基于需求响应的采暖期热电联产系统风电消纳研究

提出一种基于需求响应的热电联产系统风电消纳策略。综合考虑热负荷与电负荷需求,以及风电功率预测上下限,制定实时电价,从而进行居民用户价格型需求响应调度。同时,在保证热负荷需求,满足用户基本采暖需求及温度舒适性的前提下,通过对电采暖系统的温度调节,改变工业、商业用户电采暖负荷需求,对风电波动进行实时响应,从而实现电负荷需求满足风电机组出力的目的。算例分析表明,该方法能够在保证用户供暖需求的条件下,有效提高系统供暖期风电消纳能力,节约系统运行成本。     

计及碳排放权交易的风电储能协同调度优化模型

为了缓解风电出力的随机性和间歇性对电网安全稳定运行产生的影响,提升电力系统的风电消纳能力,基于传统风火电节能调度优化模型,引入碳排放权交易和储能系统,构建了碳交易、储能系统及两者共同参与下的系统风电消纳优化模型。以10台火电机组和2 800 MW的风电场构成模拟仿真系统,分析碳交易和储能系统对系统消纳风电的影响。算例分析显示,碳交易的引入能够提升具有清洁特性的风电并网电量,减少系统发电煤耗;储能系统的引入有利于平缓风电输出功率,抑制功率波动幅度;同时引入碳交易和储能系统对提升电力系统风电消纳能力的优化效果达到最佳。     

考虑核电参与的多能联合调峰系统低碳经济调度北大核心

随着“低碳经济”的发展,核电、风电等大规模接入电网已是必然趋势,但风光等间歇性能源渗透率的提高以及核电机组满发运行的方式,导致了负荷峰谷差的不断加大。为了满足系统调峰需求和核电安全性要求,建立了多能互补的风-核-火-气-抽水蓄能联合优化调度模型。所建模型在传统经济调度基础上引入碳交易机制,以联合调峰成本最低为目标,计及系统约束和各电源运行约束,对联合调峰系统消纳风电的能力以及核电调峰模式的改变进行了分析。基于核电机组实际运行特点,用0-1变量对核电调峰模型进行表征,并利用GUROBI求解器对该混合整数规划问题进行求解,算例仿真验证了所建模型对于促进风电消纳、缓解系统调峰压力、优化核电机组调峰模式、协调系统经济性与低碳性的作用。     

蓄热电锅炉参与受阻风电消纳的源荷优化控制方法

随着风电接入电网比例的不断提高,冬季供暖期常规电源调峰能力不足造成的风电消纳受阻问题凸显.而在"三北地区"快速发展的大容量蓄热电锅炉负荷具有良好的可时移和连续调节特性,若参与系统调节,可有效提高系统的调峰能力,缓解风电消纳受阻问题.基于此,提出了一种蓄热电锅炉参与受阻风电消纳的源荷优化控制方法.首先基于冬季供暖期系统"...     

热电联产中电锅炉调峰问题

为充分利用风能进行发电,减少化石燃料的燃烧量,需要解决将风电并入电网带来的弃风问题.采用在二级热网设置调峰电锅炉的方法来消纳过剩的风电,通过合理分配各机组的出力来降低整个电力系统的运行成本,建立了考虑风电的热电联产电力系统优化调度模型,以机组的煤耗量作为目标函数.考虑到风电的消纳问题,设置了反映煤耗量和弃风量的适应度函...     

