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。     

风光互补发电系统混合储能系统容量优化方法研究

风光互补发电系统受风光资源影响发电功率波动较大,配置适当的储能系统可提高新能源发电的消纳能力和电能质量。针对风光互补发电系统储能容量优化配置问题,将运行投入成本作为优化目标,提出以抽水蓄能为基础,蓄电池和超级电容参与的混合储能系统模型。该储能模型以跟踪负荷曲线作为平抑目标函数,利用集合经验模态分解和滑动平均法,对抽水蓄能机组、蓄电池和超级电容设备进行功率分配。建立了风光发电系统模型,利用带免疫的粒子群算法对储能配置容量进行寻优求解。计算结果表明,所提基于抽水蓄能的混合储能容量优化模型,对发电系统输出功率波动情况改善明显,电能消纳能力和运行经济性有所提高。     

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。     

计及风光系统出力随机性的电压风险评估

针对风力发电和光伏发电并网后改变系统潮流大小和方向并对电网电压产生影响的问题,建立了风电和光伏出力概率模型,并使用Monte Carlo方法模拟了实际风速和光照辐照强度的概率分布区间,进而计算了风电和光伏的随机出力,并结合风险理论考虑风光系统出力随机性对电网电压风险的影响。以IEEERTS79标准测试系统为例,评估了风光系统接入容量及风光发电系统容量配置比例对电网电压风险的影响。算例的评估结果可为风光系统接入容量大小和风光发电系统容量配置比例提供参考。     

考虑系统调峰特性的风光消纳优化

由于风电和光伏发电受自然因素的影响较大,其出力具有随机性和波动性,将对系统的调峰能力造成严重影响。该文首先针对风电自身的出力特性,从系统调峰能力的角度对区域电网可以接纳的风电容量进行评估;然后根据风电和光伏发电在时间尺度上存在的互补性,建立以系统失负荷率最低和弃风、光率最小为目标的优化模型,利用改进惯性权重的粒子群算法对模型进行求解,得到最优的风电和光伏发电出力。最后,利用实际区域电网风电、光伏发电以及负荷的历史数据对该文所提方法的有效性进行验证,结果表明采用风光互补优化策略对风电和光伏发电的输出功率进行优化后,系统出力波动有所降低且消纳能力有明显提升。     

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。     

考虑大规模风光消纳的多目标优化调度关键技术

文章针对大规模风光发电的稳定性和电网风光发电的消纳能力,建立了基于复杂时空耦合约束的最优潮流多目标动态调度模型。将优化调度模型解耦为两阶段:风光火荷协调优化和梯级水电站经济分配,提出了一种改进的多目标萤火虫算法对该模型进行求解,并通过算例对该模型和算法的有效性进行了验证。结果表明,该模型和算法能够显著提高风、光的利用率。     

影响区域电网可再生能源消纳能力的边界条件分析

首先阐述可再生能源消纳能力评估相关指标的定义,然后从源-网-荷3个方面分析影响可再生能源消纳能力的关键因素,并以可再生能源消纳量最大为目标,基于时序生产模拟的方法建立可再生能源消纳能力的多时段耦合评估模型。最后,以IEEE-30节点系统为算例,评估多场景下电网可再生能源消纳能力,并研究约束边界变化对消纳能力的影响。算例验证了模型的有效性与合理性,可为可再生能源消纳能力的评估与优化提供依据。     

基于改进NSGA-Ⅱ算法的风光组合多馈入直流送端系统装机容量优化配置研究

为合理规划风光组合多馈入直流送端系统装机容量,降低系统成本,避免风、光大量弃电,文章首先建立风光组合多馈入直流送端系统成本模型,提出以t分布交叉算子改进带精英策略的非支配排序遗传算法(NSGA-Ⅱ),并以系统年总成本最低、可再生能源发电量最大为目标,进行系统装机容量的优化配置。最后,以系统年出力曲线和日出力曲线验证算法结果的合理性。研究表明:文章所提出的改进NSGA-Ⅱ算法可以用于送端系统装机容量优化配置;提高了火电机组装机容量,在降低系统成本的同时削弱了可再生能源消纳能力;过度提高可再生能源装机容量将增加弃电量和系统成本。     

多类型电源提升风光电集群高效消纳的源网协调控制研究

随着新能源发电的快速发展,电网中相应的调峰配套设施明显不足,导致新能源发电送出消纳受阻,容易造成严重的电力浪费。在风电、光电、水电、火电等多类型电源发电特性的基础上,提出了一种基于多类型电源联合发电提升风光电集群高效消纳的优化调度模型,并且对比了不同电源组合对系统优化调度的影响。模型以甘肃地区的多类型电源能源基地作为研究对象,以经济效益最大化为目标,建立了一个混合整数线性化模型并在GAMS中进行求解。仿真结果表明,结合多类型电源联合发电调度能够促进新能源的高效消纳并且提高经济效益。为高比例新能源接入电网多类型电源联合协调优化调度提供了一种解决方案。     

