热电厂辅助调峰对含高比例可再生能源电力系统的影响

调峰容量不足成为限制新能源消纳的主要因素,分析了通过热电厂辅助调峰手段改善电网调峰能力,提高可再生能源消纳水平。热电厂辅助调峰做为一种手段,在高比例可再生能源电网中尚未得到实际应用,通过对新疆电网电力平衡及调峰容量的分析得出了辅助调峰对新疆电网电力盈余及调峰缺口的影响,认为如将全部具有参与辅助调峰潜力的机组均参加辅助调峰,全系统的调峰能力将得到大幅改善,基本满足新疆电网系统在极端情况下的调峰需求。     

促进新能源发展的西北电力调峰容量市场机制初探

西北地区是我国重要的可再生能源开发基地。伴随新能源开发规模的不断扩大,其区域内弃风、弃光问题也日益突出。目前形成普遍共识的是,系统调峰能力的不足是弃风、弃光问题不断恶化的关键性约束。现有调峰辅助服务市场已被验证难以满足新能源大规模发展对灵活调峰服务的需求,亟需建立电力调峰容量市场,解决灵活调节资源不足引发的弃风、弃光问题。从容量总需求的确定、容量价格形成机制及与主市场的关联关系等核心要素入手,对电力调峰容量市场设计方案进行了初步探讨,以期为后续我国西北区域灵活调节资源的发展机制设计提供必要的参考。     

多种绿色能源形态下的虚拟电厂定价机制研究

  [目的]  含多种绿色能源的虚拟电厂研究正在成为智能电网研究和试点的热点,但如何优化调度,激励参与资源的积极性和可持续性,同时实现系统的补贴成本最小,是虚拟电厂定价机制的难点。  [方法]  基于用户柔性负荷,电动汽车,储能,分布式电源四类资源参与虚拟电厂调度开展参与方式和参与成本的分析,根据资源和商业模式差异单独设定成本模型;通过测算不同资源的实际参与边际成本,采用类似现货市场出清的方式,依据系统调整负荷需求,进行可调资源的排序,最终确定补贴价格的上限。  [结果]  利用该定价机制,从经济角度实现对电力经济价值较低、响应潜力大的用户优先进行调度,实现电力资源的合理分配,保证参与资源的成本得到补贴的同时系统补偿成本最小。  [结论]  基于实际算例测算,证明文章定价机制及方法准确有效,可为未来虚拟电厂的补贴政策提供支持。     

社区型能源互联网下的虚拟电厂参与电力市场策略分析

  [目的]  为了减少风能和太阳能为代表的DERs产能间歇性、随机性、不可控的影响,以及参与电力市场竞争出现不利因素,提出了社区型能源互联网模型。  [方法]  考虑了由风电场、光伏电站和负荷组成的虚拟电厂(virtual power plant, VPP)集群所构成的社区型能源互联网模型,将单VPP进行互联,在满足单VPP内部供需平衡基础上,将盈余电量通过VPP集群进行博弈共享,最后与电力市场进行交易,实现逆向售电。  [结果]  模型实现了社区型能源互联网利益最大化目标,同时加上需求响应(demand response, DR)实现用户节约使用电费的目的。  [结论]  通过社区能源互联网示范工程,提出适合VPP运行策略模型,通过建立的收益在不同场景下验证发用电策略的可行性,为社区能源互联网的建设及交易指明方向。     

基于单元机组燃料效益的调峰辅助服务市场机制评估

针对固定补偿模式、一段出清模式和多段出清模式的调峰辅助服务市场机制,为了比较三种机制在不同调峰需求下机组的经济性和环保性,本文定义了单元机组燃料效益的概念。从交易机构的角度出发,基于目标函数为机组费用最低的假设和统一出清电价理论,对三种交易机制进行了数学刻画,模拟了有6台火电机组参与的调峰辅助服务市场交易。实验结果表明:多段出清交易机制下,机组中标的调峰电量较为分散;当调峰需求较大时,单元机组燃料效益较好。多段出清交易机制有利于提高单元机组的经济性和环保性,能有效促进电力系统对新能源的消纳。     

基于随机鲁棒优化的虚拟电厂灵活调峰投标策略

为量化分析虚拟电厂的灵活调峰能力,文章提出虚拟电厂参与能量、备用和灵活调峰市场的最优投标策略,建立虚拟电厂参与主辅市场的联合出清模型。基于场景的随机优化刻画实时电价的不确定性,提出一种随机鲁棒优化方法,控制新能源出力随机性引起的运行成本。基于实际虚拟电厂的数值仿真表明,虚拟电厂能够有效提供灵活调峰服务,随机鲁棒优化为刻画虚拟电厂所面临的多重不确定性提供理论方法。     

