雅砻江水风光互补与梯级水库协调运行研究

雅砻江流域水能、风能和太阳能资源富集,流域将建设成水风光可再生能源综合开发基地。水风光互补运行可以充分利用雅砻江水电站群的调节性能,抑制风电、光伏发电的不稳定性,提高新能源的电能品质,保障新能源规模化开发。水风光互补运行以后,雅砻江干流各梯级水电站水库调度运行方式将发生较大变化。在开展水风光互补运行及系统电力电量平衡计算的基础上,研究水风光互补运行特性,分析水库是否能够协调运行,以及梯级之间如何协调运行。研究表明,可制定上下游同步运行、控制上游梯级调峰的规则,对梯级调度运行加以约束,使水电站能够充分利用调节库容。     

风光水互补发电集控系统总体设计初步研究

为缓解风光等新能源并网消纳问题,将集控系统应用于风光水多能源电站群,利用风光水资源互补性实现资源的有效整合,推进能源的综合开发。详细分析了风光水互补发电集控系统的主要功能需求,在功率预测系统、水调自动化系统的基础上提出了风光水多能源综合优化运行,实现多目标风光水互补优化运行调控,提高风光水多能源电站群的安全经济运行水平。分析了监控数据流程,在此基础上,提出了集控系统总体架构,采用分层分布式体系结构,1+N多冗余设计,并从可靠性、安全性、实用性等方面提出了集控系统软硬件配置要求。设计研究可为解决新能源安全稳定经济并网运行提供较好的技术支撑,为类似工程设计提供参考。     

多时间尺度耦合的水风光一体化互补运行研究

随着“碳达峰、碳中和”目标的提出,以水电、太阳能、风电为主的清洁能源迎来了前所未有的发展机遇,水风光一体化开发成为未来能源发展的重要方向。为促进新能源的消纳,同时平抑风光波动对电网安全稳定运行的影响,本文分别以年和日为时间尺度构建了“中长期—短期”多时间尺度耦合的水风光互补调度模型,并采用优化算法进行求解。研究成果表明,模型可通过适当调节水电年内出力过程,促进新能源消纳,并利用其调节能力强和启停迅速的特点,将日内随机波动的风电、光伏互补为稳定安全的优质电源,对水风光一体化互补运行有一定指导意义。     

水光互补能源基地的多时间尺度优化调度

针对以往水光互补中长期优化调度中未考虑光伏逐时出力的波动性而导致弃光现象严重的问题,建立了以年、月、日为调度周期,逐步递进的水光互补优化模型。该模型采用基于POA的模拟优化算法,建立多时间尺度下的系统发电效益目标,引入光电消纳度量方法,最终确定梯级水电调度方式。以澜沧江西藏段水光互补基地为例,引用3种具有代表意义的典型水文年进行实例分析。结果表明,本调度方式在保障水电效益的基础上,有效提高了平水、偏枯典型年中的光电消纳率,实现了水光系统发电总效益的提升。     

黄河流域单元式多能互补能源基地构建研究

为研究黄河流域风、光、水多能互补开发模式及实现途径,促进流域清洁能源开发利用,根据黄河“几”字弯能源现状、问题和发展趋势,构建了基于风、光、水电、抽水储能多能互补的单元式清洁能源构建模式。结合黄河水沙调控体系规划的黑山峡、碛口、古贤3座水利枢纽工程,依托黄河“几”字弯区域丰富的水、风、光、国土、地形资源,以电源端调控实现稳定输出,提出建设风-光-水-抽水储能多能互补的三座清洁能源基地的构想,替代化石能源,实现节水、减排,有利于解决流域大量化石能源开发带来的高耗水、高污染、高排放等生态环境问题,助力黄河流域生态保护和高质量发展。     

耦合出力破坏深度与弃电准则的梯级水风光互补调度规则研究

梯级水电调度规则是指导控制型水库发电蓄放水的重要依据。随机、波动、间歇性新能源的接入改变了梯级水电运行边界,增加了缺电、弃电风险,导致仅考虑径流季节性波动的调度规则不再适用。依托贵州某梯级水风光综合基地实际工程,剖析了导致缺电、弃电的因素,并从规则形式和模型构建角度给出解决方案。在标准调度规则的基础上,结合对冲规则、满蓄规则,并考虑输电通道容量限制与新能源消纳规则,提出梯级水风光六段式互补调度规则,以减少缺电、弃电;提出出力破坏深度指标度量缺电风险、提出弃电准则避免非必要弃电,并以规则参数为决策变量构建多目标参数模拟优化模型;采用目标优先级非支配排序遗传算法优化规则参数。设置多种新能源装机容量场景、输电通道容量场景和对比规则,从多角度验证本文方法的有效性。结果表明,本文方法能够显著降低梯级水风光综合基地缺电、弃电风险,提高发电量,其中出力破坏深度指标使缺电程度平均降低36.04%、弃电准则使弃电平均减少7.96%。最后,绘制更加简明、直观的梯级水风光互补调度图,以便于实际应用。     

