考虑热电联产调峰主动性的电热协调调度

挖掘热电联产机组的调峰能力可以有效改善中国“三北”地区的弃风问题。调峰补偿机制是激励热电联产主动参与,电网调峰的有效手段。在考虑调峰补偿的前提下,对热电联产机组参与电网调峰进行研究。首先,计及热力系统复杂供热约束的影响,建立热电联产机组的可用调峰容量和调峰成本评价模型,可以反映热电联产调峰中的供热依赖特性和时序耦合特性。然后,基于热电联产调峰成本及调峰补偿机制,提出考虑机组调峰主动性的电热协调调度方法,相较于传统的垂直一体化电热协调调度,所提出的方法可以反映热电联产在经济手段激励下主动参与电网有偿调峰的意愿。最后,通过算例分析研究了热电联产机组的可用调峰容量和调峰成本的影响因素,并验证了所提出的调度方法在调峰补偿机制下的有效性。     

考虑热电和大规模风电的电网调度研究综述

冬季供热期,为满足供热要求,热电联产机组采用"以热定电"方式运行,系统调峰能力差,在负荷低谷时段会造成大量弃风限电。针对该问题,分析热电机组电-热耦合特性,总结归纳国内外相关研究成果。从增设电热耦合设备和电网精益化调度两方面展开论述,对增加电锅炉、热泵、储热等方案进行综合分析。总结适用热电机组的电力系统精益化调度方法,并对国内外解耦电热约束的实际应用情况进行了阐述。最后指出了电源侧、电网调度侧下一步需要深入开展的工作。     

300 MW级热电联产机组调峰能力研究

北方采暖地区风电和热电联产联合运行矛盾凸显,为指导充分挖掘现有热电联产机组的调峰能力,增强电网调峰能力,为促进风电消纳提供支撑,通过组合运用简捷热平衡法、等效焓降法及弗留格尔公式,建立了大型热电联产机组调峰能力计算模型.运用计算模型研究了300 MW和350 MW热电联产机组在不同供热抽汽量、不同供热抽汽压力下的最大、最小发电功率,考虑全厂汽水损失对热电联产机组调峰能力的影响.计算结果为指导进一步挖掘北方采暖地区现有热电联产机组调峰能力,促进风电消纳提供了依据.     

热电联产机组参与系统调峰的调度策略

冬季占一定比例的热电机组按"以热定电"方式运行,无法参与系统调峰,使得电力系统在谷荷时段的调峰能力严重匮乏。针对这一问题,在分析背压式热电机组运行特性的基础上,利用供热系统热迟滞性的特点,建立了热电机组参与系统调峰的优化调度模型。该模型以研究周期内相应谷荷时段的有功调节功率最大为目标,综合考虑了热电机组的热电关联约束;通过分析热电机组出力变化对供热质量的影响规律,提出了求解该模型的简化方法。所提模型和方法可以在保证供热质量的前提下,实现合理组织热电联产机组的生产运行,增加系统的调峰容量。算例分析验证了所提模型和方法的有效性。     

基于热电风电协调调度的系统日调峰能力分析

提出一种热电风电协调调度方法,以热电联产机组和水源热泵作为联合热源,通过联合热源与风电出力的协调控制,减少等效风电出力波动性.该方法以风电出力波动最小为目标,将热源与采暖终端用户之间的供暖热水管道传输距离转化为输送时间,并将其作为热电风电协调调度的关键参量.计算了系统日调峰不足率,该指标反映了风电并网出力随机性对电网日调峰能力的影响,也验证了协调调度方法对减少风电波动和增加风电并网容量的有效性.     

考虑电网调峰的热电联产热负荷动态调度模型

我国北方地区有丰富的风光可再生资源,冬季热电联产机组为满足热负荷需求而限制了其调峰能力,在一定程度上造成了风光与热电的结构性矛盾。针对上述问题,提出以多个机组共同满足热负荷为前提,通过构建考虑电网调峰的热电机组群热负荷动态调度模型,实现对不同热电性能机组的调峰潜力挖掘。仿真算例表明,如果机组群内存在较为明显的热电关系个体差异,热负荷动态调度可以较为明显地提升机组群的整体调峰性能,有效增加风光清洁能源消纳。     

