电力市场环境下风光水互补分析

对电力市场环境下的风光水互补运行特性进行了分析研究。结果表明水电和风、光具有年际和年内资源互补特性,年内短期风光水联合运行可有效平滑联合出力曲线,平抑风、光发电出力波动性和间歇性,促进清洁能源消纳,为进一步深化电力市场化改革、促进电力系统合理规划运行和厂网协调发展提供支撑。     

“源-储-荷”多运行域协调控制提升清洁能源消纳能力策略

清洁能源发电具有随机性和波动性,为保证电网安全稳定运行,必须提高电网的灵活调节能力,从而提高清洁能源的消纳能力。文中通过研究电网调峰裕度、多源调节极限与弃风、限核、弃光之间的关系,以减少电网弃风、弃光电量为目标,提出一种电网多源多运行域协调调度策略,将电池储能和电储热控制纳入AGC控制系统中,针对电网不同运行时段,采用不同控制策略,最大化提高电网灵活调节能力。通过3个典型运行日的实际数据,给出了不同控制域的电网调峰具体措施,验证了电储热和电池储能对提升清洁能源消纳的作用。此外,多源多运行域协调控制策略在电网连续5年的实际运行结果表明,辽宁电网的弃风率得到持续下降,从2016年的13%下降至如今连续3年年弃风率不足1%,所提控制策略对电网提升消纳清洁能源的能力效果显著。     

大规模电池储能在电力系统中的应用

正风电和太阳能光伏发电等具有间歇性和随机波动性的清洁可再生能源发电大规模并网,导致电网面临诸如调峰和调频压力增大、电压波动频繁、日常调度计划管理困难等一些列问题,严重威胁电网的安全稳定运行,也由于旋转备用增大等原因影响电网运行的经济性。在某些运行方式下,电网为保证其安全稳定运行,不得不限制风电场和光伏电站的出力,造成弃风、弃光,严重制约了风电、光伏发电的消纳能力。具有快速、精准调节能力的电池储能相对其他类型     

大规模风光火容量配置研究分析

"三北"地区的弃风、弃光一直是制约新能源发展的大问题,通过制定合适的风、光、火电源配置方案,在保证电网稳定的同时能有效提高新能源消纳能力。根据历史气象数据结合新能源实际出力数据,确定风、光出力特性,拟定不同的风、光、火容量配置方案,以负荷年出力和日出力曲线作为送电曲线,进行计算,分析新能源利用率、弃电量等指标,最后选出最优方案。针对±800 k V哈密至郑州直流输电工程完成电源优化配置,结果显示,风、光、火多电源系统中,新能源的消纳主要受容量配置比例、火电调峰能力及新能源出力与负荷出力的同频程度影响。     

考虑风电置信区间的水风火短期优化调度方法

风电出力的不确定性影响电网的稳定运行,大规模风电并网后“弃风”问题突出。为了充分考虑风电出力的不确定性,本文提出基于风电置信区间的风-水-火短期联合调度运行方法。利用梯级水电站启停灵活、爬坡速度快等优点平抑风电出力波动,构建了发电成本最小与清洁能源消纳最大的多目标优化调度模型。基于分层求解思想,将模型分为风电运行层、水电调度层与火电调度层,并提出了集成非参数法、启发式算法与改进的粒子群算法的总体求解框架,实现了模型的快速求解。某区域电网短期调度模拟运行结果表明,所提方法求解速度快,仅需83.5 s,在满足电力系统安全稳定运行约束与清洁能源消纳最大的前提下,水电、风电多发45.56万kWh,煤耗成本减少23.33万元。     

云南风力发电特性探析

风电是一种清洁、可再生能源,但风电出力也存在出力不确定性、随机性的不足,如何消纳风电等清洁能源是一项值得研究的工作。本文结合云南电网风电发展,从年利用小时、日电量变化情况、日峰谷差变化情况等多个方面分析了云南风电的出力特性,为保证云南风电的消纳提供了基础,对其它区域风电消纳研究有参照价值。     

关于我国新能源发展的思考

<正>未来电网发展将围绕清洁能源开发布局,建设西电东送、北电南送跨区输电工程,构建跨区域的风、光、水和火电多能互补特高压主干电网。近年来,我国风电持续快速发展,装机和发电量逐年大幅增长,在我国能源结构优化中发挥了重要作用。新能源发电不同于常规电源,出力具有间歇性、随机性,而电力系统发电、输电及用电是同时完成的,随着新能源大规模发展,消纳瓶颈问题日益突出。     

