考虑储能系统调度与风电消纳的峰谷分时电价优化模型研究

针对风力发电不稳定导致的“弃风”以及风电大量接入导致的电力系统不稳定性问题,构建了考虑发电侧储能系统(energy storage system,ESS)调度和风电消纳的峰谷分时电价模型。在电网向发电企业收取过网费机制下,根据电力需求价格弹性矩阵计算实施峰谷分时电价后的电力负荷,构建了考虑用户满意度、ESS寿命以及火电机组收益的约束条件;以火电机组调峰成本、弃风成本和ESS运维成本最低为目标函数,通过输配电价连接上网电价和用电电价以及输电损耗电量连接发电量与用电量,达到发电侧与需求侧电价与电量的联动。算例分析表明,所建立的模型能更好地消纳风电并节省综合运行成本。     

峰谷电价的作用与实施

本文论述了峰谷电价在调峰，均衡用电负荷、提高发电供电效率等方面的作用，提出了分时电价的设计和实施方法，探讨了峰谷电价的经济杠杆作用和需方管理对调峰，节能和提高现行发供用电各方效率的作用。     

我国峰谷分时电价的状况分析

分时电价作为电力需求侧管理的重要手段之一, 在世界各国电力工业经济管理中正在发挥着越来越大的作用运用分时电价可以实现削峰填谷、移峰平谷, 减缓发电侧电力投资, 提高供电可靠性, 减少用户电费等。近年来我国电力紧张局面日益严重, 国家大力推广了电力需求侧管理政策, 很多省份的分时电价制度也正在大力调整和推广。为研究峰谷分时电价的未来发展趋势, 本文在总结各地峰谷分时电价政策基础上, 对峰谷分时电价现状进行分析, 对各省分时电价时段划分、峰谷电价比等相关情况进行了统计和比较, 总结了分时电价调整出现的新变化和新趋势, 对分时电价未来的发展做出预测, 结论对供电企业运用分时电价政策、规避负荷波动风险可以提供理论上的参考。     

实施峰谷电价的基本原则探析

据国家电监会估计：我国的电力供应最近3年内的紧张趋势将持续加剧。在这种形势下，进一步加强电力需求侧管理，实行峰谷电价，运用价格杠杆调整电力供求成为缓解用电高峰时期电力紧张的有效措施之一。在已有工作和各地电网实际经验的基础上，初步探讨实施峰谷电价时确定峰谷时段划分、平时段价格以及峰谷价格比的基本原则认为峰谷时段的划分应能正确反映实际负荷曲线的峰谷特性，实施峰谷电价后平时段价格的制定要考虑一定的风险因子，且在确定的峰谷时段及基价的基础上，峰谷比的确定要满足不使用户反应过度的原则。     

江苏省执行峰谷分时电价政策的研究

多年来,江苏省用电量一直保持快速增长态势,2001年以来增长率均超过15%,供电紧张制约了国民经济的发展,在电力资源总量一定的前提下,推行峰谷分时电价政策的电力需求侧管理,对缓解用电紧张的矛盾,确保国民经济的有序发展成果显著。详细介绍了峰谷时电价的推行过程、实施效果、经验、存在问题和建议,可供电力市场推行需求侧管理时参考。     

大规模风电消纳销售电价机制

近年来我国风电装机容量急速增长,并呈现大规模、集中开发的特点,新能源的大规模接入带来了风电大规模消纳的问题,而现有的销售电价机制制约了风电的就地消纳和远距离输送。为促进风电发展,需制订出台有利于新能源大规模消纳的配套电价政策。基于销售电价基本理论,建立了本地消纳和远距离消纳的风电销售定价模型,并利用该模型以甘肃风电为例进行就近消纳和远距离消纳的测算,提出了有利于风电消纳的销售电价策略,证明了模型的有效性。     

