基于梯级水电调节的风光水联盟与区域电网联合运行优化调度策略EI北大核心CSCD

“双碳”目标引导下的清洁型电网建设,将面临大规模风光电消纳的严峻挑战。为此,以梯级水电为调节电源进行“风光波动平抑+电网负荷跟踪”,该文构建风光水联盟与区域电网联合运行的4阶段优化调度模型。第1阶段,入网前风光波动平抑。构建梯级水电平抑风光波动均方差最小和平抑费用最小优化模型。第2阶段,入网后电网负荷跟踪。构建区域电网与风光水联盟主从博弈调度模型。区域电网以风光水出力跟踪负荷误差最小和综合成本最低为目标,制定出清电价;风光水联盟制定联盟报价及售电计划,最大化联盟效益。第3阶段,联盟成员利润分配。构建纳什议价利润分配模型,实现内部补偿电价优化及成员利润提升。第4阶段,波动调节功率在各级电站优化分配。采用库恩–塔克条件(Karush-Kuhn-Tucker,KKT)等方法求解。结果表明所提方法能有效提高电网新能源消纳占比和联盟成员利润,降低火电占比。     

国家绿色电力证书交易市场与省级日前电力市场协调均衡机制设计EI北大核心CSCD

2019年颁布的《关于建立健全可再生能源电力消纳保障机制的通知》标志着我国可再生能源消纳进入强制考核时代,建立绿色电力证书(简称"绿证")交易市场十分必要。针对各省面临的可再生能源消纳任务,设计了国家绿证交易市场和省级日前电力市场协调均衡机制。针对发电侧可再生能源电厂间的差异性,创新性建立了基于熵权法的绿证核发评价体系用以指导可再生能源的绿证核发;从消纳考核要求出发,构建了省级日前电力市场出清模型与国家绿证交易市场出清模型,发电商和售电公司共同参与省级日前电力市场进行电量和绿证的直接交易;在国家绿证交易市场中,受到不同可再生能源消纳配额百分比的影响,售电公司通过竞价进行绿证的购买和售出;算例分析验证了所述机制的可行性和有效性。     

合作博弈下的可中断负荷补偿电费分配机制

为有效管理和利用可中断负荷,实现电网经济、安全运行,在对合作博弈原理简单介绍的基础上,建立了可中断负荷补偿电费分配的合作博弈模型,并采用Shapley值方法分配可中断负荷控制参与成员间的效益。算例计算结果表明,采用这种博弈模型和效益分配方法能促使各成员在需求侧管理中充分合作,从而实现整个网络的优化运行。     

耦合水电弃能消纳的日前现货市场多阶段出清方法EI北大核心CSCD

如何破解梯级上下游电站报价不匹配导致的竞争性弃水,是高比例水电现货市场出清中的基础性理论和实践难题。为此,基于节点电价出清机制,从弃水原因出发,提出一种耦合水电弃能消纳的多阶段日前现货市场出清方法。该方法第一阶段引入弃能电站报价修正策略,通过等比例调减弃能电站报价,实现市场优先出清;第二阶段引入上游电站电量控制策略,利用下游电站弃能反向推算上游电站应削减电量,构建了多时段耦合电量控制约束,通过减少上游放水削减下游弃能;第三阶段引入上游电站出力控制策略,考虑梯级滞时精细化推算上游电站各时段出力上限,构建了出力控制约束,进一步调减弃能;最后基于“谁获利、谁负责”的公平性原则,构建了多阶段结算补偿策略。实例分析表明,提出的方法能够有效协调上下游电站出清电量,避免报价不匹配导致的竞争性弃水,为高比例水电市场现货交易提供了新的思路。     

东北供热机组对新能源消纳的影响分析及热电解耦措施EI北大核心CSCD

"三北"地区冬季供热期新能源消纳矛盾突出,供热机组装机容量大、冬季受供热约束调峰能力差是造成弃风弃光的主要原因。基于东北地区的调研数据,第一次量化分析了供热机组装机发展和调峰运行对新能源消纳空间的影响,提出能够提高供热机组运行灵活性的4种热电解耦措施,在对不同热电解耦措施的风电消纳能力和煤耗水平分析对比的基础上,提出了目前可行性和推广性较高的热电解耦措施建议。措施的实施对释放系统灵活性、提高新能源消纳能力具有积极的意义。     

