光热电站容量效益评估及影响因素研究

光热发电作为一种清洁能源,配置储热后具有良好的调节性能,近年得到大力发展。依据自身经济性,光热电站往往配备较大的储热装置,能够平移所吸收的光热能,且具有跨日调节能力,使得光热机组有一定替代常规机组带负荷的能力,即容量效益。本文提出一种基于等可靠性的光热电站容量效益评估方法,考虑了调峰方式、储热时长、新能源规模、光热电站规模对光热电站容量效益发挥的影响,采用基于数学优化的生产模拟仿真程序,以周为尺度,计算全年8760 h的系统运行状态,计及了机组启停、水电跨日调节、抽蓄跨日调节、光热电站的跨日调节等因素。最后通过对西北地区实际电网的仿真,验证了所提方法的有效性。     

计及置信容量的光热电站储热容量优化配置

为探索光热电站的容量价值,文中基于光热电站的容量置信度和度电成本,提出一种光热电站集热面积和储热容量优化方法。文中建立光热电站发电效率模型和经济性模型,基于序贯蒙特卡洛方法计算发电系统可靠性,使用粒子群算法计算光热电站置信容量,研究太阳倍数和储热时长分别对光热电站容量置信度和度电成本的影响;并以容量置信度和度电成本作为优化目标,使用加权理想点法建立目标优化函数、熵权法确定指标权重值,对太阳倍数和储热时长进行优化。以西北某地区光热规划为例,使用该地区实际太阳辐照资源数据建立模型,发现随着太阳倍数和储热时长的增加,容量置信度单调递增,而度电成本呈先降后升的趋势,可优化得到约束条件下最佳太阳倍数和储热时长。     

提升局部区域新能源外送能力的储能容量优化配置方法

局部区域内的新能源大规模集中开发会造成严重的弃电问题,配置一定规模的储能装置可显著减少弃电。文中基于时序生产模拟软件和概率统计分析方法研究了考虑新能源发电不确定性和弃电率约束的局部断面储能容量配置问题。首先,介绍了主流的时序生产模拟软件的算法框架;基于该软件在考虑新能源出力的不确定性下获取局部区域断面的弃电曲线。然后,考虑弃电率限制,利用恒功率法确定储能的初始配置规模,再对断面弃电时长进行累积概率统计分析以得到储能最佳时长;进而对储能进行优化配置,得到满足弃电率约束的储能最佳配置规模。最后,针对中国西北某省实际电网进行了算例分析,并对储能配置规模与新能源装机占比和新能源利用率开展敏感性分析,验证了所提方法在求解方面的便捷性。     

高比例新能源系统储能需求优化研究

高比例新能源系统储能容量优化,对于提高新能源消纳能力,降低储能电站建设成本具有重要意义。研究了抽水蓄能、压缩空气、电化学储能等储能电站的容量效益、电量效益,提出了储能电站参与调峰的成本效益分析模型,进而提出了一种确定高比例新能源系统储能电站建设规模和型式的方法。以我国西北地区实际高比例新能源系统为研究对象,分析了储能的容量需求、各种储能的成本和效益,研究结果可为我国高比例新能源系统储能容量需求、储能规划和运行提供参考。     

含光热电站的热-电系统供暖期优化调度

为解决西北地区热电联产机组“以热定电”特性导致供暖期产生弃风的问题,提出一种含光热电站的热电联供系统优化调度策略。该模型将含储热的光热电站与电加热装置联合进行辅助供热,同时考虑能量损耗的影响,以系统综合成本最小、弃风率最低为目标,制订最优日前调度计划。模型对光热电站供热潜力进行深度开发,减弱了常规热电联产机组热电耦合程度,大大提高了风电消纳水平。最后利用西北某地区实际数据进行算例分析,验证模型有效性。结果表明,所提策略在促进风电消纳的同时降低系统综合成本。     

基于个体优化和系统多能互补的光热电站优化配置方法EI北大核心CSCD

随着各类新能源发电技术不断成熟,新能源装机比例大幅提升,电源结构持续优化。光热作为一种可再生资源,具有灵活的调节能力,与其他电源具有良好的互补发电效益,但其高昂的成本成为影响其发展的主要因素。首先基于光热电站面向规划的外部特性,提出了光热电站个体优化配置方法,实现其个体经济性最优。在此基础上进一步分析了光热电站与其他类型电源的互补特性,建立了综合考虑区内新能源发电量占比及联络线外送需求的互补发电系统的容量优化配置模型,实现互补系统效益最大。最后,以实际系统的改进算例验证了所提方法的合理性与可行性。     

