计及调度经济性的光热电站储热容量配置方法

综合考虑火电机组发电成本、光热发电并网消纳的环境效益和运行维护成本、系统旋转备用成本等调度经济性因素,求解光热电站一年内各调度日的最佳储热容量,并在此基础上探究储热装置配置成本与调度经济性的平衡点,确定光热电站储热容量配置。最后,基于SAM软件所得光热电站数据,通过IEEE-30节点系统验证所提方法的可行性与有效性。     

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。     

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。     

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。     

基于自适应SMPC的梯级水-风-光互补系统多目标优化调度

为抑制风电、光伏的波动性,文章建立了梯级水-风-光互补系统的多目标优化调度模型,同时考虑了调度成本与水电出力波动性,提出了一种基于自适应随机模型预测控制的梯级水-风-光高效协调优化方法。该方法利用场景削减技术,进一步抑制风光出力不确定性,并采用自适应变权重方法自动调整多目标权重系数。文章比较了方法改进前、后以及梯级水电站数量对互补系统优化调度结果的影响。系统仿真表明,所提自适应（Stochastic Model Predictive Control, SMPC）方法,可有效抑制风电、光伏的不确定性与波动性,提高水电出力的可靠性与稳定性     

考虑碳自然循环的离网型风/光-火联合供能系统容量优化配置

针对合理规划离网型风/光-火联合供能系统使其达到碳中和要求的问题,首先考虑风光出力不确定性对新能源为主的离网型供能系统可靠性的影响,提出离网型风/光-火联合供能系统的基本结构;其次,基于自然界可消纳CO₂上限与世界能源需求总量之间的关系,建立供能系统的碳自然循环模型;以系统年总费用值最小为目标,建立供能系统容量优化配置数学模型,并采用粒子群算法求解。基于某实际离网型联合供能系统算例分析表明：所述容量优化配置方法在以较低成本保证供能可靠性的同时,可实现离网型风/光-火联合供能系统CO₂的“净零排放”。     

考虑弃光的光储联合电站输出功率控制策略

为减少弃光现象,参考国家标准确定弃光规则,建立计及弃光的光储联合电站输出功率控制目标函数,根据前一时间段历史光储联合输出功率对当前光伏输出功率进行划分,实时确定光伏正常发电区间与弃光区间,并给出各区间内储能系统输出功率范围。基于建立的目标函数采用遗传算法对储能系统输出功率进行优化,确定优化后的储能系统输出功率。最后通过Matlab率能在平滑光储联合电站输出功率的情况下,能有效减少或消除弃光现象。     

基于合作博弈的风-光-电氢微网容量配置

当风电场、光伏电站、电氢混合储能系统分属不同的投资者时,微网容量配置存在微网整体运行最优与各投资者自身运行最优的矛盾,同时风、光出力的不确定性也会影响容量配置。针对上述问题,提出一种考虑风、光不确定性,基于合作博弈的风-光-电氢微网容量配置方法。首先,依据有序聚类和K-均值聚类提取出风-光-负荷典型月场景;其次综合考虑影响微网运行的因素,构建基于不同投资者的经济模型,在典型月场景下,分析完全合作博弈、部分合作博弈、非合作博弈模式下各投资者与联盟的收益关系;最后,以月净收益最高为优化目标,利用改进灰狼优化算法配置投资者装机容量,并基于shapley值分配合作联盟投资者收益。根据算例结果和关键参数灵敏度分析可知,微网在完全合作博弈模式下兼顾经济性与低碳性,且各投资者利益分配合理;电价、风光补贴价格的波动对各投资者影响不同。     

基于二维联盟多代理技术的风-光-储集群广域协调控制

分散独立控制的风-光-储系统未对负荷进行统一协调响应,其无序充放电不利于电力系统的安全经济运行。针对集群风-光-储系统,构建基于二维联盟多代理技术(MATTDA)的广域协调控制架构,提出适用于风-光-储集群的广域协调优化控制策略。以平抑风-光整体出力波动促进风-光消纳和优化电池储能寿命为控制目标,采用JADE搭建多代理仿真环境,通过算例系统验证所提控制策略可充分利用风-光-储集群出力的时空差异性,提高集群出力的整体可控性,有效平抑风-光整体出力波动,并改善其独立无序充放电对储能使用寿命的不利影响。     