计及淡水生产过程调控的电-水综合系统协同优化运行EI北大核心CSCD

配水系统可通过水泵等元件的调节实现用电调度与控制,具有消纳可再生能源、助力“双碳”目标的巨大潜力。海水淡化厂和废水处理厂是配水系统中淡水的重要来源,耗电量巨大,然而现阶段鲜有考虑二者用电量控制的相关研究,通过淡水生产过程的调节对负荷曲线进行优化亦是研究空白。鉴于此,该文对计及淡水生产过程调控的电-水综合系统协同优化运行进行研究。对影响淡水生产过程的因素进行分析,从中辨识出关键影响因素,通过云变换理论实现淡水生产用电功率从微分、积分模型到代数模型的转化,解决“维数灾”难题。建立电-水综合系统协同优化运行的数学模型,并设计双层分布式算法高效求解该模型。提出两阶段电-水综合系统协同优化策略,以保证所得优化方案满足淡水生产的物理过程约束。算例分析表明,该文提出的模型和算法能大幅增加可再生能源消纳量,保证求解精度的同时大大缩短优化时间。     

基于多方合作博弈及梯级化的电能替代效益分析EI北大核心CSCD

电能替代对提高电能在终端能源消费中的比重,推动节能减排具有重大意义。首先,针对潜在群体化用户参与电能替代项目的次序问题,提出了用户群梯级化替代机制。其次,构建了基于多方合作博弈理论的电能替代效益分析模型,并在Pareto面上进行Nash均衡分析。最后,以云南曲靖地区以电替煤烤烟项目为例,采用改进交互式NSGA-II算法得到Nash均衡解。仿真结果表明,被替代的用户群密集程度是博弈中影响各方收益的重要因素。经算例验证,所提的博弈方法可有效求解各参与者的均衡策略,同时可推动电能替代项目的开展,并为相关政策的制定提供科学依据。     

市场环境下基于合作博弈的风-水-火电厂收益分配研究

随着电力系统的市场化发展,发电侧各电厂企业在保证区域电能供需平衡的前提下期望用合作的方式来获取更多收益并对其进行有效分配。通过非合作博弈的方式给出风、水、火区域电网常规的调度方式,并计算出风、水、火电厂的收益;以市场环境下各主体的趋利性作为出发点引入合作博弈思想,使风、水、火电厂3个参与者构成一个－联盟,保证有功功率供应的基础上,给予单位电量收益更多的水电、风电更多发电指标,并提出一种偏差MDP指标分配方式,分析表明Shapley值法及偏差MDP指标法处于核心中。同时,与非合作博弈条件下风、水、火电厂的收入相比,偏差MDP分配方式下各电厂收入分别提高了38.2%、20.5%、6.1%。     

面向新能源规模化消纳的绿氢化工技术研究现状与关键支撑技术展望EI北大核心CSCD

可再生能源电解水制取“绿氢”并进一步合成氨、醇等化工产品,是促进新能源消纳,实现电力、化工行业深度脱碳的重要技术方向。绿氢化工技术涉及电力、化工等多学科深度交叉,但当前绿氢相关研究综述以制氢技术自身为主,尚缺乏绿氢规模化利用、绿氢与下游化工产业耦合接入电力系统等方面的梳理。为填补上述空缺,支撑绿氢化工技术发展,推动可再生能源消纳及绿氢规模化利用,首先概述绿氢化工系统各工段原理及技术特性;然后分别从绿氢化工系统自身及接入电力系统的视角梳理研究现状,分析现有研究不足;最后,展望支撑绿氢化工发展的制氢系统规模化设计与灵活调控、柔性化工合成仿真模拟、面向电力平衡调控的多工段协调控制技术,提出接入电力系统及运行的支撑系统开发需求。     

全球重点国家和区域水电开发程度对标分析北大核心CSCD

中国水电开发程度以及发展阶段存在说法不一、概念比较模糊、数据来源和统计口径不清等问题。为了准确判断中国水电的发展阶段及在全球所处水平,基于国际较为权威的水电资源量和发展现状统计数据,系统对比了中国与其他重点国家和区域的水电开发程度。中国水电技术可开发量达到2740 TWh·a^(-1),占理论蕴藏量比例为44.3%,水电资源丰富且开发条件较好。从重点国家和区域的对比来看,中国水电技术开发程度达到48.2%,在资源量前十和装机量前十的国家中仅次于美国,高出发达国家平均水平4.6个百分点。虽然总体开发程度较高,但中国西南区域部分河流水电开发程度仅为16%,调节性能较好的抽水蓄能电站在电力装机中比例仅为1.4%,存在区域发展不平衡、抽蓄作用偏弱等问题。新形势下,中国水电应重点推进西南流域重点区域常规水电开发,并加快推进抽水蓄能电站的规模化建设。     