风电动态接纳区间与备用的协调优化

消纳问题是制约大规模并网风电高效利用的瓶颈,而调度决策是消纳并网风电的核心问题。根据风电功率预测误差概率分布及功率波动概率分布与备用需求变化间的关联关系,建立并网风电的备用需求模型,定量的表示风电出力的不确定性。在调度决策中,将风电视为可“主动”参与调度的电源,构建了风电动态接纳区间与备用协调优化的调度模型。模型计及了风电的不确定性,通过制定合理的风电并网容量区间计划和机组出力计划,在保证系统运行安全性的同时兼顾了系统运行的经济性,为含大规模并网风电系统最大程度地合理消纳风电提供了方法。     

需求侧能量枢纽和储能协同提升风电消纳和平抑负荷峰谷模型

针对含风电和能量枢纽主动配电网负荷峰谷波动加大及弃风问题,提出一种需求侧能量枢纽和储能协同平抑负荷峰谷及提升风电消纳模型.在分析需求侧源荷储模型基础上,分析其对弃风和峰谷差影响,获取等效负荷曲线;提出跟随各时段负荷变化和风电穿透率制定风电供冷热电权重系数,改进能量枢纽进冷/热电耦合运行模式,横向通过多能互补提升风电消纳水平;同时协同能量枢纽(EH)改进耦合运行模式,确定储能跟随主动配电网状态的充放电控制策略,纵向转移电量平抑峰谷且提升风电消纳水平,从而给出一种能量枢纽和储能协同平抑峰谷和提升风电消纳的模型.最后采用改进的IEEE 33节点配网系统算例仿真,结果表明文中模型能有效提高主动配电网风电消纳,且对削峰填谷作用明显.     

含电极式电锅炉的地区电网电源侧综合效益分析

为了研究提升地区电网风电消纳能力后的综合效益情况,兼顾现行的电力调峰辅助服务交易规则,建立基于熵权法的地区电网综合效益的综合评价指标。综合考虑风电功率的不确定性和有偿调峰辅助服务费用等因素,基于整体模型法建立地区电网综合效益的评估模型。采用算例试验对所提模型进行仿真验证,算例结果分析表明,电源侧配置电极式电锅炉方案相较于替代方案可以提高地区电网风电消纳能力,为系统提供充足的灵活性,能够有效提升地区电网电源侧综合效益。     

含电极式电锅炉的地区电网电源侧综合效益分析

为了研究提升地区电网风电消纳能力后的综合效益情况,兼顾现行的电力调峰辅助服务交易规则,建立基于熵权法的地区电网综合效益的综合评价指标。综合考虑风电功率的不确定性和有偿调峰辅助服务费用等因素,基于整体模型法建立地区电网综合效益的评估模型。采用算例试验对所提模型进行仿真验证,算例结果分析表明,电源侧配置电极式电锅炉方案相较于替代方案可以提高地区电网风电消纳能力,为系统提供充足的灵活性,能够有效提升地区电网电源侧综合效益。     

基于风电消纳的梯级水电实时调度策略及其评价方法

针对系统调峰能力不足引起的弃风现象,提出了一种基于风电消纳的梯级水电实时调度方法。该方法以风电出力波动最小为目标函数,考虑梯级水电约束和外送功率限制,建立了梯级水电-风电联合调度模型。并提出梯级水电-风电联合运行评价指标,从风电消纳、库容安全、经济性三方面对该调度策略做出评价。最后以甘肃黄河流域刘家峡～乌金峡共8座梯级水电站与甘肃河西风电基地为研究对象进行仿真分析。仿真结果表明,采用梯级水电-风电联合调度策略能显著增进风电消纳。     

考虑电热需求响应的光热-电热综合能源系统源荷协调经济调度

负荷侧灵活性资源协同源侧多模式供热有利于电热综合能源系统低碳运行,为缓解“三北”地区“风热冲突”现象、提高风电消纳量从而降低系统碳排放量提出一种计及电热需求响应的光热-电热综合能源系统源荷协调经济调度模型。源侧通过配备储热装置的光热电站(Concentrated Solar Power, CSP)和电加热装置(Electric Heater, EH)协同热电联产机组(Combined Heat and Power, CHP)供热在一定程度上解耦其“以热定电”工作模式,网侧建立了稳态电热潮流,荷侧计及电热需求响应,模型的综合优化目标考虑了系统总运行成本、弃风惩罚成本及碳交易成本。基于改进的IEEE30电网与6节点热网系统对所建立模型进行仿真,算例结果表明源荷协调运行可有效降低系统总调度成本、提高风电并网发电量及减少系统碳排放量。     

