光热发电储能技术及系统分析

介绍了储能材料、储能技术以及储能技术在太阳能热发电中的应用,分析了熔盐储能技术应用在光热发电领域的优势。通过对槽式和塔式光热电站的储能容量进行分析,得出结论:对相同储热容量而言,槽式光热电站的熔盐使用量远远大于塔式光热电站,其熔盐储热成本是塔式电站的3倍。     

计及风光不确定性的风-光-光热联合发电系统中光热电站储热容量优化配置

传统新能源电站之间联合形式单一且未考虑风光出力不确定性,弃风、弃光现象严重。为此,提出了一种考虑风光不确定性的风-光-光热联合系统的光热电站储热容量优化配置策略,利用电转热技术使风光电站和光热电站有效耦合,明确联合系统框架与原理;采用改进拉丁超立方抽样方法抑制风光出力的不确定性。最后,构建基于风光出力典型场景的光热电站储热容量双层优化配置模型,并进行算例求解,结果表明所提方法显著降低了系统总投资与运行成本,提高了清洁能源消纳能力。     

考虑碳配额的风电—光热—天然气能源系统储热容量规划研究

可再生能源发电的随机性和波动性已成为影响其大规模应用的主要因素.大规模、低碳的储热系统能够为可再生能源发电系统提供稳定、可靠、经济的电力调节.可再生能源发电系统中的储热容量需要被优化设计以兼顾可靠性、低碳性、经济性.考虑碳配额因素,建立了风电—光热—天然气能源系统储热容量优化模型,验证了风电—光热—天然气能源系统配置储...     

含光热电站的联合发电系统优化调度

该文结合我国西北某地区光热、火电联合发电系统的调度问题,模拟出了塔式CSP电站与传统能源电站配合发电的优化调度策略。文中首先分析我国已并网使用的光热电站的运行机理,构建了含储热的光热电站能量转换的数学模型;其次,总结塔式CSP电站的发电机理,构建复合发电系统的多目标优化调度模型;然后,借助MATLAB平台对多目标问题进行相应处理,利用粒子群算法对算例进行求解;最后对算例结果进行分析,验证了所提出优化调度策略的可行性,为多源并存的优化调度问题提供了理论依据。     

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。     

多种调度模式下的光储电站经济性最优储能容量配置分析

光储联合发电系统是促进大容量光伏电站集中并网的解决方案之一。因现阶段储能造价较高,所以合理配置储能容量是提高光储电站经济性的重要前提。该文对光储电站不同调度模式进行分析,从发电企业的角度出发以净收益最优为目标建立储能容量优化模型。模型中,结合电池循环寿命数据,建立电池损耗成本函数,定量计算储能实际运行成本,同时计及售电收益、考核费用,利用粒子群算法求解净收益最优时的储能容量,并通过多种方案对比,仿真验证模型有效性。最后对影响光储电站经济性的敏感因素进行分析,为光储电站在不同调度模式、不同市场环境下的储能容量选择提供参考信息。     

基于混沌遗传算法的槽式光热发电系统多目标优化研究

目前弃风、弃光现象严重,而风光联合并网可以缓解该问题,实现对能源的最大化利用。该文根据光热发电的时移性以及最大消纳量、最小负荷峰谷差和最大化并网效益,构建了多目标优化光热发电与风电联合调度数学模型,并运用混沌遗传算法对整个优化过程进行求解,得到光热发电的最优解。研究结果表明,所提方法使效益增加了48.82万元、峰谷差率降低了10.1%、消纳量增加了22.42%,为光热电站部门制定电网调度方案提供了参考依据。     

基于改进DNE极限域的含光热发电系统风光电消纳能力的评估方法

针对传统DNE(Do-Not-Exceed)极限域的风电消纳评估模型存在的缺陷,文章提出了一种基于改进DNE极限域的含光热发电系统风光电消纳能力的评估方法。首先,定义了爬坡需求,以计及风光不确定影响下连续时间断面间的系统可靠性,建立了改进DNE风光电消纳极限域模型;然后基于该模型,论述了光热发电对提高风光电消纳能力的可行性。同时,考虑风光联合出力及系统运行风险分布特点,以系统弃电与失负荷条件风险价值最小为目标,对风光电消纳域进行优化;最后,通过算例仿真验证了方法的有效性,并分析了风光预测误差及光热电站储热容量对评估结果的影响。     