考虑火电机组参与绿证购买交易的含氢综合能源系统 经济低碳调度策略

在“双碳”背景下,为提升能源消纳率、处理综合能源系统低碳供能问题,提出一种考虑火电机组参与绿证购买交易的含氢综合能源系统经济低碳调度策略。首先,针对光热电站和电制氢系统存在的耦合关系对综合能源系统进行建模。其次,建立以火电机组为绿证购买者的绿证交易模型。在碳交易的依托下,火电机组购买的绿证可以转化成部分碳配额。同时针对绿证交易价格,提出考虑绿证供需关系的绿证交易价格定价机制,基于价格的变化调整绿证购买量。最后,构建以含氢综合能源系统总运行成本最小为目标的调度模型。仿真分析表明,所提调度策略可以提升绿证购买需求和可再生能源消纳率,实现系统低碳经济运行的目标。     

水电送出电网直流承载能力评估及提升措施优化

为了量化水电送出电网单一直流及直流群承载能力,提高送端电网清洁能源消纳水平,提出送端电网直流承载能力评估及提升方法。首先,分析直流承载能力受潮流组织、频率稳定、电压稳定、超低频振荡影响的特性,提出受安全性约束的直流承载能力计算方法。在此基础上,量化不同工况和故障下电网的运行风险,构建规划措施优选模型。最后通过对投资收益最大措施的搜索,实现电力规划与运行的协调。实际电网仿真结果表明,该方法能够为措施的选型、布点提供参考,最大程度提高直流承载能力。     

协整理论在华东电网中长期电力需求预测中的应用研究

通过研究1978～2005年华东电网四省一市的经济发展和电力需求状况,运用协整理论分析了电力发展与经济发展之间的关系,找出关键变量,运用相关计量经济理论建立用电量与经济变量多方程联立模型,在此基础上提出华东地区电力需求一经济发展模型.     

南方电网励磁系统实测与建模技术及其应用

介绍了基于制造厂原始模型机理分析的频域与时域相结合的综合励磁系统模型实测和建模方法,该方法可将励磁系统各环节的模型误差控制在误差范围之内保证整体模型的精度,从而适用于大范围的励磁系统模型实测和建模。南方电网通过建立相关企业技术标准和管理规定,应用该方法建立了南方电网励磁系统参数数据库,为生产运行和规划设计提供了更准确的励磁系统模型和参数。     

电能质量评估灵敏度分析及在改进密切值法中的应用

为了了解电能质量评估结果的稳定性,即评估结果对指标参数变化的敏感性,引入了电能质量评估灵敏度分析的概念和方法。通过定义绝对最优和最劣方案,利用汉明距离计算式代替欧氏距离计算式,对传统密切值法进行了改进。基于改进密切值法,推导了灵敏度分析中两个方案优先序的充要条件,在此基础上推导了电能质量指标属性值和权重值的灵敏度区间充要条件。经算例分析表明,该方法能有效计算指标参数和评估样本的灵敏度,为决策者控制灵敏度高的指标参数及方案决策提供了参考依据。     

南方电网交流输电断面极限控制难点与对策

分析显示,影响南方电网交流输电断面极限控制的主要因素包括负荷及频率波动、直流功率偏离、贵州500kV交流出口潮流特殊性,以及存在着临时电力交易等;据此提出了保证裕度、自动调整直流功率、建立临时交易支持系统以及研究考虑断面约束的AGC控制策略等几种避免交流断面越极限运行的措施,帮助调度运行人员将稳定断面有功功率控制在极限内,保证电网安全稳定运行。     

非并网风电对中国风电发展的影响与前景分析

将大规模风电直接应用于化工、冶炼等高能耗企业,而不采取并网方式,是降低风电场建设成本、迅速提高风能在我国能源结构中所占比例的有效途径。"风电非并网理论"是符合我国实际情况的风电发展创新理论。文章分析了中国风电发展的背景,介绍了"风电非并网理论"的原理和风电、市电双路供电的实验方案,阐述了"风电非并网"所带来的益处,以及该理论在盐化工产业链和金属冶炼及加工产业链上的应用。     

华东电网抽水蓄能电站发展前景及建设管理模式探析

从华东电网电源的现状及构成特点为出发点,分析华东电网建设抽水蓄能电站的必要性和前景;同时对现有建设的管理模式加以分析,以探索更为合理、高效和适应未来抽水蓄能电站的建设模式.     

适用于电磁暂态仿真的大电网简化方法及在南方电网的应用

为了减少采用电磁暂态仿真程序研究大规模交直流电力系统中交流系统不对称故障时的计算量,提出了采用发电机支撑强度进行动态等值的方法。根据500 k V主干网架母线与低压网络拓扑结构以及低压网络是否含有发电机分别采用3种标准等值结构替代;其次采用时域聚合法得到等值发电机参数;最后针对动态等值结果评价提出3个量化指标。该文对南方电网2020年规划数据进行等值计算,比较了等值前后主干网架的稳态潮流、短路电流水平和暂态响应特性。比较结果表明,该等值方法既能保证等值前后主干网架稳态潮流不变,又能保证短路电流近似不变;等值系统极大简化原型系统的同时,保持了一定的动态响应相似性。