可再生能源消纳责任权重制下风电多阶段消纳策略

风电等可再生能源的迅速发展使其成为了电网的重要组成部分，但其出力的不确定性为消纳带来了一定的困难。基于不同时间尺度下风电不确定性强弱，考虑不同电力市场间的联动，结合可再生能源消纳责任权重的实施背景，提出一种可再生能源消纳责任权重制下的风电多阶段消纳优化策略。中长期市场中，建立交割日前顺负荷电量出清模型，优先消纳风电稳定出力段；日前市场中，建立火电参与调峰的市场出清模型，最大化风电消纳；实时平衡市场中，建立单侧挂牌交易市场出清模型，完成过剩风电的实时消纳；绿证市场中，基于古诺模型模拟的绿证市场，最大化发电商收益。模型间通过风电出力的变化进行数据传递与交易控制。仿真结果表明，该多级消纳策略在促进风电消纳的同时降低了社会发电成本。     

基于交互式实时电价机制的用电优化研究

为满足对新能源消纳和电力供需平衡的要求,以新能源为主体的新型电力系统需要最大程度发挥负荷侧调节能力。针对当前用户侧调节能力未充分挖掘的问题,提出一种基于交互式实时电价机制的用电负荷优化方法。首先,基于区域电网内新能源总和建立广义标杆新能源出力曲线,提出一种基于改进时间序列形态相似度的用电负荷与广义新能源标杆曲线的源荷相似度计算方法,并构建负荷与电价的关联模型;进而提出基于源荷相似度的交互式实时电价机制引导用户参与响应;最后,构建多目标优化模型进行负荷优化。仿真结果表明,所提交互式实时电价机制的负荷优化效果更好,能够有效提高用户参与需求侧响应的积极性,相似度变化值能够准确衡量新能源与负荷曲线的相似度水平,使净负荷功率趋于平稳,促进新能源的高质量消纳。     

计及电压稳定约束的含风电区域电网调度域划分

为了解决风电接入电网带来的系统灵活性与风电消纳以及运行不稳定问题.文中提出了随机潮流下电压稳定L指标评价电压稳定与电网运行域的概念,该方法可以准确地找出风电并网后全网电压稳定性最薄弱的节点,帮助调度人员对薄弱节点监视与控制,并提出基于观测全网电压稳定情况的电网运行域划分指标,基于电压稳定约束将电网划分为不同的运行域.通过IEEE-30节点典型算例系统仿真计算,验证了所提策略与指标的有效性.     

基于MOPSO的分布式电采暖温度范围多目标优化

文中针对分布式电采暖设备温控范围设定方式问题,研究了分布式电采暖设备温度上下限与人体舒适度及经济性的对应关系,建立了分布式电采暖设备运行模型,综合考虑经济性及人体舒适度目标,构建了分布式电采暖设备温度上下限设定优化模型,基于多目标粒子群优化算法对温度上下限设定优化模型进行求解,在此基础上对比分析分布式电采暖设备恒温限方法与变温限方法调节效果,验证了本文所提方法的有效性,为分布式电采暖设备温度上下限制定提供新的思路.     

分布式蓄热电锅炉对弃风电量的消纳能力评估

合理利用用户侧蓄能环节可以提高电力系统的调峰能力,加强电力系统消纳间歇性可再生能源的能力.针对蓄热电锅炉在弃风电量消纳过程中的应用,围绕可消纳电量(总量),消纳功率(强度),消纳速度(速度)3个方面,涉及日前、日内小时级以及日内实时3个层面,建立了一套评估指标集.该评估指标集为蓄热电锅炉消纳指令的下发提供数据支撑,为运...     

