电、煤锅炉联合供暖消纳弃风策略及效益分析

针对当前中国"三北"地区风电大规模快速发展而存在的大量弃风问题,研究基于电储热锅炉和燃煤锅炉联合供暖的弃风消纳策略,并建立起综合效益分析模型。根据电网运行管理部门的风电出力与负荷预测数据,建立特定时间段内弃风电量计算模型,并在此基础上研究电储热锅炉利用弃风电量储热、放热的"电-热"能量转换模型,提出利用弃风电量替代燃煤锅炉进行供暖的调度策略。根据热网所需总热量及电储热锅炉调度策略,研究燃煤锅炉最佳节煤运行方式,进一步提出电、煤锅炉联合供暖消纳弃风协调调度控制策略。研究电储热锅炉所消纳弃风电量与同等热量下燃煤锅炉煤耗间换算模型,建立电、热锅炉联合消纳弃风的综合效益分析模型。以风电供暖工程实例进行的仿真分析表明,该文提出的电、煤锅炉联合供暖消纳弃风策略可有效提高弃风消纳能力,同时能大幅减少燃煤锅炉煤耗,提升经济和环境效益。     

电网储能与弃风协调运行方法

提出电网通过储能建立消纳风电的安全屏障,研究储能投入能力评估和判别方法,建立储能运行模型和储能额定功率与风电消纳需求关系模型,构建电制热储热负荷与供暖期弃风相关性分析方法,探索弃风电量、弃风小时数与弃风电力的定性关系。实际分析案例表明,储能消纳弃风效果明显,储能功率按最大弃风功率配置,储能利用效率并不高,电制热储热负荷消纳的是供暖期的弃风电量。     

电热泵与燃气锅炉辅助方式下电-热-风耦合调度策略研究

针对中国北方采暖期电网调峰能力不足及风电消纳困难的问题,引入热电联产机组系统中风-电-热供需不同步的矛盾,并通过燃气锅炉的快速响应特性提高供热系统的调节能力,构建电热泵与燃气锅炉辅助消纳风电方式下电热系统联合运行场景,建立该场景下的电-热耦合优化调度数学模型,并利用粒子群优化算法对其进行求解。仿真结果表明:该电-热耦合系统调度模型能有效提高风电利用效率,降低北方地区供暖期弃风率,减少电热耦合功能系统运行煤耗,有助于实现低碳化能源供给。     

计及弃风消纳的储电-蓄热协同优化控制研究

针对新疆地区全年供暖期长、供暖期间弃风情况严重的问题，考虑采用蓄热式电锅炉将风能进行转换以促进弃风就地消纳能力。首先考虑风电的快速波动及随机性等不确定性，引入具有灵活调节、双向流动功能的电化学储能协同蓄热式电锅炉消纳弃风。然后建立蓄热-储电系统的供暖模型，根据所提出优化控制策略进行仿真调度。最后以新疆某风电场的真实数据为例，通过仿真分析对比不同供暖方案下弃风消纳率和供暖效益，验证所提方案的经济性及有效性。     

太阳能热泵-蓄热电锅炉弃风消纳策略仿真

随着清洁能源政策的不断完善,风能和太阳能资源得到了充分的利用,但是风电的“昼低夜高”反调峰特性会导致风电消纳能力受限。为了更大限度且更加灵活地消纳弃风电量,文章设计了以蓄热式电锅炉储热为主导,直接供电模式下的太阳能热泵-弃风蓄热供暖系统。同时,为兼顾系统运行成本和弃风消纳电量,建立了系统的优化调度数学模型,综合考虑弃风量、电锅炉功率、热功率及蓄热量等约束条件,采用NSGAII多目标优化算法对模型进行求解,从而获得蓄热电锅炉运行功率的优化调度方案。研究结果表明,优化调度方案可在保证系统经济运行下合理调度蓄热电锅炉的运行功率,与优化调度前相比,优化后的系统能够多消纳弃风电功率3 261 kW,弃风消纳率可达26%。     

基于风电-蓄热式电锅炉联合供暖的风电消纳多目标双层优化调度

为解决中国"三北"地区供热期间"风热冲突"问题,在风电消纳困难的电网末端加装蓄热式电锅炉,利用弃风电量进行供热以促进风电就地消纳。该文以弃风消纳最大和运行成本最小为目标建立基于风电-蓄热式电锅炉联合供暖的风电消纳多目标优化模型,提出双层优化求解的思想,并采用改进型多目标粒子群优化算法进行求解,对生成的Pareto解集使用模糊隶属度法进行筛选。基于中国吉林省某示范工程的实际数据的仿真结果验证了该方法能够有效降低运行成本,提高风电消纳水平。     

耦合电锅炉和储热的热电联合系统风电消纳分析

冬季供暖期"以热定电"的运行模式限制了电力系统的灵活性,导致风电消纳能力不高,因此需要加强对电网和热网的协调调度.文中建立了一个包含电锅炉和储热装置的热电联合系统优化调度模型,并以一个实际的案例为例,分析了四种场景下系统的风电消纳情况和运行成本.结果表明,电锅炉和储热装置在风电消纳机理上有明显不同,电锅炉更能够增强系统...     

