基于储能协调蓄热式电锅炉消纳风电供暖系统的经济性评估

针对蓄热式电锅炉消纳风电过程中无法匹配快速波动的风电功率等问题,本文提出了基于储能协调蓄热式电锅炉消纳风电供暖系统的方案,并对该方案的经济性进行了评估。从"风电-电网-电锅炉-储能"联合运行系统的成本与收益出发,以蓄热供暖日收益最大为目标函数,在充分考虑分时电价、风电上网电价、弃风电量以及蓄热式电锅炉功率调节次数等约束条件的基础上,建立了"源-网-荷-储"联合运行系统风电消纳经济性评估模型,利用粒子群算法对模型求解。采用某电锅炉消纳风电示范工程实际运行数据进行测试,验证了该模型的有效性。测试结果表明,储能系统的加入可以有效减少电锅炉功率调节次数,可为储能协调蓄热式电锅炉蓄热供暖消纳风电提供理论依据。     

基于电锅炉的热电厂消纳风电方案及其国民经济评价

针对当前中国"三北"电网在冬季供暖期面临大量弃风的问题,提出了热电厂通过配置电锅炉来解耦其"以热定电"约束,进而降低强迫出力消纳弃风电力的方案。文中介绍了方案的基本运行原理,讨论了方案实施的机制条件,建立了评价方案节煤效益和国民经济性的数学模型,分析了其影响因素。理论和算例分析均表明,在当前国内"三北"地区各弃风严重的电网中,实施该方案具有明显的节煤效果和国民经济可行性。     

蓄电池协调电锅炉消纳弃风控制策略

为减少弃风,将风电以电锅炉风电采暖的方式接入电网,并引入蓄电池储能装置,建立蓄电池协调电锅炉消纳弃风小型电力系统模型,提出蓄电池协调电锅炉消纳弃风联合控制策略。利用DIgSILENT/PowerFactory仿真软件,通过控制电锅炉与蓄电池,对比分析系统加入控制策略前后弃风消纳的情况。仿真结果表明,该控制策略能有效促进系统对风电的消纳。     

基于大规模储能融合蓄热式电锅炉的风电消纳多目标优化控制

我国"三北"地区存在源荷供需矛盾凸出、电网灵活性差的问题。风电场弃风现象严重问题的一个重要原因是热电机组在冬季以"以热定电"的方式运行,导致其调峰能力下降。利用蓄热式电锅炉供热,将电能转化为热能,能够提高风电就地消纳的能力。但采用电极加热的蓄热式电锅炉,其功率调节受电极机械部件限制,频繁调节将严重影响蓄热式电锅炉的使用寿命。将具有快速、灵活功率调节能力的电化学储能引入蓄热式电锅炉消纳风电的系统中,以风电消纳最大和蓄热式电锅炉电极调节次数最小为目标,提出了一种基于储能融合蓄热式电锅炉的风电消纳多目标优化控制方法。仿真结果表明:所提方法能够兼顾蓄热式电锅炉系统的弃风消纳与锅炉电极的调节次数,有效地解决了蓄热式电锅炉功率调节能力与风功率变化不匹配的问题。     

基于改进粒子群的风电-火电-蓄热电锅炉联合优化调度

蓄热式电锅炉是增加风电-火电系统弃风消纳的重要手段,但是当前风电成本仍高于火电成本,风电消纳和降低蓄热式电锅炉用能成本存在矛盾,考虑多方效益,合理优化风电、火电机组及蓄热式电锅炉的出力,对于降低用能成本、提高风电消纳具有重要意义。文章建立了考虑多目标的含风电、火电机组和蓄热式电锅炉的优化调度数学模型,通过采用偏小型隶属函数将以风电、火电机组运行成本最低和弃风量最小的多目标函数转化为单目标函数,在满足各部分约束条件下求取隶属度最佳的风电、火电机组出力。进一步,提出一种改进的粒子群算法,对上述模型求解。该算法可以跳出局部最优解,具有较快的收敛速度和较高的计算精度。最后,基于某电网的实际数据进行仿真,仿真结果验证了所提方法的有效性。     

风电供热提高低谷风电消纳能力评估

随着中国风电开发利用规模持续扩大,风电并网运行和市场消纳已成为风电发展的制约因素,特别是在冬季夜间负荷低谷时段．受热负荷影响．风电弃风问题尤为突出。在中国东北、西北等风能资源丰富、冬零采暖期长、热电联产机组比重高的地区开展风电低谷供热。对于促进风电消纳、缓解风电冬季运行困难具有重要作用．中国已经开展风电供热试点。研究了风电供热的原理,并结合风电供热实践特点,分析了风电供热的运行特点、风电供热对于提高低符风电消纳能力的作用以及风电供热的前景．结合案例对风电供热提高风电消纳能力的作用进行了定量分析。案例研究表明,风电供热有利于提高低,谷风电的消纳能力,但就中国目前风电供热运行特点而者,其提高低谷风电消纳能力的潜力有限．要完全解决低谷时段的风电消纳问题还需要考虑其他措施。     

