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。     

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.     

基于启停电锅炉与储热装置协调供热的风电消纳低碳经济调度

为解耦热电厂中热电机组"以热定电"的刚性约束,提高风电消纳能力,降低碳排放成本,研究启停电锅炉与储热装置协调供热策略,建立基于启停电锅炉与储热装置协调供热的风电消纳低碳经济调度模型。该模型以经济环境成本最低为目标,引入碳排放成本参数,考虑热电机组热电耦合约束,热、电平衡以及机组爬坡等约束。算例对4种供热方式下系统的风电消纳水平,煤耗成本以及碳排放成本进行分析。算例结果验证所提模型有效性与准确性。     

基于热网储热特性的电-热系统联合经济调度

针对含高比例热电机组的电力系统如何提高调峰能力并减少弃风问题,以最小弃风电量为目标,提出一种基于热网储热特性的电-热系统联合调度策略,构建电-热系统联合经济调度模型。热网具有储热特性,通过对热网蓄放热进行有序地调控,在短时间内调整热电机组供热量改变机组发电水平,降低供热和发电的耦合程度,能够保证热需求的同时提高机组的调峰能力。采用改进的粒子群算法对所提模型进行求解,仿真结果表明所提策略可有效提高系统风电消纳水平,减少弃风量。     

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%。     

多时间尺度下计及光热—储热的主动配电网主辅联合优化调度

为解决可再生能源弃风、弃光现象与不平衡功率惩罚较重等问题,提出了一种多时间尺度下考虑光热—储热的主动配电网主辅联合调度策略。该策略在满足内部负荷前提下参与电能与备用日前市场,考虑含光热—储热的主动配电网协调调度风电、光伏、需求响应,在促进风光消纳、减少不平衡功率的同时提高主动配电网运行经济性。首先根据含储热的光热电站与主动配电网调度控制方式分析运行机理;其次,日前调度以减少弃风、弃光电量与收益最大为目标,考虑市场竞争与主辅出清机制以获取更高中标电量,并结合含储热的光热电站能量时移特性减少弃风、弃光现象;日内调度以日前实际出清作已知约束,并将日前调度计划、日前调度资源性能与日内超短期预测特性相结合建立日内滑动优化点,以减少不平衡功率,考虑储热与需求响应的时间尺度特性结合,运行成本最小为目标构建日内调度模型;最后,在Matlab中利用CPLEX求解模型,算例结果表明所提策略能协调调度各类资源,有利于提升系统风光消纳,减少不平衡功率改善系统运行经济性。     

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...     

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。     

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。     

小时弃风电量的电网弃风电量分析方法

以弃风小时电量为基础,提出各种风力发电总和、弃风电量总和以及弃风率和弃风电量占比模型,分析重要季节、重要时间段弃风率和弃风电量占比,为有针对性消纳弃风电量提供定量技术支撑。运行实例表明,北方地区冬季供暖期弃风电量最大,占到总弃风电量的90%,全天低谷弃风电量占总弃风电量的60%。     

基于风电、储(热)供暖系统的电网优化调度研究

为了解决北方风电弃风严重的问题,提出通过蓄热式电锅炉进行供暖消纳风电的策略。首先考虑到风电具有不确定性,通过对预测误差区间离散化处理,建立误差较小的风电预测模型。然后将电网系统与供暖系统结合,实时监测供暖系统的出水、回水温度,通过电网调度发布指令,并以弃风率最小为目标函数进行优化调度。最后通过北方某地区的供暖数据,建立3种不同场景进行对比分析,验证调度模型能够提升风电消纳,同时缓解电网波动,起到"削峰填谷"的作用。     

基于负荷侧响应的含储热热电联产的风电消纳模型

为了有效减少弃风,提高风电消纳能力,该文从负荷侧出发,通过峰谷分时电价策略引导用户的用电方式,达到削峰填谷,优化负荷曲线的目的。同时,在传统热电联产机组中应用大容量储热装置,通过对储热环节的控制,解耦“以热定电”约束,提高系统调节能力。以系统煤耗量最低为目标,构建包含储热的热电联产机组与风电联合出力优化调度模型。该模型考虑系统中的含储热热电联产机组运行成本,同时兼顾储热、负荷侧响应与热电平衡的相关约束等因素,采用基于模拟退火的粒子群算法对模型进行求解,并利用算例比较不同模式下的结果,验证了模型的有效性。     

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。     

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。     

电网非常规调峰与弃风协调调度方法

研究火电机组非常规调峰策略,提出电网非常规调峰裕度指标;分析电网非常规调峰能力,构建非常规调峰发生时间序列计算方法,建立非常规调峰与电制热储热负荷相关性、非常规调峰与弃风相关性以及非常规调峰、电制热储热和弃风的相关性模型。通过一个省级电网实际运行数据分析,表明非常规调峰对电网消纳弃风作用显著,非常规调峰与弃风、电制热储热负荷具有较强的相关性。     

节能调度环境下风电、水电与抽水蓄能电站联合运行优化模型及应用

为吸纳弃风、增加风电并网量,基于节能发电调度办法,以发电产生的燃煤成本、机组启停成本及污染排放成本最小为目标,提出了风电、火电联合运行优化模型和风电、火电与抽水蓄能电站联合运行优化模型。算例分析表明,与选择火电作为风电备用服务相比,当选择抽水蓄能电站作为备用服务时,燃煤发电成本、启停成本及污染排放成本明显降低,弃风被完全消纳。选用抽水蓄能电站作为风电备用服务具有显著的环境效益。     

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。     

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。     

计及综合需求响应的电热集成系统优化运行

针对我国“三北”地区供暖季弃风严重问题,提出一种计及综合需求响应（CDR）的电热集成系统（IETS）优化调度策略。基于电量电价弹性矩阵构建实时电价需求响应模型以引导用户错峰时移用电;考虑到热用户对供热温度感知的模糊性,将其作为热能需求响应参与调度,分析并阐述电热需求响应促进风电消纳的机理;通过多场景分析刻画新能源预测的不确定性,计及系统安全运行约束,以系统总运行成本最小优化求解日前调度决策与旋转备用容量安排。最后,通过典型算例对比不同模式下的调度策略,验证了提出的计及CDR的优化调度策略能够开阔风电上网空间和提高系统的经济性。     

考虑储能及碳交易成本的电热联合系统优化调度策略

为减少电力行业发电过程中碳排放对环境的污染、提升风电消纳比例,文章提出了综合考虑储能及碳交易成本的电热联合系统优化调度策略。首先,在分析系统产生弃风原因的基础上,对引入电储能提升系统灵活性进而促进风电消纳的机理进行研究;其次,分析碳交易机制对电热联合系统的影响并建立碳交易成本模型;然后,构建以总成本最低为目标的优化调度模型,综合考虑火电、热电机组运行成本、风电运行维护成本及弃风惩罚费用、储能装置运行成本、碳交易成本及系统各单元约束;在保证系统安全可靠的基础上采用Yalmip/Gurobi对所建模型进行求解;最后,通过算例对比分析,验证了碳交易对电热联合系统能源结构的优化作用,以及在碳交易下,储能的参与对于进一步提升系统新能源利用率和经济环境效益的有效性。