虚拟电厂的法律框架

虚拟电厂有助于应对可再生能源的间歇性,促进可再生能源发展。然而作为新生事物,虚拟电厂的法律规制阙如,相关法律理论亟须做出有效回应。对虚拟电厂法律框架的勾勒主要包含虚拟电厂的法律界定、管理制度、运作机制、信息安全与数据保护、法律规制的立法选择等内容。虚拟电厂是借助先进信息技术的能源聚合平台,是负荷管理的服务提供商。虚拟电厂需要在电力市场化的环境下运行,需要拆分传统的、垂直一体化的电力系统,使发电、输电、配电和供电系统相分离,应确立适应虚拟电厂管理的法律制度,通过法律破除电网企业的自然垄断地位。虚拟电厂交易各方包括分布式电源、聚合平台、输电系统运营者、配电系统运营者以及电力用户,交易标的是电力。鉴于虚拟电厂的交易特征,应建立基于虚拟电厂的电价法律机制,使电价真实反映市场供需状况。在信息化背景下,虚拟电厂相关法律应确立信息安全保障的理念与原则,合法使用个人数据信息,加强对个人数据的保护。虚拟电厂的立法有两种思路,一是单独立法;二是首先在电力基本法中纳入关键条款,然后再开展单独立法工作。     

考虑风电消纳的含P2G-CCS虚拟电厂优化调度

针对热电联供(CHP)运行过程中产生大量CO2以及“以热定电”运行方式导致的弃风问题,提出一种考虑风电消纳的含电转气和碳捕集系统(P2G-CCS)虚拟电厂优化调度方案。首先,在虚拟电厂(VPP)中引入P2GCCS耦合模型,并使其与CHP能源流动形成循环,将CO₂作为CHP的燃料来源;其次,在VPP中加入地源热泵(GSHP),与P2G-CCS协同运行,实现CHP的热电解耦,促进风电消纳;最后,将电、气综合需求响应引入负荷侧,进一步促进风电消纳。以华北某地区VPP为例进行算例分析,结果表明所提调度方案可以有效促进风电消纳,同时碳排放和运行成本也更低。     

基于虚拟电厂技术的区域负荷精准调节系统

随着电力需求的不断增长以及能源紧缺和环境污染等问题的日益严峻,电力供需不平衡及峰谷差过大为电网的运行和成本管理带来很大的负担,需求侧参与到电网运行是一种有效解决途径。应用大数据、云计算、物联网等前沿技术,基于张江科学城试点范围内分布式能源、可控负荷、储能等主体的聚合与协调优化,研究相应的市场机制;以变电站出线为基础建设分布式虚拟电厂模型体系,开展电网运行削峰填谷试点应用,体现智慧能源调度的特点,实现需求侧管理工作各个环节互联、网荷交互。     

基于分时电价的含风-光-气-储虚拟电厂经济调度

构建基于分时电价的含风-光-气-储虚拟电厂经济调度模型,调度模型以虚拟电厂的效益最大为目标函数,并采用罚函数法将约束条件引入到目标函数中,采用新兴启发式的布谷鸟搜索算法对模型进行求解,得到虚拟电厂各设备出力。将风电和光伏出力的不确定性表示为一个具有零均值、呈正态分布的预测误差,并分析正态分布系数对误差和虚拟电厂的影响。对比分析分时电价、储能设备等对虚拟电厂的影响,仿真结果验证所提模型及算法的有效性,为虚拟电厂的经济调度提供新的方法和途径。     

计及环境效益的虚拟电厂经济性优化调度

虚拟电厂（Virtual power plant, VPP）能有效减小新能源对电网的冲击,提高供电可靠性。本文在分析了VPP各分布式电源（Distributed generator, DG）发电成本的基础上,构建了计及环境效益的含风力发电、光伏发电、小水电和微型燃气轮机发电的VPP经济性优化调度模型,设计了基于小水电季节特性的VPP运行策略。以各时段内VPP实际出力跟踪计划出力、同时VPP发电成本和环境成本最小为目标,通过粒子群算法计算得到VPP各DG的出力。讨论了丰水期、平水期和枯水期VPP完成计划出力时微型燃气轮机出力系数,比较了丰水期、平水期和枯水期VPP发电成本和环境成本,并基于火力发电的环境成本计算了丰水期、平水期和枯水期VPP环境效益。实验结果验证了所建模型和运行策略的合理性,并表明VPP能有效平抑新能源出力偏差,降低DG发电总成本。     

