大规模新能源并网下火电机组深度调峰优化调度

当前,火电机组亟须进行深度调峰改造来提高电网大规模新能源消纳能力。文中对大规模新能源并网下火电机组深度调峰优化调度进行研究。首先,分析火电机组深度调峰成本,建立火电机组深度调峰的能耗成本、运行补偿收益以及备用容量成本的数学模型;然后,以综合运行成本最低为目标函数,建立考虑火电机组运行约束的深度调峰调度模型,并使用分支定界法求解调度模型;最后,以8台火电机组、1个风电场和1个光伏电站构成测试系统,分别从调峰深度、新能源消纳量、火电企业收益等方面对大规模新能源并网下火电机组深度调峰优化调度进行分析。算例结果表明：在文中所建优化调度模型中,火电机组深度调峰能显著提高新能源消纳量,但火电机组单位发电成本提高,火电机组效益明显下降。在当前深度调峰补偿标准下,火电机组深度调峰效益低于基本调峰。     

含核电–碳捕集机组的直流跨区互联电网多源协调鲁棒经济调度策略

为提高负荷中心的调峰容量,降低源-荷双侧不确定性对新能源跨区消纳和调度经济性的影响,在考虑核电、碳捕集机组接入的前提下,提出计及源-荷双侧不确定性的直流跨区域互联电网多源协调两阶段鲁棒优化模型。首先,改进核电机组调峰模型,提高其负荷跟踪的精确性;分析碳捕集机组的“削峰填谷”和功率快速调整特性。然后,通过构造凸多面体不确定集合,描述风电、负荷的不确定特性。进而,针对各类型电源不同的调度特征,将机组启停成本、核电运行及调峰成本作为第一阶段目标函数;将机组发电成本、弃风惩罚成本以及碳交易成本作为第二阶段目标函数;同时,引入列和约束生成算法将优化模型转化为主、子问题相互迭代求解。最后,以跨区域仿真算例验证了模型的有效性和合理性。结果表明,所提协调优化方法可以提高跨区电网新能源的消纳能力、减少碳排放量、显著改善受端电网调峰裕度;并可通过改变不确定度预算参数得到不同保守度的调度结果,平衡系统的鲁棒性和经济性。     

基于弃新能源惩罚成本的分段函数式计算方法

以火力、风力、光伏发电机组日调度的总发电成本为目标函数的模型中,建立考虑新能源消纳指标的发电系统经济调度模型,在未考虑风力机组和光伏机组建设维护成本的情况下,目标函数为计及阀点效应的火力发电燃料 成本和弃风弃光惩罚成本总和.通过纳入弃新能源分段惩罚系数函数来增大弃新能源惩罚成本,使得惩罚成本的计算更加具体,从而大幅度提高新能源的消纳率.     

考虑需求侧的综合能源系统虚拟电厂低碳调度

为提高新能源消纳水平,降低CO２ 的排放量,在碳交易环境下构建一种考虑需求侧与碳捕集-电转气虚拟电 厂联合调度模型,并在碳捕集与电转气设备之间增加了储碳罐来解决二者运行不同步的问题.首先建立虚拟电厂调度 框架;其次分析需求侧、碳捕集-电转气、新能源发电及碳交易调度机制及成本;然后以综合成本最优、碳排放量最 少为目标构建低碳经济调度模型;最后进行仿真验证,结果表明所提出的调度方法是有效的,能够提高新能源消纳水 平,降低CO２ 的排放量并改善虚拟电厂综合成本.     