计及风光不确定性的新能源虚拟电厂多时间尺度优化调度

针对中国西北地区新能源消纳问题,该文聚合风力发电、光伏发电、光热电站、电储能装置组成虚拟电厂（VPP）,提出一种基于鲁棒随机优化理论的新能源虚拟电厂多时间尺度优化调度策略。首先对风力发电、光伏发电、光热电站与电储能装置进行数学描述,在此基础上建立VPP多时间尺度优化调度模型。在日前调度层中,以VPP运行效益最大为目标,依据风光日前预测出力建立日前优化调度模型;在时前调度层中,以VPP运行成本最小为目标,根据风光时前预测出力建立时前调度修正模型。同时,为了衡量风电、光伏发电出力不确定性对系统的运行影响,建立VPP随机优化调度模型。仿真结果验证该模型可提高运行效益与新能源消纳能力。     

一种新型风光热电站的风光互补性研究及成本分析

考虑到风电并网因风功率波动性所引起的电能质量与电网稳定性问题，提出了一种新型的风能利用形式风热装置，并将风热装置引入槽式光热电站，构建了一种新的可再生能源发电形式——风光热电站，给出了风热装置与槽式光热电站的连接方式，基于美国国家新能源研究所在科罗拉多州戈尔登地区实测的2011年全年风速、光照强度数据，利用牛顿插值法计算风电输出功率，同时采用槽式光热电站输出功率模型计算其输出功率，从风热装置与槽式光热电站发电量的角度，分析了风能光能在时域上的互补性，进而对风光热电站进行了成本估计，为验证风光热电站的可行性与优势提供了依据。     

光热发电产业发展现状及成本展望

综述光热发电技术类型,介绍塔式、槽式、线性菲涅尔式和碟式几种聚光集热方式的技术路线及显热储热和相变储热2种储热方式。针对国内外光热发电项目发展状况,分析光热发电成本构成,总结国际上不同机构对光热发电成本的研究成果。     

全球太阳能热发电容量及技术现状分析研究

对太阳能光热发电4种技术的原理、系统组成、优缺点进行分析,引入衡量太阳能热发电电站建设进度的6个状态概念,并对6个状态的特征进行简洁描述,以便对光热电站的建设进度进行划分。利用上述阶段的划分,以近期全球光热电站建设数据为基础,对全球主要国家的太阳能热发电容量及建设状态进行详细的汇总、分析及研究,得出了全球光热电站总装机容量及分布情况,并统计分析了全球光热电站技术路线分布情况;最后对美国、印度、中国等几个太阳能热发电电站建设主要国家的情况进行研究,得出结论并提出投资建议。     

考虑光热电站参与的新能源热电联供型微网运行优化

针对传统热电联供型微网运行存在的问题,文章引入光热电站,并结合风力发电、光伏发电、电加热器、储能系统构成热电联供型微网,提出了一种计及微网运行成本的新能源热电联供型微网运行优化策略。该优化策略综合考虑与外部电网交互成本、各设备维护成本、储能老化成本及热电功率平衡约束等因素,建立了热电联供型微网运行优化模型,并采用YALMIP工具箱进行求解。结果表明:该模型运行成本降低了6.2%,电加热器配合光热电站可以提高微网的运行灵活性,实现电-热能量的双向流动,光热电站在一定范围内增大了发电规模,可有效降低微网运行成本。     

