电力市场环境下抽水蓄能电站的联合租赁经营模式

在电力市场环境下,发电企业和电网公司成为独立的经营实体。抽水蓄能电站应确定其合理且可行的经营模式,才能使其静态、动态效益得以体现,解决自己的生存问题,且能够提高整个电力系统的效益。以电量效益和容量效益的划分为基础,尝试性地提出了电网公司和若干大型机组发电企业联合租赁的新经营模式,用模型表述并论证了其可行性。     

火蓄联合运行成本效益分析

为解决能耗高的火电机组面临的启停频繁、运行位置差等问题,研究了火电站与抽水蓄能电站联合运行的模型.模型中火电站通过认购抽水蓄能电站的抽水电量提高机组发电量,避免机组的频繁启停.同时,对机组联合运行的成本收益进行了分析.结果表明,火蓄联合运行不仅能够避免机组频繁启停,提高机组的负荷率,降低煤耗,节约成本,同时也有利于其在电网中更好地发挥静动态效益.     

抽水蓄能电站与风电场联合调峰优化调度

<正>考虑峰谷分时电价政策和减少弃风等各方面的因素,并充分发挥抽水蓄能电站的调峰填谷作用,分析了抽水蓄能电站与风电场联合调峰优化调度的运行模式,提出了风水联合体申报计划出力的新模式。该模式基于火电机组出力曲线、风功率曲线和电网负荷特性,以风电-抽水蓄能联合运行的效益最大化为目标,计及抽水蓄能电站的库容、抽水发电、黑启动电源预留水量和旋转备用等约束,建立1天96个时段的混合整数规划模型,分析了抽水蓄能电站配合风电场对综合效益和电网稳定性的影响。算例分析表明,抽水蓄能电站配合风电场联合运行可以提高风电场的效益并减少弃风,起到调峰填谷的作用,并降低电力系统调度计划的不确定性。     

基于负荷曲线量化的抽水蓄能电站运行优化

在抽水蓄能电站运行优化过程中,从抽水蓄能电站参与负荷分配使火电机组运行环境改善的角度出发,提出了对火电机组承担的负荷曲线波动程度进行量化的思想和方法。以负荷曲线量化值最小为目标函数,在计及各种约束条件下运用动态规划法对抽水蓄能电站运行进行优化。并以广东省电网为例,对惠州抽水蓄能电站进行了运行优化,结果显示优化后火电机组承担的负荷曲线波动程度降低,提高了火电机组的发电负荷率,并对供电煤耗进行了校验。结论表明,对火电机组承担的负荷曲线波动程度进行定量计算的方法对抽水蓄能电站的优化运行调度有一定的指导意义。     

电力现货市场环境下抽水蓄能日出力曲线优化模型

在我国电力现货市场的背景下,抽水蓄能电站以经验型调度为主的调度方式无法实现与火电机组的高效协调运行,由此造成社会效益损失,针对这一问题,设计了抽水蓄能电站日前和实时出力曲线优化模型。该模型基于负荷预测和发电报价,以全社会发电成本最小为目标,综合考虑抽水蓄能电站的调节能力及运行约束。新的调度模型能够更好地发挥抽水蓄能电站提供备用及削峰填谷的作用,增加整个社会的经济效益。IEEE 30节点算例验证了该调度模型的优势。     

美国电力市场环境下抽水蓄能调度模式分析及启示

抽水蓄能在促进发电资源优化配置、维持电网安全稳定运行方面发挥着重要的作用,合理的抽水蓄能调度模式能够最大化运营商的运行收益和系统效益。美国在电力市场机制和抽水蓄能调度模式方面有成熟的经验,文中主要梳理了美国电力市场环境下抽水蓄能的3种调度模式:自调度、半调度和全调度,比较并分析了优化目标、运行约束、优化效益等主要环节的具体实践及应用区域。此外,以给定地区内抽水蓄能和火电机组联合调度为例,分析了3种调度模式下优化结果的差异及原因。最后,在总结美国抽水蓄能调度模式的基础上,提出了对中国电力市场环境下抽水蓄能调度模式的建议。     