考虑异质能源时空互补特性的风光最大消纳策略研究

单一考虑最小发电成本造成弃风、弃光,而只关注风电、光伏等新能源最大消纳量容易造成电力系统不稳定。为了解决上述矛盾,首先分析了风、光、水、火异质能源之间的时空互补特性;然后以总发电成本最小化和风电、光伏消纳量最大化为双目标,考虑负荷平衡和各发电机组约束条件,建立了多目标电力系统优化调度模型,并利用模拟退火法进行模型优化。最后以某地区电网为例进行了仿真分析与计算,优化计算结果表明,利用异质能源之间的时空互补特性,在满足负荷需求和系统备用要求等前提下,提高了风、光消纳量,减少了化石燃料的消耗,验证了该模型在控制发电成本和增加风、光消纳方面的有效性。     

提高风电渗透率的电力系统多目标优化调度研究

为解决风电不确定性给电网调度带来的困难,研究含风电场的电力系统经济调度具有一定的理论和实际意义。提出了一种改进粒子群优化算法的多目标优化调度方法,以常规火电机组发电成本最小和风电消纳电量最大为目标,建立了含风电场的双目标调度模型,采用改进的多目标粒子群优化算法进行优化求解。以包头电网为实例进行了仿真计算,结果表明所提方法能够有效降低系统发电成本,提高风电消纳水平。     

计及需求侧管理的新能源微电网多目标优化调度方法

提出了一种考虑需求侧管理的新能源微电网多目标优化调度方法。首先,为了改善用电结构,计及微电网的新能源消纳、用户购电成本和负荷的平稳性,建立了基于微电网中可控设备负荷转移的需求侧管理多目标优化模型;然后以微电网的经济性和环保性为优化目标,建立了包含风力和光伏发电的并网型微电网多目标优化调度模型;最后采用改进的多目标粒子群优化算法求解模型。算例结果表明,所提方法在提高新能源消纳、降低用户的购电成本并实现负荷削峰填谷的同时,能进一步降低经济和环境成本。     

计及综合需求响应参与消纳受阻新能源的多时间尺度优化调度策略

随着新能源发电技术的高速发展,电网新能源消纳压力日益凸显。与此同时,随着多能转换技术发展,电网与其他类型能源网络的耦合程度不断提高,如何利用不同能源网络灵活性资源消纳受阻新能源,成为当前亟待研究的问题。为此,提出了计及综合需求响应参与消纳受阻新能源的多时间尺度优化调度策略。首先,充分考虑综合能源系统(integrated energy system, IES)特性建立了冷、热、电负荷的多类型需求响应模型。其次,在日前时间尺度,考虑新能源消纳过程中各方利益均衡,建立了基于主从博弈理论的价格型综合需求响应(integrated demand response, IDR)日前优化调度模型;在日内时间尺度,针对新能源日前预测偏差对系统优化影响,建立了考虑激励型IDR日内滚动优化调度模型。最后,通过算例仿真证明了所提策略可深入挖掘多类型负荷需求响应能力,有效提高新能源消纳量。     

计及需求响应的电动汽车和可再生能源多阶段动态经济环境调度优化模型

提出了一种计及需求响应的电动汽车和可再生能源多阶段入网调度模型,首先通过分时电价机制引导用户合理用电,得出精确的用户负荷曲线;然后在车网互动阶段和风光消纳阶段,在以平滑系统负荷波动为目的的基础上,分别以车主用电成本最低和风、光发电消纳最大为目标,采用基于求取帕累托最优前沿的NSGA-II算法和模糊隶属函数对电动汽车充放电、风力发电和光伏发电出力进行优化;最后在火电机组调度出力阶段,以火电机组经济和环境成本最低为目标,对火电机组出力进行优化。算例结果表明:合理的分时电价机制能够改变车主的充放电行为和用户的用电行为,减小负荷峰谷差,提升风、光发电消纳能力,减小火电机组的总运行成本和污染物排放量。     

考虑时空互补特性的风光水火多能源基地联合优化调度

为促进风能、光能等新能源发电的消纳,实现风光水火多能源基地联合优化调度的调峰效益、经济效益以及环保效益的最大化,本文在分析风、光、水、火多能源介质时空特性的基础上,提出了一种以最小化火电机组运行成本、弃风量、弃光量、弃水量为优化目标的考虑风光水火时空互补特性的多能源基地联合优化调度模型,为特高压输电背景下送端多能源基地联合优化调度问题提供了一种参考方案。文中算例以时空差异特征显著的新疆地区和东部某区域的多能源基地为研究对象,通过实际算例的计算分析,验证了文中模型理论上能够促进新能源发电的消纳,降低火电机组的运行成本。     