含大规模储热的光热电站—风电联合系统多日自调度方法

含储热的光热电站具有良好的可调度性,其可调度能力与实时光照功率和储热装置内存储的能量有关。当光热电站与风电组成联合系统发电时,光热电站可以削减风电的不确定性,但由于风、光功率情况在不同调度日间具有波动性,因此联合系统需要的光热电站的可调度能力和光热电站的实际可调度能力每天均不相同。文中建立了基于场景方法的光热电站与风电联合系统的多日随机调度模型。该模型充分考虑多日风、光功率预测的不确定性,进行联合系统日前自调度。最后,通过算例分析,讨论了不同预测时间尺度、储能参数取值对自调度结果的影响。     

提升局部区域新能源外送能力的储能容量优化配置方法

局部区域内的新能源大规模集中开发会造成严重的弃电问题,配置一定规模的储能装置可显著减少弃电。文中基于时序生产模拟软件和概率统计分析方法研究了考虑新能源发电不确定性和弃电率约束的局部断面储能容量配置问题。首先,介绍了主流的时序生产模拟软件的算法框架;基于该软件在考虑新能源出力的不确定性下获取局部区域断面的弃电曲线。然后,考虑弃电率限制,利用恒功率法确定储能的初始配置规模,再对断面弃电时长进行累积概率统计分析以得到储能最佳时长;进而对储能进行优化配置,得到满足弃电率约束的储能最佳配置规模。最后,针对中国西北某省实际电网进行了算例分析,并对储能配置规模与新能源装机占比和新能源利用率开展敏感性分析,验证了所提方法在求解方面的便捷性。     

含大规模风电及光热电站的电力系统优化调度方法

含储热和电加热的光热电站的出力具有良好的灵活性和可调度性,能够有效提升电力系统调节水平和新能源消纳能力。首先,基于光热电站运行机理,建立含储热及电加热的光热电站运行模型,描述光热电站的能量转换特性及运行约束。进而,以系统运行成本最优为目标,计及系统各项运行约束,建立含大规模风电及光热电站的电力系统优化调度模型,并利用优化软件CPLEX求解模型。该模型综合考虑光热电站提供备用容量能力、系统运行稳定性及整体经济性,从而确定最优日前调度策略。最后,通过IEEE 39节点系统算例仿真验证了该方法的可行性和有效性。     

计及多重不确定性及光热电站参与的区域综合能源系统配置与运行联合优化

针对含光热电站参与的多能耦合区域综合能源系统,考虑了系统中风光出力、光热电站中的储热装置出力、负荷、购能价格的不确定性,提出了一种基于多元宇宙算法-区间线性规划的双层优化配置方法。上层以运行年限内总收益最大为目标进行设备选型和容量配置,下层以运行净收益最大为目标优化各设备出力,从而获得系统的最佳配置与运行方案。算例结果表明,光热电站的参与可以增加系统的协调优化能力,且与传统算法相比,采用多元宇宙算法对模型进行求解,收敛速度更快,考虑多重不确定因素的优化配置能够使得系统的净收益更加稳定,提高系统的总收益。     

计及条件风险成本的含EH-CSP电站多源发电系统优化运行

随着风电场接入电网的规模不断扩大,风电出力的不确定性给电力系统调度带来巨大的挑战.利用太阳能光热发电(concentrating solar power,CSP)良好的调节能力以及电加热装置(electric heater,EH)的风电消纳能力,平抑风电出力的波动性,并采用条件风险价值(conditional valu...     

考虑广义储能及光热电站的电热气互联综合能源系统经济调度

为解决以可再生能源为主体的多元化低碳供能问题,引入光热电站充当热电联产机组,综合考虑将电储能、储热系统、储气罐与负荷侧灵活资源视为广义储能,充分发挥电热气灵活耦合与多能互补特性,提出了一种电热气互联综合能源系统(EHGIES)经济调度方法.首先,构建EHGIES结构,并建立主要设备模型.然后,以系统运行成本最小为目标,...     