安徽省峰谷电价分析与展望

峰谷电价是开展电力需求侧管理的重要手段之一,为充分发挥价格杠杆对用电负荷的调节作用,促进社会资源的优化配置,保证发、供、用3方的合法权益,安徽省对峰谷电价方案进行了完善。阐述了安徽省峰谷电价的实施背景、方案的主要内容和创新特点,2004年上半年的实际执行情况及取得的效果,并结合安徽省实际情况,对下一阶段如何优化峰谷电价方案,使其进一步发挥价格杠杆作用提出了建议。     

峰谷电价对典型大用户影响的分析

峰谷电价作为一项需求侧管理政策,通过价格杠杆实现转移地区高峰电力需求目的。以唐山地区不同用电性质的典型大用户为例,通过数据对典型大用户峰谷电价执行的特点进行分析,阐述了峰谷电价实施中存在的主要问题并提出了政策调整的建设性意见。     

基于调峰约束的河北南网风电消纳能力研究

河北省南部电网以火电为主,在河北南网北部的保定地区、东部沿海的沧州地区,具有丰富的风能资源,近几年发展迅速。随着风电的大规模集中并网,电网调峰能力已成为制约风电消纳的主要因素。结合负荷特性、风电出力特性,本文分析了河北南网的调峰能力,提出了通过两个关键约束指标推导计算风电消纳能力的新方法,计算分析了河北南网风电消纳能力。对合理确定河北南网"十三五"风电发展规划提供了重要参考。     

考虑风电及分时电价的机组组合问题研究

近年来,风电等清洁能源的接入以及负荷侧分时电价的管理增加了电网调度的复杂性,为实现在风电接入及分时电价管理背景下的火电机组的经济调度和分时电价策略优化,首先研究了负荷需求对峰谷时段电价的响应模型,接着基于模糊机会约束理论建立了考虑风电及分时电价的机组组合模型,然后提出了一种双层混合粒子群算法求解该机组组合模型,以得到与风电相配合的分时电价定制策略以及火电机组出力值。最后仿真结果表明,所提出的方法可以实现负荷侧分时电价策略与供电侧火电出力的有效配合并降低火电机组的发电成本。     

考虑风电消纳能力的电-气集成系统多目标运行优化

摘 要：以电力-天然气集成系统为代表的综合能源系统可以充分利用各类能源载体的运行特性,提升电力系统接纳间歇性可再生能源发电的能力。另一方面,电-气集成系统的整体运行费用、消纳间歇性可再生能源发电能力和网络损耗与风电等间歇性可再生能源发电的渗透水平率密切相关,因此有必要对考虑风电消纳能力的电-气集成系统多目标优化运行策略展开研究。首先,以最小化电-气集成系统运行费用、弃风成本和网络损耗为目标函数,建立考虑风电消纳能力的电-气集成系统运行优化的多目标混合整数非线性优化模型。接着,对优化模型中的非线性约束条件进行线性化处理,将原模型转化为混合整数线性规划问题。然后,利用基于增强ε约束的多目标优化方法求解所建立的优化模型,获得帕累托最优解集,并采用模糊综合评估方法寻找最优折中解。最后,利用修改的IEEE 39节点电力系统和比利时20节点天然气系统所构成的电-气集成系统对所提方法的可行性和有效性进行验证。     

基于分段电价的跨区风电消纳

大规模风电跨区输送越来越频繁,加大了受端区域电力系统的调节压力,严重影响了风电的消纳能力。针对这一问题,提出一种基于分段电价的风电消纳方法。该方法以电网公司购电总费用最小为目标,考虑火电和抽蓄各自参与风电消纳的边际成本效益,并通过对风电不同电量部分施行分段电价,使得电网公司、风电厂、火电厂和抽蓄电站等多个主体之间利益均衡,增加系统对风电的消纳,同时从理论上证明该方法与弃风惩罚方法原理上的等效性。仿真算例验证了该方法的有效性。仿真结果表明该方法能够显著减少弃风,在不降低电网企业利益的同时,提高火电和抽蓄电站参与风电消纳的积极性,增加风电企业的收益。     

