基于模拟退火算法的热电机组耦合蓄热装置的运行策略

为应对我国“三北”地区的弃风现象,在热电机组中耦合蓄热装置可以实现热电厂热力生产与电力生产的解耦运行,扩大电力调峰空间,避免弃风现象的产生。以丹东地区某330 MW亚临界机组为研究对象,在热电机组中增设蓄热装置,阐释热电机组耦合蓄热装置后消纳弃风的机理,考虑风电功率、火电机组功率以及居民电热负荷的相关约束,以系统总能耗最小为目标,基于模拟退火优化算法制定蓄热装置的运行策略。结果表明：采取优化后的策略运行,在夜间风能充裕的时间段蓄热装置放热,可打破原热电机组“以热定电”的最小电出力限制,使风电的上网电量得到提高;采用模拟退火算法优化后的运行策略,相比原热电机组运行能耗单日节省了22.47 t煤。     

利用风能改变凝结水温度对火电机组热经济性影响的研究

针对目前电网大规模弃风问题,为了提高风电利用率,合理利用风电资源,提出了一种利用不能并网的风电通过热熔炉加热凝结水的方法。以小扰动理论为基础,利用热经济性状态方程,通过对汽轮机回热系统和凝汽器特性的分析,研究凝结水温度变化对火电机组经济性的影响。以某典型600MW水冷机组为例,讨论了此方法的热力学特性和节能效果。结果表明:通过不能并网风电加热低压凝结水,可以减少汽轮机末级抽汽量,提高系统的热经济性,节约燃煤量,对于火电机组开发节能潜力具有积极的意义。     

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。     

基于供热网络热惯性的风电消纳能力评估

在传统的热电联产调度中,电功率和热功率之间的平衡关系时刻受到限制,导致系统调峰能力下降、弃风率过高。基于此,考虑了区域供热网络（DHN）的实际物理模型,利用DHN的热惯性进行蓄热,用于提高热电联产（CHP）机组的运行灵活性。该文构建了供热网络的热惯性模型,并引入供、回水时滞性来描述热水在网络中的传输时延,以系统运行成本及弃风量最小为目标函数,考虑了系统常规约束和热力系统模型约束,建立了包含风电机组、火电机组、热电联产机组和热惯性的电-热综合系统优化模型。结果表明,所提模型不仅可以减小系统弃风率,还可以获得热源处优化后的供水和回水温度。     

大规模风电送端电网风、火电耦合外送多目标优化模型及算法

针对大规模风电送端电网风、火电共用输电通道解耦外送情况下,风电送出功率受阻、输电通道利用率不高等问题,在比较分析风、火电解耦/耦合外送运行特性基础上,以风电外送功率最大、输电通道利用率最高和火电机组运行成本最低为目标;以风电、火电机组日前调度出力为优化变量,构建了风、火电耦合外送多目标优化模型,并提出一种改进多目标差分进化模型的求解算法,最终得出一组风电、火电日前优化调度出力计划,为运行人员制定调度决策提供了科学依据。文章以某地电网为例,验证了所建模型的合理性及算法的有效性。     

采用蓄热技术扩大供热机组调峰裕度的研究

本文介绍了国内外蓄热技术的利用情况,并且针对蓄热技术在热电厂供热方式转变中的应用进行了详细的研究。提出了增大供热机组冬季调峰能力的方法。通过该方法供热机组冬季能够大容量参与电网调峰,为更好地保证冬季稳定供电、节能降耗以及大量接纳风电提供了一种可行的措施。     

基于风-光-蓄-火联合发电系统的多目标优化调度

针对风电、光伏出力的随机性、间歇性和波动性而导致其在大规模接入电网时对电网发电计划制定和调度产生的影响,提出了含风-光-蓄-火联合发电系统的多目标优化调度模型。利用抽水蓄能的抽蓄特性,将风电和光伏出力进行时空平移,使风-光-蓄联合出力转变为稳定可调度电源,具备削峰填谷的功能,与火电机组共同参与系统优化调度。以风-光-蓄联合出力最大、广义负荷波动最小和火电机组运行成本最小作为目标函数,建立多目标优化调度模型,通过多目标处理策略,使目标函数简化为2个,以降低问题维数;在求解阶段,利用分层求解思想,将模型划分为两层,分别采用混合整数规划方法和机组组合优化方法进行求解。10机测试系统仿真结果表明：所建模型可以提高风能和太阳能的利用率,缓解火电机组的调峰压力,大幅降低风电反调峰特性对电网的影响,从而保证电力系统安全、稳定、经济运行。     

