智能电网促进低碳发展的能力与效益测评模型

气候变化和能源问题对世界各国提出了低碳发展的迫切要求.智能电网将在电源侧、电网侧、用户侧采用各类新型技术,实现多种技术协调配合,促进电力系统减少碳排放.基于对智能电网低碳效益测评体系的迫切需求,提出了从低碳能力到低碳效益的评价技术路线.文中从评价全面性的要求出发,提出了智能电网促进低碳发展的单项低碳能力,并深入挖掘和分析了各单项能力间的耦合性.在规避效益交叠的要求下,提出了综合低碳能力的测评模型,最终形成了智能电网的低碳效益综合测评模型.最后以一个省级电网为例进行了低碳效益的计算和验证.     

并网光伏发电工程的低碳综合效益分析模型

太阳能是一种清洁能源,发展太阳能光伏发电对于推动电力行业低碳化发展具有重要意义。研究了并网光伏发电工程的低碳综合效益评估模型和方法。首先从光伏发电收益、光伏发电成本、系统网损改善效益和系统备用容量成本四个方面,分析探讨了并网光伏发电工程的碳排放(减排)特性及经济效益,提出了相应的低碳效应模型和经济效益模型。进而结合光伏发电的低碳特性和经济效益,建立了光伏发电的低碳综合效益分析评估模型,提出了碳排放补偿时间的概念。基于典型运行数据的算例分析,验证了所提模型和方法的有效性。分析结果表明:并网光伏发电与常规发电相比,有很大的低碳综合效益优势。     

微电网的节能减排效益评估及其运行优化

微电网是使分布式发电成为电网接纳利用可再生能源的有效载体,微电网的智能调度能进一步促进能源的梯级利用,优化能源结构,提升电网在发展低碳经济中的功能及作用,体现智能电网绿色环保的建设理念.为此,提出了2种微电网的能源管理方式,并以实际微网系统为例,分析了不同管理方式下的单位节能减排投资费用.采用粒子群算法对经济性相对较优的一种管理方式进行了优化,进一步降低了微网单位节能减排的投资费用.根据分析结果,给出了有效的微网能源管理方式,并确定了该管理方式下网内分布式电源的最优容量配比.     

基于低碳需求响应的含煤制氢与碳捕集电厂的综合能源系统优化调度

为了提高综合能源系统的低碳性与经济性,提出了煤制氢与碳捕集电厂联合运行模式下考虑低碳需求响应机制的综合能源系统优化调度。对煤制氢与富氧燃烧类型碳捕集电厂进行建模,并引入储碳罐、电转气装置以提高捕碳灵活性,降低制氧、制氢成本;将低碳需求响应机制引入综合能源系统调度模型中,并分析其减排能力;以运行成本最小为目标函数建立了综合能源系统的低碳经济调度模型。通过算例对所提策略进行验证,结果表明该策略能够提高风电消纳水平,降低整体系统的碳排放量,提升系统经济性。     

考虑风电不确定性和碳交易成本的多能源微网日前鲁棒经济调度模型

在低碳背景下,含热电联产(Combined Heating And Power, CHP)及电转气(Power to Gas, P2G)技术的多能源微网系统可以实现多种能源清洁低碳化供应,提高能源综合利用效率。然而,风电强烈的随机性与波动性严重影响多能源微网运行的安全性与经济性。基于此,采用可调鲁棒优化方法应对风电出力不确定性;并根据P2G低碳特性和碳交易市场机制建立阶梯型碳交易模型,综合考虑常规机组的运行成本、电量交易成本、弃风惩罚成本以及碳交易成本,构建多能源微网日前双层可调鲁棒经济调度模型。最后,对系统不同场景的调度结果进行对比分析,结果表明：引入阶梯型碳价后,可以有效提升含P2G的热-电联产型多能源微网低碳运行的经济性,可调鲁棒方法能使多能源微网在经济性和保守性上得以平衡。     