中国风电运行消纳相关问题研究

随着中国风电高速发展,风电消纳能力不足和弃风问题已成为社会关注的焦点,也是新能源发展中亟需解决的问题.在对比欧美国家风电发展特点的基础上,分析中国风电发展速度快、大规模集中开发、高电压、远距离输送且间歇性及随机性明显等特点.指出电源结构性矛盾和跨省跨区电网输送能力不足是影响中国风电消纳的主要原因.从跨省跨区电网建设、优化电源结构和完善配套政策等方面提出了发展思路.     

东北地区风电运行消纳形势及原因分析

2013年我国风电运行消纳形势总体向好,东北地区风电消纳有所改善。提出了风电并网容量与本地消纳能力比例、风电增长速度与本地负荷增长速度比例、风电并网容量与灵活调节电源比例等关键性指标,对2010—2013年东北地区风电运行消纳现状进行客观评估,分析风电弃风的主要原因,展望2014年东北风电运行消纳形势。分析表明,东北地区风电大规模发展与本地消纳能力、与系统调峰能力不匹配是当前弃风的主要原因。加快跨区电网建设、扩大风电消纳范围是解决东北地区风电消纳问题的根本途径。     

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。     

蓄热电锅炉与太阳能集热器的联运

中共南京市委党校地处繁华的南京市中心白下路。原有燃煤锅炉烟囱每天散发出的浓浓黑烟，污染了环境，周围居民和办公大楼工作人员反映强烈，新闻媒体曾给予曝光，市环保部门要求其限期整改。该校根据本单位实际情况，并学习其他单位使用蓄热电锅炉的先进经验，采用了新的方案：蓄热电锅炉和太阳能集热器相结合方案。     

蓄热式电采暖负荷参与风电消纳运行策略研究

为了就地消纳大规模风力发电功率和提升电网调峰能力,将蓄热式电采暖与具有反调峰特性的风电进行结合,提出了风电与蓄热电采暖联合运行模式.模式中考虑风电机组、火电机组以及电采暖的相关约束,以系统总的发电成本最小为目标,构建了蓄热式电采暖负荷参与风电消纳优化运行模型.通过运用适应模型求解的遗传算法求解该模型,得到蓄热式电采暖负...     

风电、蓄热式电锅炉联合供暖调度鲁棒优化模型

为缓解风电不确定对系统消纳风电的影响,提高风电利用效率,引入鲁棒随机优化理论,以风电、蓄热式电锅炉组成供热系统,建立了考虑风电不确定性的风电供暖调度优化模型。首先,分别构建了风电出力功率模型和蓄热式电锅炉负荷需求模型;然后,应用鲁棒随机优化理论刻画风电出力不确定性,并分别构建了风电出力确定性和随机性条件下风电、蓄热式电锅炉供暖调度优化模型。最后,以我国北方某城市风电供暖项目进行实例分析,结果表明：鲁棒随机优化理论能够有效刻画风电出力不确定性,为不同风险态度决策者提供了决策工具;风电、蓄热式电锅炉组成的供热系统能够实现供暖负荷灵活参与电力系统调度,有助于增加系统风电消纳能力,降低弃风电量,具有显著的经济和环境效益。     

基于可变误差多面体算法的储能融合电锅炉提升风电消纳控制技术

储能技术是提高风电-电锅炉-储能系统联合优化运行的关键,能量型和功率型储能系统的混合使用更能满足风电场和电锅炉技术性和经济性的要求。建立了混合储能系统和风电场的数学模型,其中锂电池采用通用受控电压源和定值内阻串联模型,超级电容器采用改进的一阶RC模型,风电模型通过功率解耦法实现对风机有功和无功的解耦控制。以风电场、电锅炉和混合储能系统的技术经济性指标为约束条件,将风电就地消纳能力、电锅炉档位调节次数和储能系统使用寿命列为目标函数,搭建了协同风电和电锅炉多目标优化运行的储能系统控制模型。采用可变误差多面体算法对该模型进行求解,通过某示范工程用算例验证了该方法在优化风电和电锅炉联合运行时的可行性和实用性。在该参数配置下,储能系统能日均提高风电就地消纳率5.36%,降低电锅炉动作次数8次。     