基于Multi-Agent遗传算法风电-抽水蓄能联合优化运行

文章以经济和环境的综合效益最大化为目标,建立风电-抽水蓄能联合优化运行模型,考虑抽水蓄能机组和火电机组的各种运行限制,研究不同权重因子下电网效益、风电利用率和机组的出力情况,并研究了求解所建立优化模型的多Agent遗传算法,通过算例仿真验证所建模型及方法的有效性和实用性。结果表明风电场与抽水蓄能电站配合,可以降低风电对电网的影响,提高电网消纳风电的能力,还能够对火电厂机组功率起到平滑作用。     

风电调频能力的潜力分析

随着风电并网装机容量的增加,充分挖掘风电调频潜力对提高电网稳定性和电网吸纳风电能力至关重要。通过分析134台风电机组的风电场运行数据,从短时间能量释放的角度,在风电火电协同场景下开展风电调频能力的分析。结果表明：火电调频具有0～30 s能量释放不及时的缺点,燃料投入的可控使其具有持续调频的优点;风电调频能量随输出功率和机组投运台数的增加而增加,风电调频具有0～30 s快速响应的特点;风电0～30 s调频能量释放潜力涵盖了电力系统小幅频率波动和大频差扰动调节时间尺度,能够弥补火电0～30 s能量释放不及时的缺点,降低大频差扰动频率下降幅度;风电火电协同运行场景下,风电调频能量随供电率的增加而增加,其0～30 s调频能量大于火电,协调运行可优势互补,具有较大的调频潜力。     

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。     

火电、风电与抽水蓄能电站联合运行成本效益分析模型研究

为解决风能发电中的弃风问题和降低CO2的排放,提出了火电、风电与抽水蓄能电站联合运行成本效益分析模型。仿真计算结果表明,利用抽水蓄能电站替代火电厂作为风能发电的备用服务,可吸纳未被利用的风能、减少燃煤机组的使用、增加电网吸纳风电的能力、降低CO2的排放量,具有显著的环境效益。以仿真结果为目标值,对火电、风电与抽水蓄能电站联合运行成本效益分析模型进行敏感性分析发现,风电并网量是CO2减排和电网购电利润减少的敏感性因素。     

大型蓄热水罐在热电解耦中的应用

针对目前火电机组持续低负荷运行的情况,提出了利用大型蓄热水罐解决供热机组热电解耦的问题。分析了蓄热水罐的工作原理、结构及其蓄放热过程,为热电机组深度调峰提供了一种可借鉴的解决方案。     

含蓄热的太阳能辅助供热机组供暖期调峰性能分析

基于热力学第一定律和质量守恒定律,提出含蓄热的槽式太阳能辅助供热机组集成方案,制定蓄热系统的运行策略,分析机组调峰能力,并且在此基础上,以某330MW供热机组为例进行算例分析。结果表明:配置太阳能蓄热可显著增强中国北方地区供热机组的调峰能力,根据算例分析,夜间低谷时段调峰容量得到极大增加,特别是下调峰能力提高较大,从而有效降低机组的最小电出力;通过引入蓄热系统,不但可增强机组下调峰能力,而且能降低太阳能的间歇性对系统造成的扰动,是一种有效的太阳能利用方式。     

基于槽式太阳能辅助燃煤发电系统的蓄热系统设计

针对载热流体直接蓄热型蓄热系统,建立蓄热系统动态模型与燃煤机组模型,并在此基础上分析系统在充热和放热模式下的导热油流量变化规律与蓄热罐中的导热油体积变化规律。以南京地区辐射条件加热600 MW亚临界火电机组给水为例,计算结果表明该模型具有借鉴意义。     