基于滚动时域优化和反馈校正的虚拟电厂实时优化调度方法

虚拟电厂（virtual power plants,VPPs）已经成为对分布式新能源进行调度控制的重要方式,而由于日前新能源预测和负荷预测的误差,经常会影响调度策略并造成VPPs次优运行。提出了一种基于反馈校正控制模型预测控制的VPP自适应预测优化调度策略,以实现不确定性条件下VPPs的最优运行。该策略包括2个部分:滚动时域优化（receding horizon optimization, RHO）和反馈校正（feedback correction, FC）。RHO采用时间序列模型与卡尔曼滤波相结合的混合预测算法对RES和负载的输出功率进行预测,并根据预测结果进行调度。FC采用基于快速滚动灰色模型的超短期误差预测,对RHO策略进行调整。FC用于最小化调整,以补偿预测误差。所提策略在某实际配电系统的VPP上实施,结果表明,其能更好地跟踪系统内实际可用资源,且供需之间的不匹配程度最小。     

INFIT控制系统在燃煤电厂AGC运行方式下的应用效果分析研究

由于太阳能、风能等新能源的大量并网,AGC投入下的火电机组被动地参与电网辅助服务,参与调峰任务。改善燃煤机组的调峰能力,提高电网对新能源的消纳能力势在必行,为此造成燃煤机组负荷变动大,主汽压力、主再热蒸汽温度、燃料量等参数波动大,严重影响机组运行安全,危险工况时不得不采取手动进行调整。随着华北地区电网"两个细则"的完善,电网对于投入AGC运行的并网机组的参与辅助服务运行要求越来越严格,主要对INFIT控制系统在百万机组AGC方式的应用,证明其能够大幅度提高运行机组的稳定性,减少电网的考核,享受电量奖励,同时能控制机组在调峰期间,各项参数稳定在规定范围内,提高机组的经济效益。     

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。     

高比例可再生能源渗透下多虚拟电厂多时间尺度协调优化调度

考虑可再生能源出力、电力负荷和电价等一系列不确定性因素,提出了高比例可再生能源渗透下的多虚拟电厂日内两阶段优化调度模型.该模型通过对多虚拟电厂中运行设备小时级时间尺度和分钟级时间尺度的协调优化,达到分级消除系统中随机和扰动因素的影响,实现高比例可再生能源的安全消纳.并且在多虚拟电厂优化调度模型中,借助Markowitz...     

双碳背景下新型电力系统储能设计与运行北大核心CSCD

在“碳达峰、碳中和”目标背景下,未来能源及新型电力系统的研究是逐步实现“一次能源零碳化,二次能源电力化”的重要途径,在未来的电力系统中,传统煤电、燃气电等发电方式将逐步被新型电力系统所取代。但是,在测试中心环境下对研究的验证结果表明,新型电力系统的应用同样会面临新的问题,其中电力储能设计和发、损、用电的实时平衡问题最为突出。社会进步与环境保护的共同发展是中国乃至全世界能源结构调整发展的大趋势,是不得不面对和解决的客观矛盾。     

基于混合整数二阶锥规划的考虑需求侧响应虚拟电厂优化调度

从技术型虚拟电厂角度考虑内部网络运行约束和安全约束,建立计及配电网灵活性和经济性的技术型虚拟电厂优化调度模型.在电力市场环境下,建立灵活性指标以保证系统各个时段运行有充足的灵活性裕度.同时基于阶梯式弹性方法构建价格型需求响应,引导用户响应风、光出力和电力市场电价的变化.采用场景法构建风、光出力的随机不确定性,并优化极限...     

“双碳”目标下构建新型电力系统的挑战与对策

以新能源为主体的新型电力系统的概念是在“双碳”目标下,为了适应当前新能源快速发展而提出的。目前对新型电力系统概念还没有统一的定义,但可以肯定,构建新型电力系统是能源绿色低碳发展、实现“双碳”目标的核心,是我国电力行业的发展趋势和方向。与传统电力系统相比,新型电力系统在其主体地位、特征、实现目标等方面都发生了很大变化。目前我国在加快能源清洁低碳转型与现有以煤电为主的电源结构之间存在矛盾,煤电如何发展,是“双碳”目标下需要面对的问题。电网对大量新能源的消纳,新能源的高渗透率对电网的调度、运行带来了风险和挑战。如何发挥储能在新型电力系统中的作用,确保电力供应的“质”和“量”,是电力行业必须面对的又一挑战。针对这些问题,建议今后要清洁高效发展煤电,有序减少煤电份额,准确把握煤电定位;保持新能源发展势头,重视海上风电建设;建设以抽水蓄能电站为主的调峰电站,确保电网的安全稳定运行;集中式和分布式相结合,就地消纳新能源发电;建立“源网荷储”一体化协调发展系统,解决清洁能源消纳过程中电网波动性问题。