水风光互补系统灵活性需求量化及协调优化模型

利用水电等灵活性调节电源平抑间歇性风光发电是解决新能源规模化并网消纳的重要途径。依托云南电网实际工程,提出灵活性需求量化方法,采用分位点确定了风光电站集群出力概率分布的取值变化区间,生成不同概率的出力场景集,以量化描述面临计划的灵活性需求;集成6种灵活性调节指标,构建了灵活性裕量期望最大和不足期望最小模型,能够动态适应不同场景的水风光互补调度需求。通过实际数据分析了灵活性需求量化的准确性,以及不同来水条件、新能源接入比例、风光装机比例、水电机组特性、调峰需求对灵活性的影响,与预留备用容量方法相比,本文模型能够根据灵活性需求变化给出多类型电源互补调度方案。     

考虑避振条件的水风光互补发电系统运行经济性评估

为更加全面、准确评估水电机组在风光水互补发电系统中的经济性表现,本文将水电机组寿命损耗成本纳入机组运行成本,建立以机组运行成本最小、发电量最大、功率负荷偏差最小为目标的风光水互补发电系统经济性评估模型,充分考虑水电机组运行策略的区别,对比机组避振与不避振运行时的系统经济性特征与机组运行特点。基于NSGA-Ⅱ智能优化算法对模型求解,以国内某清洁能源基地为例分析了风光典型出力场景下系统运行经济性。研究结果表明,相比水电机组不避振运行,采用避振运行方式的水风光互补系统虽然发电量和功率与负荷偏差均值分别降低了0.09%(0.02 GWh)和2.10%(1.89 MW),但运行成本均值下降了0.24%(1.71万元)。综合来看,在发电量未有明显提升的情况下,虽然功率与负荷偏差方面不避振运行方式表现较为优越,但由于机组疲劳损耗导致的运行成本显著增加、机组安全问题突出,其综合经济性表现不如避振运行方式。该研究对于优化水风光互补系统中水电机组的运行方式,提高互补发电系统整体经济效益有一定指导意义。     

水风光混合能源短期互补协调调度策略研究

高比例可再生能源发电并网构成了多种能源共同参与的电力系统新体系。梯级水电是具有良好调蓄性能的高灵活性的电源,能够作为一种补偿电源来平抑新能源发电波动,促进其电网消纳比例。提出了一种含梯级水电的水风光混合能源短期互补协调调度策略,该策略定义平稳性指标和源荷匹配指标为互补性评估指标,以协调控制出力波动和对负荷的追踪度与平滑效果;同时,从"源源互补"和"源荷匹配"两个不同角度构建调度模型,分别采用花粉算法与逐步优化算法优化求解目标问题;最后通过分析互补效果,总结水风光短期调度策略。通过案例验证了上述调度策略的有效性,为高比例水电电网大规模消纳新能源提供了新思路。     

三峡水利枢纽围堰发电期梯级调度运行方式

根据三峡水利枢纽工程进度及相关部门的要求，就三峡(围堰发电期)～葛洲坝水利枢纽联合调度运行中有关泄洪设施的运用调度方式，三期围堰安全度汛方案，梯级发电调度方式及梯级航运调度方式和船闸运行方式等进行了较全面的分析。     

电动给水泵运行方式优化

介绍了陕西华电蒲城发电有限责公司#3，#4机组3台电动给水泵的电源引接方式及其顺控逻辑设计，对原设计中单段厂用母线不能同时带2台电泵的运行方式进行了优化计算、校核和技术论证，在论证的基础上进行了实际试验，提出了经济合理的运行方式改进方案，取得了较好的经济效益。     

