的重要基础和保障,更是能源互联网的核心主体。通过对北美、欧洲和俄罗斯等典型电网百余年发展的研究,总结了世界典型同步电网发展从传统电网到现代电网,从孤立电网到跨区、跨国大型互联的一般规律,为中国电网的发展提供借鉴。基于对中国电网发展历程和考虑新能源特性电网互联演化的分析,结合电力需求、能源开发以及电力流规模的发展趋势,提出了基于同步电网格局的中国能源互联网未来的发展形态,为构建全球能源互联网奠定重要基础。     

可再生能源跨区消纳的受端电网阻塞机理分析

随着区外来电馈入和可再生能源并网,受端电网开始出现电源负荷分布不均导致的区域输电通道裕度不足问题,由于送端与受端电网电源与负荷特性的差异,调峰需求不同,区域间调峰互济将引起裕度不足的输电断面阻塞。文章针对华东某省受端电网出现的过江断面输电阻塞问题,分析了区外来电和本地可再生能源对系统调峰的影响,建立了南北调峰互济引起过江通道阻塞机理分析模型。算例模拟了系统总备用和平均备用方式下受端电网可能出现的2种阻塞情景,借助GOPT仿真软件对该省2025年规划态进行全年时序仿真进一步论证阻塞现象。通过全文的机理分析,最后提出可通过分区差异化分配备用、分区差异化配置调峰电源的方式来缓解区域输电阻塞问题。     

储能技术在电力系统中的应用

基于大规模电力储能技术的研究和应用现状,从需求、技术和经济的角度出发,考虑到我国能源的区域性特征、“西电东送、南北互供、全国联网”格局和国家中长期发展战略,探讨了电力储能技术发展的趋势。“十一五”期间国家电网公司将立足研发100 kW级全钒液流电池、MW级钠流电池和MJ级容量液氮温区运行超导储能系统,加快建设10 GW级抽水蓄能混合式电站,以优化电网配置、加强调节和输变电能力、解决跨区域供需矛盾、确保电网安全可靠运行,并满足人们对电能质量的要求和可再生能源发展的需要。     

协调大规模风电汇聚外送的储能配置优化规划

可再生能源富集中心与负荷中心分布上的不均衡,以及风电出力的反调峰特性,导致网络潮流对可再生能源高渗透率地区的大规模风电汇聚外送的约束日益凸显。结合风电汇集区及外送通道的布局特征,计及配置储能前后外送电通道利用率提升的影响,以储能系统配置净收益最大化为目标,建立协调大规模风电汇聚外送的电网侧储能优化配置混合整数线性规划模型,优化决策电网侧储能的选址定容及运行策略。算例分析表明,协调风电汇集区和外送通道空间分布优化规划电网侧储能,可提升外送通道的利用率,促进可再生能源消纳。     

考虑联合热电需求响应与高比例新能源消纳的多能源园区日前经济调度

在由风机、光伏电池、燃气轮机、热电联产机组、电锅炉、储气设备、储热设备以及电、热负荷构成的热电联供园区系统的基础上,提出考虑联合热电需求响应的多能源园区日前经济调度模型,进一步提高可再生能源渗透率。仿真结果说明了电转气、电转热、储气、储热设备以及联合热电需求响应对高比例新能源的消纳能力及园区经济效益的提升。     

含抽蓄电站与新能源发电的柔性直流系统日前优化调度方法

多端柔性高压直流输电技术可实现大规模可再生能源发电的多点汇集送出,通过接入和调控抽水蓄能(以下简称"抽蓄")电站可进一步平抑可再生能源出力波动、匹配负荷侧需求.针对含新能源发电和抽蓄电站的多端柔性直流系统,采用生成场景集方法建立了考虑新能源发电出力不确定性的日前随机优化调度模型.该模型详细考虑了定速与可变速抽蓄机组运行约束和抽蓄电站库容约束,同时包含了计及柔性直流电网有功损耗的潮流约束.通过对柔性直流电网潮流约束二阶锥松弛,将所建立模型转换为以期望运行费用最小为目标的混合整数二阶锥规划问题,可求解获得日前优化调度方案.以中国张北柔性直流示范工程为例进行仿真分析,验证了所提方法的有效性.     

西北地区源端基地综合能源系统的技术方案设计及优化研究

我国可再生能源电力的大规模发展,面临着风光资源和电力负荷逆向分布以及可再生能源电力输出不稳定等问题的挑战。为此,有学者提出"源端基地综合能源系统"的概念,提议通过多能互补、特高压直流输电、就地消纳等途径促进风光资源充分利用。该文基于该概念,结合西北地区实例开展建模优化研究,以明确系统的技术方案及揭示其优化规律。首先,通过政策解读和工程技术调研,明确建模的目的和边界。之后,以最大化风光电力占比和最小化系统总成本为目标函数,建立仅考虑特高压直流外送和进一步考虑需求响应的2类系统优化模型,分别得到帕累托最优前沿,并通过分析对比揭示风光电力占比提高过程中系统优化配置的变化规律。结果表明,为实现高风光电力占比的外送,应更加重视配套风电机组、天然气联合循环机组、锂电池储能机组的建设,以形成若干风光气储一体化基地。此外建议尽早引入需求响应机制来改善电力外送经济性、促进可再生能源就地消纳。     

考虑电动汽车和虚拟储能系统优化调度的楼宇微网联络线功率平滑控制方法

为促进高比例可再生能源在用户侧的有效集成，提升用户侧清洁能源利用水平，融合可再生能源发电的低碳楼宇微网技术得到了快速发展。然而，可再生能源发电通常具有间歇性，易使楼宇微网存在供需不平衡问题，进而导致微网联络线功率频繁波动。为此，文章提出了一种用于办公楼宇微网联络线的功率平滑控制方法，在2个不同时间尺度上对楼宇虚拟储能系统和电动汽车（electric vehicles， EVs）进行优化调度，从而实现对联络线功率波动的有效平抑。算例结果表明，该方法可充分利用用户侧电动汽车和虚拟储能系统的灵活性，有效平抑办公楼宇微网的联络线功率波动。