分时电价引导电解铝负荷参与百色区域电网调峰研究

随着并网风电装机容量越来越大,现有的调度模式难以应对风电出力的随机性,为提高区域电网调峰和消纳风电的能力,提出利用分时电价引导电解铝负荷参与火力发电机组调峰的联合优化调度模型,模型以系统总的发电成本最小为目标,以区域电网运行数据为算例进行仿真验证,结果表明所提模型能够提高系统运行经济性和风电消纳能力。     

负荷预测对新能源电网多目标优化调度的影响规律研究

当前负荷预测的主要目标是提高算法精度,无法实现不同预测精度对新能源电网调度影响的量化分析,因此研究了不同负荷预测精度对新能源电网成本和二氧化碳排放量的影响。首先,确立了包含火-水-光-风电机组新能源电网的多目标函数和约束条件。其次,探讨了粒子群算法在新能源电网调度中的优化思路。再次,利用灰色算法对负荷进行预测并给出了预测结果。最后,求解了粒子束优化调度时不同负荷预测精度下新能源电网运行成本和二氧化碳排放量的数值结果,并进行了拟合规律分析。结果表明负荷预测精度和新能源电网的成本和二氧化碳排放满足二次函数关系,可为新能源电网的规划和调度提供借鉴。     

基于“两个替代”战略的甘肃新能源就地消纳模式研究与实践

甘肃省新能源发电装机容量逐年增加,弃风弃光现象日益严重,如何提高新能源消纳比例成为一个亟待解决的问题。为此通过分析甘肃省高载能企业的可调度性验证了新能源就地消纳的潜力,介绍了智能园区作为就地消纳新能源的技术支撑的建设情况及成果;总结了以"清洁替代"为主、以"电能替代"为辅的"两个替代"战略的实施模式及成果;对包含新能源发电机组、高载能负荷、热电联产、热储能负荷的智能工业园区进行建模,考虑机组运行成本、碳排放惩罚成本、新能源发电波动成本、需求响应补贴成本等,以电网侧的整体运行成本最低为目标进行源荷互动优化调度。通过算例的仿真,得到了各个机组的联合调度模式以及热电负荷之间的配合方式,证明了智能工业园区就地消纳新能源的可行性。     

含分布式储能的区域电网多时间尺度优化调度策略

随着新能源并网发电的规模不断扩大,区域电网的瞬时性或非计划性功率波动大大增加,调峰压力不断上升。为加强电网新能源消纳能力,实现电网安全、经济运行,提出一种含分布式储能的区域电网多时间尺度优化调度策略。首先详细分析了风力、光伏和火电机组的发电特性以及储能系统的充放电特性,建立了含分布式储能的风光储区域电网模型;接着,从日前优化调度阶段运行成本最小及日内优化调度阶段修正费用最小两个角度建立了区域电网的双目标优化模型,深度优化风光储出力,以实现系统运行的综合效益最大;最后,用改进的粒子群算法对所建模型进行仿真,仿真结果验证了本文策略的可行性及优越性。     

基于源荷互动的含风电场电力系统多目标模糊优化调度方法

在深入研究负荷互动特性的基础上,发挥互动负荷对系统消纳风电正负波动的效用,将互动负荷视为可调度资源融入传统日前调度模型中。综合考虑互动负荷对系统运行成本和潮流分布的影响,建立了以运行成本和网损最小为目标的含风电场电力系统多目标优化调度模型,并引入模糊理论将多目标优化问题转化为单目标优化问题进行求解,从而使发电侧和用电侧均能参与电网运行的资源优化配置。IEEE 30节点系统的仿真结果,验证了所提调度方法能够有效降低系统运行成本和网损,提高风电消纳水平。     