含附加热源和需求响应的电热联合系统运行优化

为缓解供暖期弃风高发问题,从解耦供热机组“以热定电”约束、提高电网调峰能力角度出发,文中提出考虑附加热源与需求响应的电热联合系统优化调度模型。系统中储热和电锅炉作为附加热源共同作用以降低机组热电耦合关系,并且在系统负荷侧通过需求响应增强电网调峰能力。以最低运行成本为目标综合考虑弃风惩罚成本、需求响应成本及系统内各单元约束建立电热联合系统调度模型。通过遗传算法进行求解算例,对比分析了系统在传统的热电联产、仅考虑需求响应、系统中引入附加热源、含附加热源-需求响应联合运行4种不同调度方式下的风电消纳效果。分析结果表明,所提方法的风电消纳能力最优且具有最佳经济性。     

风电供热系统的能源利用率和经济性分析

为降低北方风电场的弃风率,结合北方冬季的供暖需求,风电供暖系统作为解决方案被提出。本文选取了目前国内外存在的与风电相关的4种供热系统方案:风能—电锅炉、风能—地源热泵、风光电互补供热系统、风电光热混合供热系统,并对其能源利用率、供暖能力和经济性进行了比较分析。结果表明,风能—地源热泵供热系统相较其他3个系统具有优势,但总体而言,采用风电供暖系统的供暖价格仍远远高于传统燃煤供暧,风电供暖项目的推动仍需国家政策上的支持。     

基于供热系统热惯性供热机组短时深度参与电网调峰及风电消纳研究

针对我国供热机组占比高的北方寒冷地区特别是东北地区的电网,在冬季供暖期间存在严重弃风的问题,提出了利用供热系统的蓄热特性,供热机组短时深度参与电网调峰及风电消纳的方法,并建立了供热系统热惯性数学模型和含供热系统热惯性供热机组短时深度参与电网调峰及风电消纳的数学模型。结合案例的详细计算说明了配合电网在用电高峰时段,采取供热机组对建筑物提前蓄热的办法,蓄热时间为6. 44 h,在电网低负荷时,供热机组降适当减少供热量进而减少电负荷,利用建筑物和热网的蓄热量满足供热要求,放热时间为8. 26 h,从而获得更加深度调峰容量空间协助电网度过低谷并消纳风电等可再生能源,具有可行性和可操作性。供热机组按最小抽汽量114. 3 t/h运行时,每台机组可为风电并网增加约162. 96 MW的容量。     

Economic analysis of electrical heating with heat storage using grid integrated wind power

针对冬季供热期我国北方地区因电网风电接纳能力不足导致的严重弃风问题,研究了电力市场背景下采用蓄热式电采暖提高电网风电消纳规模的经济性评估问题,考虑弃风电量、弃风电价等因素影响,建立了弃风蓄热式电采暖系统的经济性评估模型,分析了影响蓄热式电采暖系统经济性的关键因素。结合某清洁供暖示范工程进行算例分析,分析了协定弃风电价对系统经济性的影响,对所提出的经济性评估模型的有效性进行验证,为蓄热式电采暖可行性分析奠定了理论基础。     

大规模弃风与储热协调调控评估方法

北方地区合理利用大规模弃风电量,特别是将弃风用于清洁供暖,必将产生巨大的社会效益.本文重点研究弃风电量与储热容量匹配关系,以及评估某省级电网连续5年储热跟随弃风运行情况.首先,提出基于年弃风电量、年最大弃风功率和最大日弃风电量的全额消纳弃风储热容量配置方法,以及基于年最大弃风功率按百分比部分消纳弃风的储热容量配置方法.然后,根据分布式储热和集中式储热的运行特性,构建储热跟随弃风能力的评估模型.最后,通过某省级电网连续5年的实际运行案例进行数值分析,研究供暖季和供暖季低谷期弃风消纳问题.弃风消纳电量与储热配置容量结果显示,储热装置对电网弃风消纳效果显著,随着风力发电装机容量增加,储热配置容量也应增加才能满足弃风消纳需求,且不以百分百消纳弃风电量为目标配置储热容量更经济.此外,储热跟随弃风评估结果显示,基于年弃风电量配置储热功率更符合电网的实际运行情况,储热应跟随弃风规律运行才能提升电网消纳弃风的能力.     