考虑风光互补的输储联合规划方法研究

针对可再生能源电站和输电网的联合规划问题,提出了一种考虑风光互补特性、储能系统的运行特性和输电线路规划的输电网大规模接纳风能和光能的联合规划方法,其规划目标是在大规模风光并网的前提下,使年弃风成本、年弃光成本、储能投资成本和输电线路扩建成本的总成本最小;建立提升风光接纳能力的储能配置与输电线路联合规划模型,提出风光互补程度、电源损失率和风光储混合电力系统贡献率3个指标来进行评价,并进行算例分析。仿真结果表明,所提输储联合规划方法可以有效地限制对原有网架的扩建,合适风光配比可以进一步节约电网投资和运行成本,并提高系统的稳定性和有效性。     

风-光-火-蓄联合系统两阶段优化调度

由于间歇性能源出力具有不确定性,该文利用抽水蓄能容量大、响应速度快的优势,建立风-光-火-蓄两阶段动态调度模型。长时间尺度以总成本最低为目标,综合考量系统运行成本、SO₂、NO_X、PM排放量、弃风弃光量惩罚,来优化可控电源出力。短时间尺度以长时间尺度为基准,基于模型预测控制原理滚动求解出力增量,使抽蓄机组有功出力偏差最小,以增强调度的平滑性。最后根据东北某地区抽蓄机组实际数据及改进的IEEE-30节点系统仿真验证了该文所提模型的有效性,以此来降低系统的污染物排放水平,提升系统对风电、光伏的消纳能力。     

基于分时电价的风电-光热系统能量转化效益研究

为评估风电-光热系统的能量转化效益,基于风电-光热系统的运行特性及各子系统出力特性,并考虑电价影响因素,建立基于分时电价的风电-光热系统能量转化效益定量评估模型,研究风电-光热系统中光热电站对风电削峰填谷的影响。仿真算例结果表明：在分时电价政策的影响下,低谷时段的廉价电能被转化为高峰时段的珍贵电能,风电-光热系统取得良好的经济效益;同时还可有效平滑风电场输出功率,降低风电并网的波动性。     

大规模弃风与储热协调调控评估方法

北方地区合理利用大规模弃风电量,特别是将弃风用于清洁供暖,必将产生巨大的社会效益.本文重点研究弃风电量与储热容量匹配关系,以及评估某省级电网连续5年储热跟随弃风运行情况.首先,提出基于年弃风电量、年最大弃风功率和最大日弃风电量的全额消纳弃风储热容量配置方法,以及基于年最大弃风功率按百分比部分消纳弃风的储热容量配置方法.然后,根据分布式储热和集中式储热的运行特性,构建储热跟随弃风能力的评估模型.最后,通过某省级电网连续5年的实际运行案例进行数值分析,研究供暖季和供暖季低谷期弃风消纳问题.弃风消纳电量与储热配置容量结果显示,储热装置对电网弃风消纳效果显著,随着风力发电装机容量增加,储热配置容量也应增加才能满足弃风消纳需求,且不以百分百消纳弃风电量为目标配置储热容量更经济.此外,储热跟随弃风评估结果显示,基于年弃风电量配置储热功率更符合电网的实际运行情况,储热应跟随弃风规律运行才能提升电网消纳弃风的能力.     