获得固定输电权的风电公司日运行优化的研究

风电为平衡自身波动性需与储能装置联合运行,基于风蓄联合发电公司在电力市场环境下获得固定输电权的前提下进行分析,建立了以日运行收益最大化为目标的含风电场、抽水蓄能电站、常规火电厂和系统负荷的简单电力系统模型。考虑峰谷电价、功率平衡、风电场的运行约束和抽水蓄能电站的运行约束的情况下,应用在标准粒子群算法基础上进行改进的粒子群算法迭代寻优,最后求得最优解。仿真结果表明所提出的模型及求解方法能够计算风蓄联合发电公司的最优日收益,实现收益的最大化。     

考虑输电阻塞的风蓄联合日运行优化的研究

风电由于自身特性需与储能装置联合运行.基于风蓄联合发电公司在电力市场环境下考虑输电阻塞的前提下进行分析,以美国西部电网WSCC标准测试系统基础上改进的系统进行仿真分析,考虑峰谷电价、功率平衡、风电场的运行约束和抽水蓄能电站的运行约束,应用在标准粒子群算法基础上改进的粒子群算法迭代寻优,求取考虑输电阻塞的风蓄联合发电公司的日运行最优收益.仿真结果表明本文建立的模型及提出的算法能够求出风蓄联合发电公司在考虑输电阻塞下的最优日收益.     

白山混合式抽水蓄能电站水库调度效率分析

白山混合式抽水蓄能电站为具有常规发电机组和抽水蓄能机组混合的大型水库水电站.本文在充分考虑东北电网需求的前提下,利用抽水蓄能机组的抽水功能,优化白山水库年内的水位变化过程,提高白山水库的运行水位.获得最大化的"水头"增发电量,实现白山混合式抽水蓄能电站年发电量的最大化或年调峰效益的最大化.结果表明发电量最大模型的抽水发电转换效率明显比调峰效益最大模型相应系列的抽水发电转换效率高,发电量最大模型的抽水发电转换效率为90.65～95.50%,调峰效益最大模型的抽水发电转换效率为87.94～92.58%,都比纯抽水蓄能电站的发电转换效率高,表明了混合式抽水蓄能电站的优势.     

山东电网调峰分析及对策

分析山东电网火电机组调峰现状,对火电机组、燃气轮机及抽水蓄能机组调峰进行经济技术分析,指出山东电网调峰应以火电机组为主,并将大力发展抽水蓄能电站和燃气轮机调峰。     

广东电网节能发电调度模型与应用

为了应对日益严峻的能源与环境形势,中国颁布并实施了电网节能发电调度办法。由于该办法仅仅提供了基本的调度原则,广东电网在节能发电调度的推行过程中,缺少能满足政策的节能发电调度模型与算法。为解决这一实际问题,在分析现有节能发电调度方案不足的基础上,提出了考虑节能发电调度规则的混合整数线性规划机组组合与发电计划模型,以实现广东电网的节能发电调度。由于广东电网的抽水蓄能装机容量比重较高,在模型中考虑了抽水蓄能的作用。所提模型的有效性在IEEE10机39节点系统上得到验证。将该模型用于广东实际电网,分别给出了以节煤和降低购电成本为目标的广东电网节能发电调度模式下的调度策略及分析。在此基础上,探讨广东电网抽水蓄能机组在不同调度模式下的一般调度原则。     

泰山抽水蓄能电站运行决策分析系统的开发与应用

抽水蓄能电站对电网削峰填谷,改善火电机组运行环境具有重要意义。设计实现了山东泰山抽水蓄能电站调度运行决策分析系统,基于滚动决策思想分别建立了火电机组调峰平衡决策模型、抽水蓄能机组运行效益预估模型、抽水蓄能运行决策模型以及抽水蓄能运行效益后评估模型。实际应用表明,该系统能够充分发挥抽水蓄能机组对山东电网运行的安全性、经济性的作用,为抽水蓄能机组调度运行提供了方便实用的工具。     

A Joint Smart Generation Scheduling Approach for Wind Thermal Pumped Storage Systems

Abstract

Energy storage plays a crucial role in the development of smart grids with high wind power penetration. Pumped storage is an effective solution for smoothing wind power fluctuation and reducing the operating cost for a wind thermal power system. The joint generation scheduling of power systems with mixed wind power, pumped storage, and thermal power is a challenging problem. This article proposes a novel two-stage generation scheduling approach for this problem in the contexts of smart grids. Through optimization, a day-ahead thermal unit commitment and pumped storage schedule are provided; then, in real time, the pumped storage schedule is updated to mitigate the wind power forecasting error and hence avoid the curtailment of wind power generation. The proposed model aims to reduce the total operating cost, accommodate uncertain wind power as much as possible, and smooth the output fluctuation faced by thermal units, while making the system operate in a relatively reliable way. A binary particle swarm optimization algorithm for solving the proposed model and the pumped storage schedule update algorithm are also presented. The model and algorithm are tested on a ten-generator test system.     