考虑共享储能的冷热电联供型微网低碳经济调度

为促进微网中新能源的消纳与低碳运行,提出考虑共享储能的冷热电联供型微网低碳经济调度方法。将共享储能的概念及其运营模式应用到冷热电联供微网中,进一步引入奖惩阶梯型碳交易机制,建立了以系统运行成本和碳交易成本最低为优化目标的微网低碳经济调度模型。利用共享储能电站的运行特性提高微网运行的灵活性,通过协调微网与共享储能电站的交互功率及各能源设备出力,实现了降低运行成本与碳排放量的双重目标。为了提高模型求解效率,运用分段线性插值与Big-M方法将原模型转化为混合整数线性规划问题。通过典型日3种场景的算例测试结果,验证了所提方法可以提升新能源消纳率,促成微网过剩电功率的时域调配,同时提升微网运行的经济性与环保性。     

计及碳交易的光热电站与风电系统低碳经济调度策略

为保证系统在低碳环保的前提下兼顾风电消纳与经济运行,提出一种考虑碳交易机制的光热电站与风电系统低碳经济调度策略.从低碳技术与低碳政策2个角度出发,将低碳手段与市场机制相结合,搭建考虑碳交易的光热电站与风电系统运行框架,并分析其运行机理;以火电出力承担基荷,建立以综合成本最低为目标的低碳经济调度模型,统筹系统低碳性与经济性;采用西北电网实测数据并在改进的IEEE 30节点系统中进行仿真验证,仿真结果验证了所提策略可有效降低碳排量,提高风电消纳率并降低系统的综合成本.     

基于结构熵—因子分析的智能电网低碳效益关键指标选取

智能电网低碳效益的关键指标选取,是智能电网低碳效益评价的前提。分析了智能电网低碳效益关键指标选取的特点;提出了从定性评价和定量评价两个角度选取关键指标,阐述了指标选取原则和流程;从发电侧、电网侧和用电侧各环节初步选取了影响智能电网低碳效益的定性和定量关键指标,并构建了结构熵—因子分析优化模型;运用该模型对初选的关键指标进行了优化,并对优化结果进行信度和效度检验。结果表明,优化后的指标具有更好的信度和效度,比初选结果更加合理。据此确立了智能电网低碳效益的关键指标体系,为智能电网低碳效益评价研究提供了框架范畴。     

考虑富氧燃烧技术的电–气–热综合能源系统低碳经济调度

富氧燃烧技术能实现燃煤机组二氧化碳的近零排放,是实现低碳调度的有效手段。该文提出将富氧燃烧技术引入电–气–热综合能源系统,并建立低碳经济调度模型,该模型可兼顾经济性和低碳性。首先,通过挖掘富氧燃烧电厂运行机理,研究其内部能量时移特性,并与燃烧后捕集电厂进行比较,分析其对降低碳排量的优势;其次,建立以运行成本、维护成本、折旧成本、碳交易成本等综合成本最低为目标函数的电–气–热综合能源系统低碳经济调度模型。并通过CPLEX求解。最后,对IEEE-30节点电网模型、7节点气网模型和6节点热网模型的综合能源系统进行仿真,验证模型的有效性。该文研究可为综合能源系统的低碳调度运行提供参考。     

计及阶梯式碳交易机制的低碳型园区经济运行调度策略

随着碳中和战略目标的提出,园区综合能源系统成为节能减排的重要载体。通过建立碳交易成本模型,将碳交易成本与园区系统运行成本结合作为园区综合能源系统经济优化调度目标,实现园区系统运行的低碳性和经济性。首先,构建碳交易成本模型,并简要分析传统碳交易机制和阶梯式碳交易机制的区别;然后,建立包含风电机组、燃气轮机、电转气设备及电锅炉的园区综合能源系统经济运行模型,以外购能源成本及碳交易成本之和作为园区系统综合运行成本进行调度分析;最后,通过设置3种不同碳交易机制场景,利用改进的PSO算法对此模型进行仿真,对比分析不同碳交易机制下的碳交易成本和系统综合运行成本,并在阶梯式碳交易机制中,分析不同碳交易价格对园区综合成本和碳交易成本的影响,从而验证了阶梯式碳交易机制有利于实现园区综合能源系统运行的经济性和低碳性。     

智能电网的低碳效益分析

分析智能电网的发展现状及社会发展低碳的背景及现状,重点是定量分析历年电力行业的碳排放影响,从侧面说明发展低碳电力的必要性。同时,结合智能电网的技术水平,提出如何利用智能电网的技术实现低碳电力的策略。最后,运用线性平滑法对电力行业的碳排放值进行预测。根据国际碳市场中的碳排放价格,求出了碳排放的成本,并且将其与智能电力的建设及维护成本进行对比,分析得出智能电网的低碳效益,对未来智能电网的建设提供了一定的参考。     

