基于"负荷-电价"的热电联产系统风电消纳策略

针对现今"三北"地区冬季供暖期弃风严重的问题,提出了一种基于实时电价的热电联产系统风电消纳策略。该策略基于每时刻用电负荷占总负荷比例把日总电费分摊到各时刻,建立负荷与电价的关系模型,并在热负荷中心安装电锅炉解耦"以热定电"约束,同时引入辅助服务费用对联合系统负荷转移和热电解耦过程产生的损失费用进行补偿,建立以消纳弃风上网费用及辅助服务费用之差最大为目标的调度模型。通过"三北"某地区电网仿真结果表明,该策略实现了日负荷整体动态跨时段转移和热电解耦的最优协调控制,使联合系统减少了弃风,同时负荷峰谷差异也得到了明显改善。     

消纳大规模风电的热电联产机组滚动调度策略

首先,对热电联产机组的特性进行了分析,建立了考虑背压式和抽凝式热电联产机组以及并网风电的滚动调度模型。然后,针对热电联产机组的特性,基于拉格朗日对偶松弛算法框架,提出了考虑风电以及其他各类机组的联合优化滚动调度算法。一方面,提出了主问题的迭代步长自适应修正方法以提高算法收敛速度,子问题则采用一种高效的逆推回代动态规划方法进行求解;另一方面,针对抽凝式热电联产机组的热电耦合约束难题,将其分解为供热出力优化及有功出力优化2个子问题,提出了2个子问题的交替迭代优化算法。某省级电网的实际算例结果证明了该方法的有效性。     

基于电锅炉的热电厂消纳风电方案及其国民经济评价

针对当前中国"三北"电网在冬季供暖期面临大量弃风的问题,提出了热电厂通过配置电锅炉来解耦其"以热定电"约束,进而降低强迫出力消纳弃风电力的方案。文中介绍了方案的基本运行原理,讨论了方案实施的机制条件,建立了评价方案节煤效益和国民经济性的数学模型,分析了其影响因素。理论和算例分析均表明,在当前国内"三北"地区各弃风严重的电网中,实施该方案具有明显的节煤效果和国民经济可行性。     

配置储热后热电机组调峰能力分析

热电联产机组"以热定电"运行所导致的调峰能力不足是目前造成中国"三北"电网大量弃风的一个重要原因,为此,提出了在中国大型抽汽式热电厂中通过配置储热来提高机组调峰能力的消纳方案。首先介绍了该方案的基本原理;进而对配置储热前、后热电机组的电热运行外特性进行了分析与建模,讨论了配置储热后热电机组的运行策略;在此基础上,建立了计算配置储热后热电机组调峰能力的数学模型,并分析了其影响因素。算例中对中国北方地区2台典型的300 MW和200MW供暖机组配置储热提高调峰能力的效果进行了分析,结果表明:在给定的供热中期的热负荷水平下,配置储热可使得2台机组的调峰容量分别提高额定容量的21%和13%,从而为弃风电力提供大量的上网空间;但储热的效果取决于机组所承担的热负荷水平,若热负荷接近于机组的最大供热能力,则效果并不明显。     

基于含储热的热电联产与抽水蓄能的风电消纳协调控制策略

在研究电热负荷与不同时间尺度风功率波动特性的基础上,分析了含储热的热电联产与抽水蓄能协调运行对风电消纳的影响,并提出了基于含储热的热电联产与抽水蓄能的两级协调控制策略。一级协调控制以系统运行成本最小和风电消纳电量最大为目标,根据电热负荷和风电预测出力,通过含储热的热电联产与抽水蓄能在调节容量上的优化配置,提高系统运行经济性和风电消纳率;二级协调控制针对风电出力的实时波动,根据风电计划上网偏差,通过含储热的热电联产与抽水蓄能的协调控制,平抑风电实时波动。以6节点系统为例,验证了所提协调控制策略的有效性,结果表明含储热的热电联产与抽水蓄能的两级协调运行可以有效降低系统运行成本,提高风电消纳水平,保证大规模风电接入情况下电网安全稳定运行。     

基于热力系统储热控制的大规模风电消纳研究

针对电力系统大规模风电并网消纳问题,本文基于区域能源系统框架提出一种热力系统储热控制的方法。该方法通过引入储热装置和分布式热泵,提高热电联产机组的运行灵活性,满足风电功率日前调峰需求;同时,分布式热泵可以进一步提高系统调峰容量,促进风电消纳;最后,考虑建筑物储热特性和人体热舒适性,能够提高储热控制的灵活性,实现对风电波动的有效跟踪。仿真结果展示了储热控制方法对日前调峰和促进弃风消纳的效果,分析了热负荷特性对风电调峰效果的影响。     

计及含储热光热电站与电锅炉联合运行的供热期弃风消纳策略

为解决西北地区冬季供热期热电联产机组以热定电运行模式下系统风电消纳能力不足的问题,提出了计及含储热光热电站与电锅炉联合运行的供热期弃风消纳策略.该策略通过考虑电锅炉与光热电站联合运行,在利用光热电站的储热系统实现热能的存储与时移利用的同时,由光热电站与电锅炉、热电联产机组一同提供系统热负荷,以此提高热电联产机组的调峰能...     