考虑光伏不确定性的电力调度方案构建与对比

为减小光伏发电的不稳定性,制定符合多目标需求的电力调度方案,以低碳性、经济性为原则,将碳交易机制引入电力系统调度,建立了太阳辐照度和光伏发电出力的概率分布模型调度方案,对光伏发电出力采用k-means聚类法,进行场景缩减,提高预测精准性,并在此基础上构建了考虑大规模光伏电源接入后的多目标优化调度模型,目标函数包括火电运行成本、碳交易成本以及污染物排放量,兼顾调度的经济性、低碳环保性。运用熵权法对不同目标赋予权重,转化成单目标函数。在算例分析中,建立了4种不同优化目的的调度方案,并进行定性和定量对比分析,验证该调度模型具有良好的经济性、环保性与可靠性。     

计及火电机组深度调节的含蓄热电锅炉的多源优化调度

为更深层次地消纳风能、光能等清洁能源,实现风-光-火等多能源联合调度的经济与环境效益最大化,以超大功率蓄热电锅炉为可控负荷,同时计及火电机组的深度调节能力,提出多能源清洁优化调度方法,构建包含火电机组发电成本,弃风、弃光惩罚成本与供暖收益的整体成本最低为目标的优化调度模型.采用Matlab调用CPLEX求解模型,建立目...     

考虑需求响应与储能寿命模型的火储协调优化运行策略

针对大规模新能源并网带来的系统调峰和消纳难题,以及已有优化调度策略对储能寿命成本考虑不足的问题,提出了一种考虑需求响应与储能寿命模型的火储协调优化运行策略。上层通过分时电价引导用电,以净负荷波动性最小为目标得到优化后的负荷曲线,旨在减轻火储的调峰压力、提高新能源消纳量;下层以系统总调度成本最低为目标协调优化风光火储运行,考虑火电深度调峰并在优化调度中嵌入储能寿命模型,求解得到各电源以及储能的最优运行方式。以某区域实际系统为例进行仿真,结果表明所提策略可以有效改善系统的调峰压力,提高新能源消纳能力,同时合理反映了储能的寿命成本,提高了系统运行的经济性。     

基于模糊多目标优化的电网日前风电接纳能力评估模型

随着风电渗透率的日益提高,我国部分电网出现了日益严重的"弃风"现象。从日前时间角度对电网风电接纳能力进行评估有利于优化系统的调度运行,提高风电利用率。构造了以最大化接纳风电和经济发电为目标的电网多目标日前风电接纳能力评估模型。为协调2个互相矛盾的优化目标,通过定义目标隶属度函数将确定性问题模糊化,采用最大化满意度指标法将所构建的多目标优化问题转化为单目标优化问题。以IEEE118节点54机测试系统为例,利用GAMS仿真平台对模型进行了求解。结果表明:上述模型能兼顾风电接纳能力的最大化及系统发电的经济性,计算结果可为调度人员制定日前计划提供参考,有利于提高风电利用率并降低发电成本。     

考虑新能源并网的能源结构与电源结构多情景优化模型

为综合分析新能源发电并网对我国能源结构与电源结构的影响,将最小化发电成本与污染物排放量作为规划目标函数,建立了新能源与能源结构优化模型。该模型选取一次能源消费量和年新增发电装机量为决策变量,从能源供需平衡、能源消费量、电力供需平衡、电力消费与需求量、装机容量与增长率等多方面入手构建约束条件。通过测算参考情景、能源安全情景和低碳发展情景下我国最优能源结构与新能源发展规模、装机容量和建设时序,对比分析了不同情景下的发电成本效益,并对一次能源消费总量和非化石能源消费比例进行了敏感性分析。分析结果显示,在污染税、碳税的支持下,新能源开发利用规模越大,资源环境效益越大,系统运行成本及能源对外依存度越低。此外,减少化石能源的消费比重,有利于降低能源系统运行成本。