考虑环境效益的抽水蓄能电站日运行方式优化

随着能源短缺和气候环境的恶化,节能减排和可持续发展已逐步深入到电力系统生产运行的各个方面。分析了抽水蓄能电站的环境效益,以系统发电成本和污染物排放的综合费用最低为目标,建立了计及环境效益的抽水蓄能电站日运行方式优化模型。通过对抽水蓄能电站运行容量和备用容量的划分,以最大化调峰效益安排其抽水发电位置,并求解各运行方式下的系统运行成本,寻得最优运行方式。最后通过算例验证了本文模型和方法的合理性。     

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.     

直流互联下含储电力系统调峰的优化及仿真分析

只有实现储能与电力系统关键过程的深度融合,才能进一步发挥储能的作用和价值,激发新的商业应用。传统电力系统主要依靠常规发电容量及交流输电实现调峰,然而,对调峰过程参与度越高,发、输电投资容量的利用率、系统运行效率反而会降低。有必要在投建有排放的发电厂、日益昂贵的输电走廊和成本快速下降的储能之间选择其调峰容量的最佳组合。构建反映多种容量参与、输和储调峰能力协调的调度仿真环境能够为规划乃至运行分析提供关键决策支持。文中在考虑制约上述调控过程的各类非线性及时变因素基础上,提出了基于最优价值网络的跨区直流输电调峰优化方法,以及输、储协调调控优化框架。最后,仿真比较了典型送—受端网络中不同输、储容量配比的调峰效果差异及其对发电侧的影响。     

面向弃风消纳的电储能-热电分级协调优化方法

中国北方地区存在高比例的热电联产机组,受冬季采暖负荷制约,调节能力有限,引发冬季弃风问题,增加电储能和储热设备是提高热电联产机组调节能力的重要手段。研究在电力辅助服务市场环境下的热电联产机组与电储能、储热设备的协调优化运行方法,分别建立以电储能设备和热电联产机组调峰效益最大和蓄热效益最大为目标,考虑弃风最大化消纳、系统供热需求以及热电联产机组、电储能和储热设备运行约束的分级协调优化模型。系统仿真测试表明：所提方法能够协调优化电储能和储热装置的运行,充分利用储热设备的多日调节能力,提高系统在电力市场中的运行收益,有效减少弃风。研究结果对解决当前电力市场环境下北方地区的冬季弃风问题具有一定价值。     

Effect of a pumped storage plant on the generation reliability of the Taiwan power system

A novel approach to the reliability analysis of a power system with both hydro and pumped storage plants is presented in this paper. The proposed method is based on the concept of peak shaving for the hydro and pumped storage units. Different values of the stored energy of the pumped storage units are employed to demonstrate their effect on the generation reliability of a power system. The proposed scheme has been applied successfully to the reliability analysis of Taiwan power system.     

面向弃风消纳的电储能-热电分级协调优化方法

中国北方地区存在高比例的热电联产机组,受冬季采暖负荷制约,调节能力有限,引发冬季弃风问题,增加电储能和储热设备是提高热电联产机组调节能力的重要手段。研究在电力辅助服务市场环境下的热电联产机组与电储能、储热设备的协调优化运行方法,分别建立以电储能设备和热电联产机组调峰效益最大和蓄热效益最大为目标,考虑弃风最大化消纳、系统供热需求以及热电联产机组、电储能和储热设备运行约束的分级协调优化模型。系统仿真测试表明：所提方法能够协调优化电储能和储热装置的运行,充分利用储热设备的多日调节能力,提高系统在电力市场中的运行收益,有效减少弃风。研究结果对解决当前电力市场环境下北方地区的冬季弃风问题具有一定价值。