电锅炉实现风电消纳的综合能源系统最优经济调度北大核心CSCD

在东北地区的供暖季,采用电锅炉协调热网和电网,对减小弃风有重要意义。本文综合考虑常规机组发电功率、风机电功率、储热热功率、热电联产机组电热功率和电锅炉电热功率等多种约束条件,基于电锅炉阶段性的电热调节,以总运行成本和弃风成本最小为目标函数,建立含风电的电力系统电热最优经济调度模型。通过分析热电联产机组供热、热电联产机组+储热设备供热、热电联产机组+储热设备+电锅炉联合供热的热网平衡,分析含风电的以热定电、无电锅炉、有电锅炉三种不同场景经济调度问题,对比研究储热和电锅炉对弃风量和耗煤量的影响。最后,在6节点的热电系统算例中,采用CPLEX工具箱,验证方法的有效性,并提出最优热电联合运行方式。     

配置储热罐后热电联产机组运行优化

储热罐作为一种蓄能技术可在一定程度上实现热电联产机组热电解耦,提高热电联产机组深度调峰能力。针对目前热电联产机组配置储热罐后的运行优化问题,本文采用Ebsilon软件搭建热电联产机组运行优化分析模型,对某电厂亚临界2×330 MW热电联产机组配置储热罐后运行方式及优化效果进行分析计算。结果表明,配置储热罐后,在单台机组对外供热负荷250 MW时,调峰容量最小提高了额定容量的15.2%,最大提高了额定容量的24.2%。同时,为提高热电联产机组的运行经济性,建议在热电负荷一定时,采取电负荷平均分配、热负荷不均匀分配的运行方式。在此基础上,当该电厂3、4号机组热电负荷处于供需平衡时,运行优化后机组总体热耗率可降低76.1 kJ/(kW·h);当热电负荷处于供需不平衡时,运行优化后机组总体热耗率可降低12.9 kJ/(kW·h);整个采暖季总节煤量为1 618.2 t,总经济收益为129.5万元。该研究结果可为热电联产机组配置储热罐后的安全经济运行提供指导。     

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...     

基于用电权交易的有序用电新机制

有序用电是我国应对电力短缺的有效措施,但同时存在计划指令下电力资源配置效率不高的问题。对当前我国有序用电工作进行深入分析,并借鉴国外配额制和配额交易制,在研究用电权交易的基本概念、合理性、优势及市场属性的基础上,提出了适合我国有序用电的用电权交易方案,通过利用用户侧的市场调节,优化电力资源配置从而提高整体社会效益。     

计及碳交易的电-气耦合型虚拟电厂运行策略优化研究

随着双碳目标的提出,构建清洁低碳,安全高效的能源体系日益迫切。虚拟电厂(Virtual Power Plant,VPP)采用大数据等技术手段,将电力作为中心,把各种类型的负荷聚集在一起进行管理,通过协调优化技术降低成本,是重要的碳交易载体。文章构建电-气耦合型虚拟电厂(E-G VPP)参与电力市场和碳市场的架构,研究E-G VPP经济低碳运行策略优化模型。首先,构建了一种E-G VPP典型结构,提出E-G VPP参与电力市场与碳交易市场的交易模式,构建电碳交易协同的E-G VPP运行策略优化模型,并利用遗传算法对模型进行求解。最后,通过算例分析验证所提模型在经济低碳运行上的有效性。     

基于大规模储能融合蓄热式电锅炉的风电消纳多目标优化控制

我国"三北"地区存在源荷供需矛盾凸出、电网灵活性差的问题。风电场弃风现象严重问题的一个重要原因是热电机组在冬季以"以热定电"的方式运行,导致其调峰能力下降。利用蓄热式电锅炉供热,将电能转化为热能,能够提高风电就地消纳的能力。但采用电极加热的蓄热式电锅炉,其功率调节受电极机械部件限制,频繁调节将严重影响蓄热式电锅炉的使用寿命。将具有快速、灵活功率调节能力的电化学储能引入蓄热式电锅炉消纳风电的系统中,以风电消纳最大和蓄热式电锅炉电极调节次数最小为目标,提出了一种基于储能融合蓄热式电锅炉的风电消纳多目标优化控制方法。仿真结果表明:所提方法能够兼顾蓄热式电锅炉系统的弃风消纳与锅炉电极的调节次数,有效地解决了蓄热式电锅炉功率调节能力与风功率变化不匹配的问题。     