保供电型光储微电网运营策略分析

针对传统应急电源车保供电存在的资产利用率不足、成本较高等问题,结合微电网的发展趋势,提出了一种保供电型光储微电网的运营策略,重点讨论了微电网应用于保供电领域的经济性。提出了光储微电网代替应急电源车的保供电思路,从初始投资成本、运维成本、收益三方面初步分析了微电网应用于保供电领域的经济性;为了解决现阶段储能投资效益差的难题,提出了供电企业向储能投资商给予补贴的建议,并为此提出了虚拟保电量的概念;为了合理确定供电企业给予储能投资商的补贴数额,提出了非博弈和博弈2种补贴方案,并对3种运营模式中共同博弈投资模式的内部交易和定价机制进行了详细讨论。基于算例分析了不同的运营模式下供电企业和社会资本的经济效益,以确定最优的运营策略。     

电力市场环境下的微电网双层经济运营优化模型

随着清洁能源的快速发展,微电网凭借其对分布式电源灵活高效的集成能力,已成为智能电网的重要发展方向。电力市场环境下,微电网如何协调优化好内外部资源,取得最大经济利益对其生存和发展至关重要。为有效促进电力市场环境下微电网的经济优化运营,提出了电力市场环境下的微电网双层经济调度优化模型。模型中上层考虑微电网参与售电侧市场和电力辅助服务市场竞争,制定微电网市场交易计划,优化微电网运营收益;下层考虑微电网内部分布式电源优化调度,协调内部各种资源最优分配,使运行总成本最低。通过算例分析验证建立双层优化,微电网可在电力市场竞争环境下获得更好的经济效益。     

基于模糊控制的光储微网实时电价能量管理策略

在光储微网中,由于实时电价的波动性、光伏出力的随机性以及储能电池充放电的灵活性会带来能量调度复杂的问题,传统的能量管理策略难以实现功率的精确分配与经济最优.为此,在传统能量管理策略基础上,针对光储微网提出了一种基于模糊控制的优化控制策略,以能量经济运行为优化目标,根据微网内各单元出力情况以及电价设计了8种运行模式,通过...     

电力设计咨询行业在智能电网研究和建设中的责任与任务

如今,全球正处于一场以低碳经济为主的能源革命中,世界主要发达国家纷纷把发展智能电网作为抢占未来低碳经济制高点的重要战略措施,掀起了一场智能电网的建设热潮。本文通过国内外的能源发展战略和智能电网的发展形势,结合电力设计咨询行业的自身行业特点,论述了电力设计咨询行业如何抓住智能电网建设的机遇,布局谋划,发挥设计咨询企业在电网建设中的龙头作用,着力推动能源革命的快速发展,以行业产品及服务的全面提升推进智能电网的建设。     

电网技术促进低碳发展的能力与效益评价方法

基于低碳经济发展背景,探讨了电网技术发展对碳减排的影响,建立了电网技术发展低碳效益评估模型和方法,实现对电网公司的低碳效益量化分析和比较。在此基础上,对南方电网有限责任公司“十二五”相关电网技术发展产生的低碳效益进行计算分析,结果表明：充分接入和使用非化石能源,大力发展高效的输、配电技术,降低电网输电损耗将对电网低碳效益的实现发挥重要作用,也有利于从整体上实现电力行业的低碳化发展。     

计及综合效益的虚拟同步化微电网二次调频策略

为解决传统微电网调频策略过于依赖微电网中央控制器,响应速度慢,可靠性及经济性差等问题,该文在虚拟同步机控制技术及其调频特性的基础上,提出一种综合考虑电源虚拟同步机发电成本及负荷虚拟同步机用电收益的虚拟同步化微电网二次调频策略。该策略以微电网二次调频的综合效益为目标,通过源、荷、储虚拟同步机相邻控制器间的稀疏通信,采用分布式计算,得到虚拟同步变换器的有功参数最优参考值,从而实现了计及综合运行成本的频率最优调节。基于MATLAB/Simulink平台搭建了具有不同运行成本单元的虚拟同步化微电网模型,通过仿真及硬件在环实验,验证所提二次调频策略的有效性,与传统经济调频策略相比的优越性以及并网时对主网的频率支撑作用。