国家能源局发文促风电并网消纳 确保清洁能源优先上网

国家能源局7日对外发布《关于做好2015年度风电并网消纳有关工作的通知》,要求各省级能源主管部门和电网企业高度重视风电有效利用,优化本地电网调度运行,挖掘系统调峰潜力,确保风电等清洁能源优先上网和全额收购。2014年,全国风电平均弃风率8%,同比下降4个百分点,全国除新疆地区外弃风率均有不同程度的下降。但是,弃风限电问题仍是影响我国风电健康发展的主要矛盾。2015年,"三北"北地区投产的风电规模会有较大     

Capacity demand analysis of energy storage in the sending-side of a power grid for accommodating large-scale renewables

我国新能源富集的"三北地区"弃风弃光现象严重,同时储能技术发展已逐步接近规模化应用水平。该文在分析影响新能源消纳问题的电网结构特性、储能技术应用发展方向与技术水平的基础上,基于电网可最大释放的新能源发电空间约束建立了以缩减弃风率与弃光率为目标的储能系统功率与容量配置的数学模型,结合储能投资成本与提升新能源消纳收益构成的投资收益比评估约束指标,提出了满足新能源消纳性能/投资成本比较优的储能容量需求计算方法,探索了储能提升新能源消纳能力的技术与经济可行性分析思路。以消纳风电和光伏为主的两省级电网为例,讨论了储能在送端电网中促进风电和光伏消纳应用中的作用及经济适用性,验证了该新能源消纳方案的可行性。     

2015年京津唐电网风电消纳能力研究

大规模风电的发展,使风电消纳问题成为电网运行的难题之一.本文针对京津唐电网的实际情况,考虑京津唐电网风电在不同时间的出力特性,利用电网低谷和高峰双平衡理论,对京津唐电网每个月的风电消纳能力进行了详细研究和计算.通过研究得出,京津唐电网消纳风电困难的时间分布于每年的1月、2月和12月,且时间集中在每日的0点至6点的6个小时内.如果在电网调峰困难的典型日内考虑一定的弃风电量,将可以提高电网消纳风电装机的能力.     

国内可再生能源新闻

综合类国家能源局启动风电光伏"并网"监管国家能源局2013年9月发出通知,将在全国10个省市区全面启动针对风电和光伏发电的电网消纳情况及电费结算情况的市场监管,着力解决当前日益突出的风电"弃风"、光伏"弃光"问题。据了解,目前国内风电光伏"弃风、弃光"现象日趋严重,风电"弃风"问题在2012年造成的     

计及风电功率误差的短期风电消纳评估

风电功率的短时大幅变化会对电网的可靠性与经济性产生影响,为更加准确地量化评估电力系统在较短时间内的风电消纳状况,需要考虑风电功率预测的误差。为此,基于风电预测误差的分布与自相关函数,生成风电预测误差时间序列,通过模拟实际系统的发电计划制定、自动发电控制、弃风、切负荷,计算可靠性指标与经济性指标,以此评估短期风电消纳状况。在IEEE 30节点系统上进行了不同预测误差分布参数以及AGC机组占比的仿真,从而验证了所提方法的有效性。     

分时电价下大用户直接消纳风电优化模型

风电出力与负荷需求的不协调性导致弃风现象时有发生,实行分时电价和引导大用户直接消纳风电可以优化弃风问题解决方案。文章建立了分时电价下大用户直接消纳风电时火电、风电、大用户3方的收益模型;建立了考虑火电、风电、大用户3方约束条件下的系统利益优化模型;以利益最大和弃风最小为目标,对提出的算例进行优化,表明大用户与分时电价双途径可以优化风电消纳,同时需要考虑合理的弃风,以使各方利益均衡。算例分析验证了所提出模型的有效性和适用性,表明该模型对风电与需求侧组合调度策略具有一定的参考价值和指导作用。     

考虑风电消纳的电热联合系统多源协调优化运行

为解决中国"三北"地区风电消纳问题,从提升电力系统调节能力的角度出发,通过在供热侧配置储热、供电侧配置抽水蓄能,与常规机组共同参与电网优化调度,形成电热联合系统多源协调运行的调度模式。在研究电热负荷与风电出力分布特性的基础上,深入分析电热联合系统多源协调对风电消纳的影响机理,以风电消纳电量最大和系统运行成本最小为目标建立电热联合系统多源协调优化模型,并采用多目标和声搜索算法对模型进行求解。以6节点系统为例验证了模型的有效性,结果表明电热联合系统多源协调运行可有效降低系统运行成本,提高风电消纳水平。     

聚合商模式下电动汽车消纳风电研究

电动汽车协同新能源共同规划为新能源的充分利用带来新机遇。文章研究了聚合商模式下的电动汽车消纳弃风的调度策略;设计了聚合商、电动汽车车主、风电场三方共同获利的合作方法;提出了包含电动汽车的可信度和剩余电量的电动汽车可调度潜力评估方法;对参与聚合商充放电控制的电动汽车进行排序,建立了考虑风电出力不确定性的聚合商协同风电场消纳弃风的优化调度模型。该模型以聚合商收益最高为目标函数,在分析购电分时电价、电动汽车充电分时电价的基础上,结合各类基础参数对模型进行求解。文章以上海某区域为研究对象进行算例仿真,验证了所提策略既能使三方获利,又能取得消纳部分弃风和减轻电网负荷高峰的效果。