基于改进粒子群的风电-火电-蓄热电锅炉联合优化调度

蓄热式电锅炉是增加风电-火电系统弃风消纳的重要手段,但是当前风电成本仍高于火电成本,风电消纳和降低蓄热式电锅炉用能成本存在矛盾,考虑多方效益,合理优化风电、火电机组及蓄热式电锅炉的出力,对于降低用能成本、提高风电消纳具有重要意义。文章建立了考虑多目标的含风电、火电机组和蓄热式电锅炉的优化调度数学模型,通过采用偏小型隶属函数将以风电、火电机组运行成本最低和弃风量最小的多目标函数转化为单目标函数,在满足各部分约束条件下求取隶属度最佳的风电、火电机组出力。进一步,提出一种改进的粒子群算法,对上述模型求解。该算法可以跳出局部最优解,具有较快的收敛速度和较高的计算精度。最后,基于某电网的实际数据进行仿真,仿真结果验证了所提方法的有效性。     

碳交易机制下计及用电行为的虚拟电厂经济调度模型

虚拟电厂(Virtual Power Plant, VPP)能够聚合发电侧的分布式能源以提高可再生能源消纳程度。由于可再生能源出力的不确定且成本缺乏竞争力,虚拟电厂在运营过程中往往存在弃风弃光现象。建立了一种碳交易机制下计及用电行为的虚拟电厂经济调度模型,使可再生能源能参与到碳交易中,并促进用户侧与发电侧的协同。针对该模型的双层性、非线性和半连续性,提出了一种综合线性逼近、KKT条件和透视变换理论的重构方法,将其转化为单层整数二阶锥模型实现求解。算例表明,促进可再生能源消纳有助于提高虚拟电厂的减排效益。同时,碳交易机制具有提高可再生能源消纳总量的能力,用户的响应则具有改善风能利用分布的能力,而采用合适的电价机制能够进一步发挥二者之间的协同效益。     

考虑风电波动与电动汽车集群储能平抑控制策略

为促进风电在电网中的消纳,减轻配电网负荷压力,提出考虑风电出力波动和电动汽车集群储能系统平抑控制策略.首先,对单体电动汽车入网后行为特性进行储能建模,依据不同荷电状态(SOC)电动汽车有功响应能力,构建电动汽车集群储能模型,基于集群储能能力的差异性,利用多个电动汽车集群协调平抑联络线功率波动.其次,由集群储能系统依据联络线功率平抑波动值进行逐层自适应功率分配,确定各电动汽车蓄电池—超级电容的任务功率,充分利用车网连续调节能力.所提平抑策略可减轻大规模电动汽车连网后配电网中负荷的波动,实现储能系统内部功率相互流动,有效减少常规储能容量配置.     

计及谷时段风电消纳的储能系统平抑风电功率波动控制策略

储能系统(energy storage system, ESS)仅参与平抑风电功率波动为单一场景的控制策略,存在ESS频繁充放电以及不能有效解决负荷低谷时段风电消纳等问题。为此,提出了一种计及谷时段风电消纳的ESS平抑风电功率波动控制策略。首先,根据风电特性与负荷需求的时序关系,确定ESS在一个周期内的充电和放电区间段。其次,提出了分区间控制的ESS控制策略,在充电区间段以平抑风电功率向上波动为目标存储电量;在放电区间段以平抑风电功率向下波动为目标释放电量。最后,考虑ESS的实时荷电状态(state of charge, SOC)和风电消纳,提出了基于模糊控制的ESS充放电功率修正方法。以某风电场实际数据为例,在风储联合发电系统仿真平台上进行了测试,验证了所提运行策略的可行性和优越性。     

风火调峰权交易促进风电再次接纳研究

系统调峰能力不足导致负荷低谷时期风电场大量弃风,成为制约风电接纳水平的主要原因之一,调峰权交易可以激励火电机组发挥调峰潜力,为风电提供消纳空间。将风电引入调峰权交易模型中,提出风电参与调峰权交易的市场模式,分析火电机组调峰权交易成本和风电场调峰权交易效益,建立以社会效益最大和风电再次接纳量最大为多目标的调峰权交易模型,并采用多目标粒子群优化算法对模型进行求解。IEEE 14节点测试系统的仿真结果验证了所提模型的有效性。     

面向配电网风电消纳的冰蓄冷空调系统多目标优化策略研究

未来配电系统可再生能源渗透率日益提高。针对配网中风电消纳问题,考虑在系统中引入具有负荷转移特性的冰蓄冷空调进行需求响应控制,将夜间产生的风能转化为冷能并以冰形式存储,在日间用电峰段融冰释冷削减空调的用电峰值。具体来说,考虑系统内供电公司和风电生产商的综合运行成本以及空调用户的用电成本,建立基于能源效率和经济效益的多目标优化模型。以供电公司、风电生产商和空调用户的利益最大化为目标,采用非支配排序遗传算法-II(NSGA-II)对Pareto非支配解集进行求解,生成的Pareto解集,通过模糊隶属度法过滤选取最优解。最终根据最优解内参数变量的数值,对空调制冷机功率和蓄冰设备的融冰量进行调控。提出的算例验证了所提方法的有效性和可行性。