大规模风电消纳输电电价研究

大规模风电输送使电力系统面临若干挑战,风电消纳输配电价的制定与费用的分摊问题是影响风电发展的潜在障碍之一。基于增量分析方法,分析了大规模风电远距离输送给电力系统带来的增量成本,综合考虑增量成本的固定与变动属性以及成本波动的风险,建立了基于风险成本的大规模风电远距离输送的输电电价综合定价模型,并以甘肃风电远距离输送为例,验证了模型的有效性。     

考虑功率预测不确定性的风电消纳随机调度

针对风电并网消纳中的随机调度问题,基于随机规划理论,建立了考虑功率预测不确定性的风电消纳期望值模型,提出了基于Monte Carlo随机模拟和遗传算法相结合的模型求解算法步骤,并在含风电场的IEEE 30节点系统上进行算例分析,验证方法的可行性和有效性。研究表明:基于期望值模型的的风电消纳随机优化调度能够很好地量化风电功率预测误差带来的不确定性,实现调度目标期望值的最优化,对提高风电并网随机调度的量化决策水平,促进风电消纳具有积极作用。     

计及储能系统的跨区域风电消纳模型

中国正面临着严峻的弃风问题,鉴于电力外送能够扩大风电的消纳范围,而储能系统能通过削峰填谷增加夜间负荷水平,引入储能系统构建跨区域的风电消纳模型。模型以能耗最小为目标,综合考虑区域间供需平衡、输电容量、系统备用、储能系统充放电均衡等约束,通过优化对比分析储能系统引入对风电消纳的促进作用。优化结果表明:通过扩大消纳空间,降低了风电的弃风水平,储能系统的接入有助于改善系统负荷的昼夜分布状况,进一步扩大风电在夜间的消纳比例。     

考虑发电集团利益主体协调的风电消纳调度策略

大规模风电并网的反调峰特性造成系统在负荷低谷时段弃风问题严重,在北方供暖期尤为突出。增强热电联产机组运行的灵活性,提高发电集团参与调峰的积极性,是解决这一问题的方法。提出了考虑发电集团主体协调的两阶段调度策略,将每个发电集团作为独立的利益主体,各自以集团发电煤耗量最小为目标进行调度。针对弃风问题,通过增加储热装置提高发电集团的调峰能力,引入调峰补偿实现发电集团内部自调节、集团间辅助协调的风电消纳策略,减少对其他发电集团出力计划的影响。通过多种调度模式算例对比,所提调度策略能够实现风电消纳功率最大化,保证集团利益,调动发电集团调峰积极性。     

含高比例风电的电力市场电价预测

在解除管制的电力市场中,精确预测电价有助于市场各方有效参与市场运营与管理。清洁能源渗透率的提高,给电价预测精度带来了新的挑战。文中选择不同的输入特征变量并结合长短期记忆(LSTM)网络的特点,构建含高比例风电的电力市场电价预测模型对含有风电的电力市场电价进行预测。研究表明,风能和负荷的比值是含高比例风电的电力市场风电电价预测的关键输入参数。LSTM具备时间延迟记忆特点,拥有较好的电力市场时间序列电价预测能力。以北欧市场中DK1电力市场实际数据为基础,采用3种模型进行对比分析,结果表明含有风能和负荷的比值且考虑多时刻信息输入的LSTM模型可以较大地提高低谷时段的电价预测精度。     

计及动态管存的电—气互联系统优化调度与高比例风电消纳

面向高比例风电接入下电—气互联系统(IEGS)的日前优化调度问题,首先提出了风电并网功率比例因子,将其作为控制变量引入风电的随机性模型中,使风电建模可反映风电不确定程度与并网功率的相关性。其次,基于天然气传输的动态管存模型及流量平衡方程,推导了动态管存特性在应对天然气负荷波动时所呈现的缓冲特性机理。进一步地,以IEGS外购能源费用最小为目标,计及动态管存特性,同时引入极限场景的优化方法,建立了含高比例风电的IEGS日前经济调度模型,并对模型进行线性化求解。最后,构建仿真系统,验证了动态管存特性对风电不确定性功率的缓解作用,可有效提升系统运行的灵活性。同时,得出电转气(P2G)设备的应用有利于提升风电消纳能力的结论,但该能力受到风电不确定程度的制约。