配置储热后热电机组调峰能力分析

热电联产机组"以热定电"运行所导致的调峰能力不足是目前造成中国"三北"电网大量弃风的一个重要原因,为此,提出了在中国大型抽汽式热电厂中通过配置储热来提高机组调峰能力的消纳方案。首先介绍了该方案的基本原理;进而对配置储热前、后热电机组的电热运行外特性进行了分析与建模,讨论了配置储热后热电机组的运行策略;在此基础上,建立了计算配置储热后热电机组调峰能力的数学模型,并分析了其影响因素。算例中对中国北方地区2台典型的300 MW和200MW供暖机组配置储热提高调峰能力的效果进行了分析,结果表明:在给定的供热中期的热负荷水平下,配置储热可使得2台机组的调峰容量分别提高额定容量的21%和13%,从而为弃风电力提供大量的上网空间;但储热的效果取决于机组所承担的热负荷水平,若热负荷接近于机组的最大供热能力,则效果并不明显。     

计及燃气-蒸汽联合循环机组的热电联合调度模型

为了解决北方城市冬季供暖期的空气污染问题,我国正积极发展"煤改气"技术,将传统的燃煤热电机组改为燃气热电机组。建立了燃气-蒸汽联合循环机组的数学模型,并以系统成本最低为目标函数,构建了包含燃气-蒸汽联合循环机组的热电联合系统调度模型。分析了燃气-蒸汽联合循环机组替换传统热电机组后,燃气-蒸汽联合循环机组比例变化、风电渗透率不同对电网弃风率的影响。算例分析表明,燃气-蒸汽联合循环机组替换常规热电机组虽然增加了运行成本,但有利于电网消纳弃风。     

消纳大规模风电的热电联产机组滚动调度策略

首先,对热电联产机组的特性进行了分析,建立了考虑背压式和抽凝式热电联产机组以及并网风电的滚动调度模型。然后,针对热电联产机组的特性,基于拉格朗日对偶松弛算法框架,提出了考虑风电以及其他各类机组的联合优化滚动调度算法。一方面,提出了主问题的迭代步长自适应修正方法以提高算法收敛速度,子问题则采用一种高效的逆推回代动态规划方法进行求解;另一方面,针对抽凝式热电联产机组的热电耦合约束难题,将其分解为供热出力优化及有功出力优化2个子问题,提出了2个子问题的交替迭代优化算法。某省级电网的实际算例结果证明了该方法的有效性。     

火电厂参与调峰辅助服务策略研究

随着风电等可再生能源大规模并网,电力系统对调峰的需要日益增加。针对东北调峰辅助服务市场机制,分析了调峰辅助服务政策、火电机组调峰能力、火电机组调峰成本,提出了火电厂参与调峰辅助服务策略,为更深入挖掘火电机组调峰潜力,提高电网对风电等可再生能源的实际消纳量提供依据。     

考虑热负荷二维可控性的微网热电协调调度

考虑到区域内用户的热、电需求,近年来以微型燃气轮机为核心的热电联供系统在微网中得到广泛应用。如何协调调度微网的供热、供电,是提高可再生能源吸纳率、降低微网热电联供成本的关键。文中从用户供热舒适度的模糊性、微网供热系统的热惯性角度考虑,提出采用室内热舒适度指标将热负荷需求由传统的曲线转换为区间,从而使热负荷在各时间点上具有弹性;同时以自回归滑动平均(ARMA)模型描述供热系统多时段间的耦合关系,使供热量在时间轴上具有一定的可调节性。文中将上述两个特性统称为热负荷的二维可控性。算例分析了考虑热负荷二维可控性后,微网在孤网/并网运行时微型燃气轮机运行平稳性、弃风/光、购/售电量等方面,结果显示所述方法可有效减少热—电刚性耦合,为实现微网中热—电的时间平移和优化匹配提供了一种新思路。     

计及换热器传热特性的热电联合系统优化调度

换热器传热特性是影响热电联合系统优化调度的关键因素之一。针对热电联合系统,基于传热原理,采用抽汽的三级传热模型来描述换热器的传热过程,利用迭代法计算一定热负荷下的抽汽量,提出计及换热器传热特性的热电、火电、风电的联合调度模型。最后以最小化煤耗量为优化目标,分析换热器传热特性对抽汽传热过程和热电联合系统调度结果的影响。算例表明：增大换热器传热面积、降低换热器出口水温可以不同程度地提高风电消纳能力,降低运行成本,研究结果为电热联合系统优化调度方案提供换热参数选择的依据。     

计及换热器传热特性的热电联合系统优化调度

换热器传热特性是影响热电联合系统优化调度的关键因素之一。针对热电联合系统,基于传热原理,采用抽汽的三级传热模型来描述换热器的传热过程,利用迭代法计算一定热负荷下的抽汽量,提出计及换热器传热特性的热电、火电、风电的联合调度模型。最后以最小化煤耗量为优化目标,分析换热器传热特性对抽汽传热过程和热电联合系统调度结果的影响。算例表明：增大换热器传热面积、降低换热器出口水温可以不同程度地提高风电消纳能力,降低运行成本,研究结果为电热联合系统优化调度方案提供换热参数选择的依据。     