考虑光热电站调节特性的可再生能源系统优化调度北大核心CSCD

风电的随机性与波动性导致电力系统供应侧可调度性降低,因而弃风限电现象严重。文章基于光热电站的调节特性,提出含光热电站和抽水蓄能的全可再生能源系统优化调度模型,实现负荷全部由可再生能源供电的调度模式。模型以系统运行总成本最低为目标,综合考虑风电预测的不确定性和各发电单元出力约束,应用CPLEX进行求解。最后,仿真算例验证了模型能够促进电力系统清洁低碳发展,同时提高了风电消纳。     

计及风、光消纳的风电-光伏-光热互补发电二层优化调度

以风电、光伏、光热构成新能源互补发电模式,计及风、光资源消纳,建立将高载能负荷作为可调度资源参与新能源互补发电系统的二层优化调度模型,采用NSGA-Ⅱ和二进制粒子群算法求解模型。上层优化模型以互补系统输出功率波动最小和并网效益最大为优化指标确定各机组的出力,并且计算出弃风弃光量。在此基础上,下层优化模型针对上层优化模型造成的弃风弃光量,选取能够有效消纳风、光的高载能负荷参与电网调度。最后,以甘肃地区实际数据为例,验证了所提方法的可行性和有效性。仿真结果表明,光热电站的参与增加了44.3%的经济效益,减小了65.8%的输出功率波动,高载能负荷的参与减小了86.3%的弃风弃光量。     

光热电站并网对新能源电网运行特性的影响研究

随着大规模新能源并入电网,将引起系统电压支撑能力下降,由此加重了系统的波动性和不确定性,并产生了较高的弃风、弃光率。针对新能源电网的光热电站调度优化问题,提出了以区域电网断面送出极限、新能源机组消纳量及系统电压支撑能力为优化目标,并充分考虑丰大光大运行方式下其他新能源机组的影响因素,基于电力系统综合仿真程序（PSASP）建立了某省实际电网模型,并探讨在光热机组不同出力及接入位置组合下,新能源电网的暂态电压稳定性、断面输送极限和新能源机组消纳量等问题。     

含CSP电站的风光火储联合外送系统优化配置

为解决中国西北地区的新能源消纳问题,提出一种含CSP电站的风光火储联合外送系统优化配置方法。首先,根据风光火储的互补特性建立含CSP电站的风光火储联合外送系统的典型架构,并分析其工作机制;其次,结合拉丁超立方抽样以及基于时序自相关和互相关的时序重构、时序组合和场景择优,生成考虑时序自相关和互相关性的随机场景集;接着,以计及碳排放成本的系统收益和系统新能源消纳能力最优为多目标,构建含CSP电站的风光火储联合外送系统多目标优化配置模型,并通过增广ε-约束法结合商用软件CPLEX进行求解;最后,以西北某地区2025年电网规划数据构造的算例进行仿真,验证了该配置方法能有效提高系统收益,促进风光消纳,提高系统电力送出能力。     

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。     

基于Beta分布的空气源热泵联合蓄热器供热系统储热容量最小区间研究

在新疆偏远地区的风电场,为保证风电场建筑冬季供暖舒适性和达到弃风部分消纳的要求,提出利用弃风为空气源热泵联合蓄热器的建筑节能系统的供热模式。为达到降低成本和供暖舒适的目的,对建筑节能系统的储热容量最小区间进行计算。首先通过新疆风电数据计算风电场弃风曲线,根据建筑节能系统的性能对每日弃风进行弃风时段划分,依据弃风时段与供暖时段的匹配差异匹配蓄热器补充热量。提出基于Beta分布的储热容量分布特性的储热容量最小区间研究,并验证计算得到的最小区间的正确性。     

计及光伏不确定性和低碳需求响应的工业园区光-储分布鲁棒规划模型

在双碳背景下,工业园区能通过配置光-储发电系统,减少外部购电量,从而降低碳排放水平,但光伏的不确定性给工业园区最优规划带来了一定挑战。基于此,建立了计及光伏不确定性和低碳需求响应的工业园区光-储鲁棒规划模型。该模型以园区年综合成本最小为优化目标,基于碳排放流理论,将动态碳排放因子作为需求响应的实时电价的定价依据,其次,利用光伏出力的历史数据,通过场景聚类,建立典型出力场景和其概率分布,构建基于数据驱动的两阶段分布鲁棒光-储规划模型。最后,利用Cplex商业求解器对某工业园区进行算例仿真,验证了所提模型的有效性。