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。     

考虑系统故障随机性的电热联合系统备用与DNE分布鲁棒协同优化调度

为实现电热联合系统的安全稳定运行,提高可再生能源消纳,提出考虑系统设备故障随机性的电热联合系统备用与“不超过”（DNE）分布鲁棒协同优化调度模型。首先,以常规机组和热电联产机组运行成本最小为综合优化目标,电功率平衡约束、热功率平衡约束等为约束条件,建立确定性电热联合系统优化调度模型;其次,在综合考虑风电功率、设备故障随机性以及DNE极限基础上建立电热联合系统分布鲁棒优化调度模型;最后,以修改的9节点系统为例,验证了所提模型可有效提高风电消纳率和系统的经济性。     

基于改进粒子群算法的新能源侧储能容量配置

在新能源侧配置储能可有效减少弃风弃光,提高新能源消纳能力。综合考虑储能消纳风光的能力及其经济性,以风光电站弃风弃光电量和储能投资成本最小为目标构建新能源侧储能配置模型。提出基于改进多目标粒子群算法的优化算法对模型进行求解,在求出的各目标权重的基础上,采用熵权法排序得出最佳储能容量配置方案。以某风光电站为例进行仿真分析,结果表明,配置储能后可有效消纳风光,且具有较好的经济性,验证了所提方法的有效性和可行性。     

基于网络安全稳定约束的新能源消纳能力评估方法

多直流馈入和新能源高比例渗透的背景下，考虑新能源出力随机性以及系统网络安全约束，准确评估电网新能源最大消纳能力，对促进新能源消纳具有重要意义。因此，该文提出一种基于网络安全稳定约束的新能源最大消纳能力评估方法。综合考虑发电机组调节特性、多直流调节功率等因素对新能源最大消纳能力的影响，采用概率分布离散模型描述新能源分布的随机性，建立以电网静态电压稳定和发电机出力等约束的新能源消纳能力计算模型，并通过离散概率运算，实现新能源并网多场景状态模拟，求解新能源最大消纳功率的离散分布，进而计算多场景运行的新能源最大消纳容量。最后，利用改进IEEE 39节点系统进行多场景仿真分析，仿真结果表明，所提方法有效反映多场景运行状态下新能源消纳能力。     

基于随机规划的风光互补系统容量配比方法

在风光互补系统的容量配比研究中,并未考虑风光发电实际输出功率的随机性.提出了一种基于随机规划的风光互补系统容量配比方法.考虑到风光发电的实际输出功率具有随机性,基于随机规划理论建立以功率平稳输出为目标的风光互补系统容量配比模型;利用基于随机模拟技术的粒子群算法求解模型,探讨了风光互补系统的最佳风光容量配比;并以琼海市某...     

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。     

基于时序生产模拟的电网新能源跨区域消纳评估

目前,随着技术的发展,中国电网对新能源发电的需求量越来越大。但新能源发电的随机性和波动性严重制约了电网对其的消纳。因此,基于时序生产模拟的方法进行电网新能源跨区域消纳评估研究,同时,在新能源消纳时,考虑了风电和光伏发电的输出特性、电网约束条件和跨区域电力交换、火电水电出力特性等因素,最后基于粒子群优化算法计算最优消纳值。通过仿真实验分析,该消纳评估方案具有较好的消纳能力。     

考虑负荷特性的光伏消纳能力的模拟与评估

针对目前在配电网光伏消纳能力评估过程中不能全面考虑电力系统中负荷特性多样化对光伏消纳能力影响的不足,提出一种考虑负荷运行中的实际情况,光伏消纳模拟与概率评估的方法。首先采用支持向量机-随机森林算法对负荷数据进行清洗,再采用改进谱聚类算法对不同类型的负荷特性进行聚类分析,然后基于场景分析法选取不同负荷的类型曲线作为节点处负荷数据,最后基于蒙特卡洛模拟法和均匀抽样法进行光伏消纳方案随机模拟与消纳能力近似评估。基于IEEE 33节点系统算例分析,对有无考虑负荷特性的抽样结果进行对比,有效验证了所述方法的适用性。     

风光水火发电权交易主体评估及置换电量优化研究

针对当前发电权交易未充分利用自备电厂调峰潜力、中长期双边置换限制交易规模且易产生偏差问题,提出风电、光伏、水电及自备电厂、关停火电参与的发电权多边多时间尺度交易模式及电量优化方法。为评估各主体置换优先级,基于交易原则构建交易主体评估指标;采用标度扩展法和信息熵法确定各指标主客观权重,基于最小鉴别信息对组合权重赋值;使用相对熵改进理想解法对交易主体进行综合评估;并基于评估结果提出考虑清洁能源消纳的周、日前、日内多时间尺度发电权置换模式及组织流程;建立以绩效最优为目标的发电权置换电量优化模型。最后,通过算例验证交易主体评估方法、多时间尺度置换模式及电量优化方法的合理性和有效性,可为发电权多边交易提供参考。     

基于碳中和目标的分布式光伏发电并网消纳控制研究

采用目前方法对分布式光伏发电并网进行消纳控制时，没有对碳排放量进行分配，存在碳排放量高、系统效率低和发电量低的问题。提出基于碳中和目标的分布式光伏发电并网消纳控制方法，该方法对消纳进行控制之前对分布式光伏发电系统的碳排放量进行了分配，以此助力碳中和目标达成，在此基础上构建分布式光伏发电并网消纳控制模型，并设定相关约束条件，采用遗传算法对消纳控制模型进行求解，获得模型最优解，实现分布式光伏发电并网的消纳控制。实验结果表明，所提方法的碳排放量低、系统效率高、发电量高。