热电机组最小电出力计算方法及在节能调度中的应用

北方地区电网的热电机组比重大,在冬季采暖季节,系统低谷调峰非常困难,风电弃风现象时有发生。本文首先基于热电机组工况图建立了机组最小电出力与抽汽量之间的函数关系式,然后在此基础上构建了含热电、火电和风电机组的节能调度模型,并提出了一种改进的粒子群算法。实例计算表明:本文调度模型能充分挖掘热电机组调峰潜力、提高风电利用率,具有较好的节能效果。     

风-光-蓄-火联合发电系统的两阶段优化调度策略

针对风电、光伏出力的随机性、间歇性和波动性而导致其在大规模接入电网时对电网发电计划制定和调度产生的影响,提出一种风-光-蓄-火联合发电系统的两阶段优化调度策略。利用抽水蓄能的抽蓄特性,将风电和光伏出力进行时空平移,使风-光-蓄联合出力转变为稳定可调度电源,具备削峰填谷的功能,与火电机组共同参与电网调度。以风-光-蓄联合出力最大和广义负荷波动最小作为风-光-蓄联合削峰模型的优化目标,火电机组运行成本最小作为经济调度模型的优化目标,建立两阶段优化调度模型,分别采用混合整数规划方法和粒子群算法求解。改进IEEE-30节点算例系统仿真结果表明：所提调度策略可以提高风能和太阳能的利用率,缓解火电机组调峰压力,大幅降低风电的反调峰特性对电网的影响,从而保证电力系统安全、稳定、经济运行。     

现货市场中清洁能源消纳能力实时监视系统

火电机组负备用表征了跨省区清洁能源现货市场受端省网的消纳能力,其值不仅与火电机组本身有关,也受输电通道和跨省区直流约束。为满足实时监视需要,提出了一种考虑输电断面灵敏度的分区实用算法,对单一断面、嵌套断面、多断面混合约束等不同约束,以及交直流混合安控的切机量和自动发电控制要求,分别求取火电机组负备用,在保证交直流混联电网安全的前提下,最大化利用火电机组调峰能力和电网输送能力,促进现货交易开展。     

基于分支限界法的火电机组负荷分配研究

针对大规模新能源并网调峰问题,提出不同调峰阶段火电机组负荷分配方法：分析火电机组调峰能力、调峰成本及二者之间的关系;以总煤耗成本、机组启停成本之和最小为目标,建立不同调峰阶段火电机组负荷分配优化模型;根据火电机组爬坡率、滑坡率,提出参与负荷分配机组的组合策略,并使用分支限界法对负荷分配优化模型求解。算例表明,随着火电机组调峰深度的增加,机组煤耗成本和启停成本减少,深度调峰运行下附加煤耗成本和机组损耗成本增加。     

基于机组调峰能力的电力系统风电接纳能力研究

为准确评估区域电力系统风电接纳能力,针对目前风电规划问题,给出一种新的计算方法。以整个时间区间上系统接纳风电电量和系统火电机组发电电量为规划指标,改变了传统风电规划主要着眼于最严峻条件下系统最大风电接纳容量的规划方法。在实际计算过程中,将系统接纳风电电量计算分两步实现,简化了模型求解过程。通过遗传算法得到任意时间区间上的系统投运机组组合,从而分析系统机组调峰能力极限。此外,将系统负荷与系统机组出力视为能量供需双方,在每个时序点上达到供需平衡,结合风资源信息计算系统可接纳风电电量及火电机组发电电量。根据实际区域电网负荷数据以及发电机组数据,经仿真计算表明,该规划方法能准确评估区域电力系统风电接纳水平,为风电装机规划提供技术参考。     

火电机组灵活性改造与输电网规划多阶段联合决策方法

大规模风电并网对电力系统灵活性提出了很高的要求.针对大规模风电并网背景下的消纳问题提出了一种火电机组灵活性改造与输电网规划多阶段联合决策方法.通过将火电机组灵活性改造纳入输电网规划优化决策,统筹优化系统灵活性及传输能力,促进大规模风电并网消纳.基于规划周期内负荷功率预测曲线,并计及风电时序出力不确定性情景,以输电网建设...