供热系统热动态特性回归模型及热电联合调度

集中供热系统的热动态特性可用于提高供热季热电联产机组的调峰能力以促进风电消纳。采用物理模型对集中供热系统热动态特性进行建模,涉及系统内部各环节的个体特性以及供热管网的拓扑结构特性等,导致基于物理模型的热电联合调度模型过于复杂而不利于在大电网中的应用。首先,着眼系统整体特性,利用自回归分布滞后时间序列建立了质调节运行模式下的热动态特性简化回归模型,并给出了建模方法;之后,构建了基于回归模型的热电联合调度;最后,通过与基于物理模型的调度模式进行对比,验证了基于回归模型的调度模式能够减少变量数量和计算时间,具有良好的简化效果和较高的准确性。     

考虑跨区联络线交易计划的多区域互联系统分散调度方法

针对多区域互联系统的协调调度问题,提出了一种考虑跨区联络线交易计划的分散调度方法。首先,提出了跨区电力交易计划需要满足的约束条件,通过优化联络线通道电力曲线来促进互联电网的风电消纳,建立了全网集中式调度模型。然后,采用交替方向乘子算法对集中式调度模型进行重构,建立了一种完全分散式的调度模型。为了加快分散式模型的求解速度,提出一种启发式方法,通过固定机组状态变量,减少二进制变量的个数,简化了区域子问题的复杂度,并且加快了分散式算法的收敛过程。最后,将该方法应用于两个算例系统开展算例分析,计算结果验证了该方法的有效性。     

考虑储热装置与碳捕集设备的风电消纳低碳经济调度

在电力系统低碳经济调度的背景下,针对"三北"地区供暖期热电机组因供热导致机组强迫出力过高,造成夜晚弃风严重的问题,提出了一种计及配置了储热装置的热电联产电厂及碳捕集电厂的电力系统优化调度模型,考虑热电机组的热电耦合相关约束、热、电平衡及机组爬坡等约束,兼顾系统的总发电煤耗成本最低以及CO_2排放最少两个目标,采用多目标细菌群体趋药性算法(MOBCC)对模型进行求解。对不同场景下系统的风电消纳情况以及系统的经济成本和碳排放进行了分析。算例结果验证了所提模型及求解方法的有效性和正确性。     

考虑风险约束的高载能负荷-风电协调调度方法

由于可离散调节的高载能负荷不适用于在短时内连续调节的特点和风电出力的不确定性,高载能负荷参与消纳风电时,会导致负荷用电与风电出力不匹配的问题。针对该问题,提出一种计及负荷方风险约束的高载能负荷-风电协调调度方法。首先,基于风电可接纳区间的概念和风电场出力概率密度分布,建立电网对风电的接纳能力的模型。接着,根据电网接纳能力外的弃风情况,构建了与高载能负荷用电计划增量和风电弃风量相关联的风险约束,使负荷方能够在一定程度上规避由于风电不足导致的负荷增量与风电新增发电量不匹配的风险。然后,基于高载能负荷调节对风电可接纳区间的影响,建立了以风电消纳为目标的鲁棒机组组合模型,保证线路容量约束的满足。最后,在IEEE RTS-79系统中对所提方法进行了验证,并分析了高载能负荷侧的保守程度对协调调度的影响。     

计及接纳风电能力的电网调度模型

当电网接入一定规模的风电时,为追求风电高效利用会使电网调度更加复杂。针对风电接入电网时调度面临煤耗量与风电高效利用之间的矛盾问题,将风电能够为电网节约的煤耗量作为风电价值的量度,构建计及接纳风电能力的电网调度决策模型,以确定风电允许的波动范围,使调度中的煤耗量和电网接纳风电的能力得到有效协调。通过烟台电网算例验证说明,该方法对计及不确定型可再生电源的电网调度是有效的,符合节能发电调度的理念。     

分布式冷热电三联供系统节能协调优化调度

分布式冷热电三联供将是能源利用的重要发展方向.为了揭示冷热电三联供生产成本和环境成本的潜在特性,引入供热当量性能系数,将冷、热、电能量等价转化,提出了新的冷热电联供生产成本和环境成本目标函数.针对冷热、电负荷需求的不匹配性和随机性,考虑机组运行在不同的冷热电生产状态下,结合分时电价,设立了冷热电协调成本函数.由此建立了含生产成本、环境成本和冷热电协调成本的多目标节能调度模型.运用目标隶属度函数模糊算法,将其转化为单目标优化并利用二次规划法求解.算例仿真结果表明,所提出的分布式冷热电联供节能调度的模型和方法,对能源高效利用、电力经济调度和污染排放减少是有效的