基于静态模型的光热储能电站发电量优化策略

目前国内的光热储能电站处于起步阶段,对提高其运行效率或提升发电量的研究多数是从储热介质或储热方式出发,从内部能量流入手的优化方式却鲜有研究。针对以上问题,文章提出了一种基于静态模型的光热储能电站发电量优化策略,以提高其发电量与电站运行效率。首先从光热储能电站的运行机理出发,对各子系统自身及之间的能量流进行合理简化,得到静态能量流数学模型;然后提出一种以光热储能电站发电量最大为目标函数,以上述静态能量流数学模型为约束条件的优化策略,针对控制过程中时滞环节产生的不利影响,利用Smith预估补偿予以克服;最后采用MATLAB对该优化策略进行仿真验证,结果表明该优化策略可以有效提高光热储能电站的发电量与运行效率。     

光热电站熔盐传热储热技术应用

综述了当前国内外熔盐工质的研发进展,包括熔盐的热物性改进需求,熔盐配制发展过程及趋势等。分析归纳熔盐传热储热技术在光热发电系统中的应用方式,探讨不同集热形式、不同工质下的储热、放热流程,熔盐的组分、热盐需达到的温度等,熔盐工质在不同类型光热电站系统中具备不同的运行方式。     

计及光热发电特性的光-风-火虚拟电厂双阶段优化调度

风电机组出力的间歇性和波动性导致风-火虚拟电厂的实际出力偏离其日前申报值。考虑到配置储热装置的光热电站出力可控的特点,将其聚合到风-火虚拟电厂中一同参与申报出力,建立计及光热发电特性的光-风-火虚拟电厂双阶段优化调度模型。以日前调度结果作为虚拟电厂申报出力,在实时调度中参与辅助平衡市场,通过改变光热电站的储热量来修正其输出功率,并采用收缩空间的和声搜索算法求解模型。仿真结果表明,光-风-火虚拟电厂可协调各单元出力,能够有效降低申报偏差,从而获得更高的运行收益,光热电站配置更大的储热容量,能够增强其调节能力,虚拟电厂可获得更高的经济效益。     

含储热光热电站的电网调度模型与并网效益分析

含储热的光热发电系统是近年来太阳能利用的一种新的发展方向。其优势体现在:借助大容量的储热装置,该系统能够平移所吸收的光热能,具有良好的可调度性;同时其中的汽轮机组具有良好的可控性。从含储热的光热电站的运行机理入手,经过抽象和简化,得到了面向电网调度的光热电站模型。该模型刻画了光热电站中的能量流及其主要运行约束,适用于电网调度。在传统安全约束机组组合模型基础上,提出了含光热电站的电网调度模型。对算例系统进行了电网调度仿真,分析了在完全接纳光热发电的前提下,光热电站并网在发电成本、可再生能源接纳和提高汇集输电线路利用率等方面的可观效益。     

含光热电站接入的多源联合系统模型预测控制方法

光热电站具有良好的可调节特性,能够弥补常规机组调节能力不足,促进风电、光伏消纳。然而,光热电站的可调节能力受到太阳能直射辐射情况以及蓄热装置初始蓄热量的影响,增加了光热电站接入下多源联合系统协调优化难度。为此,提出了含光热电站接入的多源联合系统模型预测控制方法。首先,建立了光热电站功率调节特性、能量储存运行特性的数学模型;在此基础上,基于多源联合机组组合滚动优化及反馈校正的模型预测控制MPC思路,提出了含光热电站接入的多源联合系统滚动优化模型及相应的优化方法,进而得到含光热电站接入的多源联合系统优化控制方案;最后,以某含光热电站接入的新能源送端电网为例进行仿真计算,仿真结果验证了所提方法在挖掘光热电站有功调节能力、促进风光电消纳方面的有效性。     

面向光热发电的太阳能短期预报技术

随着全球太阳能行业的迅猛发展,越来越多的太阳能以光热发电的形式被电网吸纳,准确地预报未来几天的法向直接辐射已成为光热项目并网和现场运行维护的基础。文中介绍了法向直接辐射的定义、国内电力工业标准、法向直接辐射短期预报方法、影响短期预报精度的要素和提高短期预报精度的方法,回顾了国内最新的研究进展,提出了当前研究中存在的问题,并对未来的研究趋势做了展望,以期对"十三五"期间太阳能热发电行业的发展提供参考。     

考虑风电不确定性的蓄热式电采暖消纳弃风经济性分析

针对冬季采暖期我国北方地区严重弃风和燃煤导致的空气污染问题,综合考虑风电预测误差及供给价格弹性,以采暖期系统运行成本最小为优化目标,构建基于终端热负荷特性的电锅炉日前优化调度模型,并在电力市场背景下分析了蓄热式电采暖供暖系统的运行经济性。通过引入储热装置来更加合理地利用各时段弃风电量,从而进一步提高供热系统运行经济性。在求解阶段,采用CPLEX软件包下的分支定界法(BBA)对模型求解,并通过具体算例仿真结果验证了所提方法的有效性。     

华东电网抽水蓄能电站开发规模探讨

本文主要从经济优化、运行技术要求两个方面阐述华东电网抽水蓄能电站的开发规模,并对解决华东电网调峰提出了建议。