光热发电对青海电网新能源消纳的影响

青海省新能源发电主要由光伏、风电构成,调峰运行困难。光热发电既是新能源又具有调节性,在提高系统新能源消纳占比的同时,可能对风电和光伏的消纳产生影响。以青海电网为研究对象,分析光热发电对青海电网新能源消纳的影响,研究光热发电在不增加新能源弃电率的情况下,提高青海电网新能源消纳占比的可行性。为模拟仿真光热电站跨日调节、储热放热的过程,采用基于数学优化的全时段生产模拟仿真程序,以周为尺度,计算全年8 760 h的系统运行状态,计及机组启停、水电跨日调节、抽蓄跨日调节、光热电站跨日调节等因素。研究成果可为青海电网的光热发展提供参考。     

浅析光热发电项目的开发模式

通过分析对比2016年第一批光热示范电站及2022年之后建设的光伏项目,可以看出以现阶段光热发电的初投资测算,仅光热发电项目的收益暂时无法满足要求,需要光热发电与光伏或风电联合开发。通过分析,在光资源较好的地区,控制好造价等关键边界,找到风光热储多能互补联合开发的配比平衡点,浅析光热项目的商业开发模式。     

大规模并网型风光储发电单元容量优化配置方法

为提高风光储发电单元并网运行的稳定性和经济性,提出一种基于额定容量的发电单元容量优化配置方法。首先建立机组出力模型,制定发电单元恒定输出的调度策略;再以等年值投资费用为优化目标,考虑风光互补性、能源利用率等约束条件,利用遗传粒子群算法求解额定容量下发电单元最优容量配置;最后根据算例计算结果以及储能补贴和预期恒定功率大小与等年值投资费用的敏感性分析,验证模型和算法的有效性和准确性。     

基于双层优化模型的风-光-储互补发电系统优化配置

提出一种基于双层优化模型的风-光-储互补发电系统优化配置方法,外层优化以互补发电系统年净收益最大化为目标、通过量子粒子群算法优化风-光-储容量配置;内层优化以互补发电系统日出力波动率和日出力峰谷差最小化为目标、通过8760 h生产模拟优化储能充放电功率。实际算例仿真计算结果表明,所提算法能有效解决风-光-储互补发电系统在规划阶段的优化配置问题。     

基于光伏储能分离配置的配电网电压薄弱性抑制方法

针对光伏与储能联合发电系统接入后,易引起配电网节点电压稳定性变化的问题,研究了光伏发电系统和储能系统的分离配置方法。实现光储分离的合理配置,可有效改善现有电网的电压稳定性。针对光伏储能各单元接入位置及容量问题,以薄弱性演化指数最小化为目标,构建光储单元分离位置和配置容量优化模型,对光伏储能单元的配置容量、位置组合方式进行优化。最后,选取青海地区某配电网络建立仿真模型,对建立的光储分离算法进行仿真分析,仿真结果表明,光储单元分离位置和配置容量优化方法有效可行,能够抑制配电网的电压薄弱性。     

澳洲家庭光储系统容量配置方法及经济性分析

针对澳洲家庭居民负荷特性,提出了一种计及阶梯式电价的户用光储系统容量配置方法,制定了系统运行策略。建立了系统综合成本优化目标函数和约束函数模型。以澳洲悉尼某家庭为例,利用美国NASA气象网站气象数据,通过PVSYST软件离散得到光伏系统单位容量全年发电量曲线,利用Gurobi软件优化配置光储系统安装容量,并进行了经济性分析,验证所提方法的有效性,对家庭光储系统的容量配置提供参考。     

基于鲁棒优化的风光储联合发电系统储能配置策略

为响应高比例可再生能源的风光储联合发电系统储能侧灵活配置与调度,提出一种基于鲁棒理论的两阶段综合优化模型。第1阶段利用鲁棒优化理论构建可再生能源出力的不确定集,在分时电价的基础下以储能侧全生命周期成本、系统内总发电成本、联络线功率波动及成本最小为目标配置储能功率、容量及联络线功率;第2阶段以联络线功率偏移量及系统内发电成本最小为目标规划储能侧各时段充放电功率及常规机组出力。用群体智能算法——飞蛾扑火算法的改进对模型进行求解,利用IEEE 9节点系统验证模型合理性与算法有效性。