拉萨河流域梯级电站水光互补调度对水文情势的影响分析

梯级电站水光互补调度能提高光伏消纳能力和系统总发电量,但也要求调整梯级电站的调度规则,进而会加剧梯级电站下游的水文情势改变。为定量评价水光互补调度对水文情势的影响,以系统总发电量和总保证出力最大为目标,构建了拉萨河流域梯级电站水光互补优化调度模型,提出了基于水光互补的梯级电站优化调度方案,分析评价了不同优化调度方案的水文情势改变度。结果表明：梯级电站的水光互补优化调度能有效提升电力系统的总发电量和总保证出力;水光互补后拉萨河水文情势的综合改变度略大于水光互补之前,处于轻度至中度改变的临界值附近。研究成果可为拉萨河的水光互补调度及流域综合管理提供科学方法和依据。     

含沙水流条件下泵站的节能运行研究

从地处山西省运城市的夹马口引黄泵站的工程实例出发,通过对含沙水流条件下水泵机组的能耗进行计算,得出了不同含沙水流条件下的水泵机组的单方水耗电量。计算结果表明:当含沙量为1~4 kg/m~3时,24SAP-10型水泵的单方水耗电量低;在含沙量为4~7 kg/m~3时,800S-76型水泵的单方水耗电量低;在含沙量为7~10 kg/m~3时,1200S-76型水泵的单方水耗电量低;当含沙量超过10 kg/m~3时,以上3种泵型水泵的单方水耗电量均急剧增加。根据计算结果,提出了泵站节能运行的措施,以有效降低泵站的运行成本。     

大小水电可消纳电量期望值最大短期协调优化调度模型

水电富集地区的小水电在电网中所占比例较大,出力波动频繁,汛期与大中型水电挤占输电通道,造成大规模窝电弃水并威胁电网安全,需要构建有效的大小水电协调优化方法。为此,以西南水电富集的某省为背景,提出了大小水电可消纳电量期望值最大短期协调优化调度模型。该模型将分区小水电作为整体,根据小水电计划与实际出力偏差,采用模糊聚类构建小水电出力场景,并应用启发式搜索和关联搜索方法进行求解。实例研究表明,本文提出的模型和方法能够合理利用大中型水电良好的调节能力实现大小水电协调,减少窝电弃水,是一种实用有效的大小水电混合分区协调优化调度方法。     

梯级泵站输水系统日优化调度及经济运行研究

南水北调来水调入密云水库调蓄工程是北京南水北调配套工程的重要内容,前半段从团城湖通过6级泵站提升输水至怀柔水库。为实现工程高效经济运行,基于分时电价规则,建立大系统分解协调模型求解该工程日优化调度及经济运行问题。将大系统分解成3个子系统,先采用动态规划法实现各子系统的最优化,然后根据大系统的总体目标,依据各子系统之间的关联,实现大系统的全局优化。结果表明,模型实用性强,优化调度运行方案中低电价时段所分配流量较大,对于实现工程高效经济运行具有指导意义。     

三峡水库不同调度方式对荆江三口分流影响分析

为了解三峡水库不同调度方式对荆江三口分流量的影响情况,利用三峡水库蓄水运用前1998~2002年三峡逐日入库流量、宜昌站逐日流量与荆江三口5站逐日流量的相关关系,对中小洪水调度模式下（2010~2013年）荆江三口控制站的逐日平均流量进行天然径流还原计算,并对三峡水库初步设计调度方式下荆江三口控制站的逐日平均流量进行模拟计算,分析比较了正在实施的中小洪水调度方式和初步设计调度方式对三口分流量的影响。随后根据分析成果,结合三口季节性用水需求,对三峡水库调度方式优化进行了探讨,提出将三峡水库提前至9月1日蓄水,可适当减少三口断流天数。     

储能技术对未来电网发展的作用分析

剖析了传统电网发展模式的局限性,指出大力发展储能环节,将有望从根本上解决大规模间歇式新能源的高效综合利用,可缓解电网运行中的安全压力,增强电网自身的调控能力,有利于实现节能减排目标,且有可能使发电及用电环节相互独立。指出未来电力系统的发展将主要依赖于在电网负荷中心设立分布式的灵活储能装置和负荷调控机制,并提出了未来电力系统中发电和输电网规划、设计、建设、运行及控制的新理念。     

流域梯级水电站集中控制运行模式探讨

介绍了流域梯级水电站集控中心的形成、集控运行的特点及运行模式,对各种运行模式的适用范围、优缺点进行了分析、比较,指出集控运行管理的重大意义及其发展前景。