提升风能消纳清洁供热项目的经济性优化配置

在中国三北地区,热电联产机组"以热定电"的运行调节模式是供暖季出现严重弃风的重要原因之一.推进电供热、配置蓄热设备是促进风电消纳、降低系统能耗的有效方式.为实现清洁供热项目的经济性最优,提出了一种基于遗传算法和传统机组组合的双层优化模型.首先,在分析热、电能源供需的基础上,给出了区域能源系统的典型结构;然后,将日内净收益作为经济性优化的定量评价指标;通过分析能源系统的短期优化调度方式,得到最终的双层优化模型.在该模型中,外层优化利用遗传算法对不同的配置组合情况进行全局搜索,内层优化则通过求解线性规划给出特定组合条件下清洁供热项目的日内净收益.案例分析表明,清洁供热项目的经济性最优配置与区域能源系统的热、电负荷、风电出力特性和社会经济条件有关;同时,遗传算法可稳定收敛到全局最优点附近,优化计算结果完全满足工程应用的要求.另外,虽然清洁供热改造能够显著降低系统的弃风量,但出于经济性考虑,弃风并不能完全消除.     

考虑需求响应和风电不确定性的能源系统调度

将价格型需求响应的影响因素分为电、气分时自弹性和电-气交叉价格弹性,两者分别考虑价格调控下能源需求在时间、类型上的转移. 依据模糊数的物理意义对风电历史数据进行拟合;考虑不同场景的发生概率对不确定性的影响,提出基于多场景的模糊优化模型. 依据模糊规划理论,考虑价格型需求响应、风电出力和系统负荷的不确定性,建立考虑风电消纳的电-气综合能源系统源荷互动日前模糊优化调度模型. 采用模糊期望约束、模糊机会约束的等效处理方法和天然气气潮流线性化方法将非线性约束转化为线性约束并求解该模型. 算例表明,通过考虑价格型需求响应和风电不确定性,可以更加准确地模拟在不确定的市场环境下,用户在不同能源间的选择行为,同时降低用能的峰谷差,提高风电的消纳能力.     

集群电动汽车配合风电调峰的滚动优化调度方法

随着风电场建设和接入的规模不断扩大,电网的安全稳定也受到了风力不确定性的挑战。从解决风电不确定性的角度出发,在日前调度优化的基础上引入区域电网内的电动汽车集群形成虚拟储能系统,参与电网调度。为能实时处理预测误差,计及电动汽车用户的容量约束进行功率分配,通过日前优化与实时更新相结合的方法,建立了基于多维决策空间的多时间尺度滚动更新的调度方法,用于解决实时优化中火电机组备用和储能系统/备用响应预测误差的功率分配问题并基于算例验证了该方法在经济效益、风电消纳、运算效率上的可行性,为未来高比例风电的就地消纳提供参考。     

基于分布鲁棒优化的含碳捕集电厂与电转气装置协同的日前低碳经济调度

电网中接入碳捕集电厂与电转气装置对于实现碳减排、促进新能源消纳至关重要。首先引入碳交易机制,基于碳交易计算模型,建立采用综合灵活运行方式的碳捕集电厂和电转气装置的协同运行模式,分析其对新能源消纳和降低碳排放总量的促进作用。在此基础上,同步考虑碳捕集机组和火电机组的相关检修约束,构建机组检修-运行联合优化调度模型,验证机组检修-运行联合优化相较于分别优化的经济性和合理性。同时,在所建立的机组检修-运行联合优化调度模型中充分考虑大规模新能源的不确定性,提出基于数据驱动的检修-运行两阶段分布鲁棒优化算法,兼顾了系统经济性和鲁棒性。最后,基于Gurobi对改进的IEEE-39节点系统进行仿真验证,结果证明所提模型可显著降低碳排放,并进一步促进风电消纳,实现系统经济性及鲁棒性更均衡的检修-运行联合调度。