电锅炉实现风电消纳的综合能源系统最优经济调度北大核心CSCD

在东北地区的供暖季,采用电锅炉协调热网和电网,对减小弃风有重要意义。本文综合考虑常规机组发电功率、风机电功率、储热热功率、热电联产机组电热功率和电锅炉电热功率等多种约束条件,基于电锅炉阶段性的电热调节,以总运行成本和弃风成本最小为目标函数,建立含风电的电力系统电热最优经济调度模型。通过分析热电联产机组供热、热电联产机组+储热设备供热、热电联产机组+储热设备+电锅炉联合供热的热网平衡,分析含风电的以热定电、无电锅炉、有电锅炉三种不同场景经济调度问题,对比研究储热和电锅炉对弃风量和耗煤量的影响。最后,在6节点的热电系统算例中,采用CPLEX工具箱,验证方法的有效性,并提出最优热电联合运行方式。     

蓄热电锅炉参与能源互联的应用模式探究及发展趋势分析

针对大规模新能源发电和分布式可再生能源发展过程中出现的严重弃风、弃光现象,结合"洁能+储能+智能"的未来发展方向,提出蓄热电锅炉参与能源互联的应用模式。对蓄热锅炉的发展现状进行梳理和分析,并简要介绍目前蓄热电锅炉的运行机理和主要的运行模式。在此基础上,探究蓄热电锅炉在能源互联中"源-网-荷"三侧的应用,提出蓄热电锅炉参与能源互联的集中控制与分散控制两种应用模式。     

蓄热电锅炉供热技术及工程应用

蓄热电锅炉又称储能式电锅炉,其供热是利用峰谷电价政策,将低谷电能以热能的形式储存在储能设备中,在电力峰期释放对外供热。本文根据国内外蓄热电锅炉供热技术的发展和应用现状,归纳总结了水蓄热、固体蓄热和相变材料蓄热电锅炉供热的特点,并对水蓄热电锅炉供热技术展开了研究,提出了针对其供热系统的容量设计计算方法,并编制了一款专门计算软件。某项目实际工程应用表明,采用该蓄热电锅炉供热技术年净收益约为 1 200万元,年消纳风（光）电量约为17 964.06万kW·h,年供热量约为854 245 GJ,节煤减排效果明显,市场潜力巨大,值得推广应用。     

电锅炉配置方式对弃风消纳效果的影响研究

配置电锅炉可削热峰填电谷,是消纳"三北"地区弃风的主要途径之一。对比分析源侧集中式与荷侧分布式配置电锅炉的弃风消纳效果。首先在机理上从热网衰减对热源供热功率影响、热网延时对热电机组供热功率影响、热网延时对电锅炉供热功率和填谷效果的影响三个方面分析了两种电锅炉配置方式的消纳弃风效果的异同。然后分别构建了两种电锅炉配置方式的电热联合系统的调度模型。通过实例仿真分析,证明了荷侧分布配置方案的热网总损耗更小,热电机组供热功率和"以热定电"功率更小,电锅炉的填谷效果更好,弃风消纳效果更佳。     

计及碳交易的热电联产-储热-电锅炉风电消纳策略

为解决传统热电联产机组的热电耦合特性以及冬季采暖期间弃风消纳问题,提出了计及碳交易含储热热电联产机组和电锅炉联合运行的弃风消纳策略。首先将储热设备、电锅炉与热电联产机组联合运行来满足系统所需热负荷,从而提高热电联产机组电调峰能力。其次,为进一步控制碳排放量,引入阶梯式碳交易与优化电锅炉运行模式,兼顾系统运行成本、弃风消纳量以及碳排放量,构建计及碳交易的热电联产-储热-电锅炉风电消纳模型并进行求解。最后,以IEEE-30节点为例进行算例分析,结果表明所提策略能够有效促进风电消纳、减少碳排放量且有效降低系统运行成本。     

基于氢能经济的电网大规模风电消纳模式

为提高大规模风电接入未来电网的风电消纳能力,基于电解制氢技术将氢能经济引入电力系统以期促进弃风消纳.参考虚拟电厂的概念设立虚拟制氢中心,组建由虚拟电厂和虚拟制氢中心构成的虚拟弃风-制氢联合体,在对氢气负荷进行简单分类的基础上,考虑新能源弃电过网费减免政策,建立以典型日运行成本最低为目标的虚拟弃风-制氢联合体经济调度模型...     

弃风供暖模式下风电接纳能力评估及效益分析

弃风供暖是解决风电接纳难题的有效途径,可缓解“三北”地区弃风严重问题。首先介绍储热式电采暖接纳弃风的运行模式,然后基于时序生产模拟方法建立弃风供暖模式下风电接纳能力评估模型,并以某省级电网为例,对不同电采暖运行模式下风电接纳能力进行评估分析,最后,基于中国现有弃风供暖模式和结算模式,定量分析了热电厂、风电场、电网企业、全社会各方经济主体利益以及全社会碳减排情况。案例分析结果表明,弃风供暖不仅可以提高风电接纳能力,还具有良好的环境效益,但是其提高的风电接纳的空间有限,且除绑定风电场之外的其他经济主体的收益不明显。