促进可再生能源消纳的多能互补时序运行模拟技术

针对风、光、水多种可再生能源多能互补效益的准确评估问题，基于多风电场与太阳能光伏电站的中长期随机出力时序模拟，考虑库容影响的水电短期优化方法，以中长期水电优化结果为边界，提出水/火/风/光多种能源协调互补的电力系统时序运行模拟模型，并以可再生能源装机比例较高且消纳问题严重的中国西部电网为实证案例进行生产运行模拟计算。研究结果表明：西北、西南地区电源结构、负荷特性差异较大，跨区互补优势明显；建设西北与西南联网通道，可以实现多能互补，有效提高可再生能源外送通道利用效率，提升西部地区可再生能源消纳能力。     

基于时序耦合系数的地区新能源可增装机规模研究

为了更深入地了解地区新能源消纳能力,更准确地获取地区新能源可增装机规模,提出了一种基于地区风-光-荷时序耦合系数的新能源消纳能力研究方法,以江苏省淮安市作为研究对象,全面分析了该地区风电、光伏及传统能源的出力特性和负荷特性.以历史实测电源出力及负荷数据为基础,分析确定了该地区新能源大发的典型场景,归纳获得了典型场景下该...     

计及多时间尺度的梯级水-风-光互补基地储能容量优化配置

含高比例风光发电的清洁能源基地是碳中和的有效途径,但风光发电出力的随机性和波动性严重影响电网的安全稳定运行。为此,提出了一种计及水-风-光互补和电池分组运行的多时间尺度嵌套清洁能源基地储能容量优化配置方法。在含梯级水-风-光的清洁能源基地中加入电池组,并研究其三分组充放电控制运行策略。构建计及水-风-光互补的多时间尺度嵌套双层储能容量优化配置模型,其中内层利用水-风-光互补性,平抑大时间尺度的风光出力大波动,外层计及衰减度对储能进行优化,以平抑小时间尺度的风光出力小波动。通过算例分析表明所提模型能充分利用灵活调控的水电与快速响应电池的互补优势有效平抑清洁能源基地功率波动,并对比验证了所提三电池组分组控制策略在节约成本以及减缓损耗方面的有效性。     

高比例清洁能源渗透下的能量枢纽两阶段优化调度策略

大规模清洁能源出力的随机性和波动性导致其并网困难,弃风、弃水问题日益突出,传统促进清洁能源高效利用方式常以牺牲系统经济效益为代价,并且往往调节容量有限,难以保证高比例清洁能源调节需求。基于此,文章在输电网层面构建利用多种能源优势互补的清洁能源高占比下的风-水-气协同运行的能量枢纽,并制定了能量枢纽日前-实时两阶段优化调度策略,以消除弃风、弃水给能量枢纽经济效益带来的不利影响;然后通过线性化处理建立混合整数线性规划模型,并采用YALMIP/CPLEX求解器进行模型求解。算例结果表明,两阶段调度优化策略能够有效提高清洁能源利用效率,降低系统运行成本,是解决可再生能源消纳问题的有效途径。     

风-光-抽蓄零碳电力系统多时间尺度协调调度模型

高比例新能源并网带来的波动性影响和新能源消纳水平不足已成为新型电力系统中亟须解决的问题。为此,基于风、光、负荷预测精度随时间尺度缩短而逐级提高的特点和抽蓄机组日内灵活调节特性,建立风-光-抽蓄零碳电力系统多时间尺度协调调度模型。以运行成本最小为目标,建立日前24 h发电计划、日内1 h发电计划和实时15 min发电计划。通过多时间尺度的协调配合,保证风、光、抽蓄出力良好跟踪负荷,逐级修正发电计划。以含6台抽蓄机组的风-光-抽蓄零碳电力系统为例开展仿真分析,结果表明所提多时间尺度协调调度模型有利于减少系统弃风、弃光量,且系统消纳风光的能力与抽蓄电站装机容量有关。     

风电清洁供暖的区域规划方法研究

针对风资源本身所具有的间歇性和不稳定性导致风电出力与稳定的供暖需求之间不能完全匹配的问题,提出了一种风电清洁供暖的区域规划方法,以实现风电的生产和消纳之间更好的匹配,即根据某一区域的实际风资源数据、风电出力数据、热负荷需求数据评价该地区施行风电清洁供暖方案所具有的可行性,并定量计算可供暖面积以及所需要配置的储热装置的容量大小。宁夏地区的实际算例验证了该风电清洁供暖的区域规划方法具有一定的科学性及可行性。     

基于主从博弈的风光蓄网短期优化调度

考虑到电网与清洁能源发电厂之间利益冲突明显,本文建立了基于主从博弈的网源短期优化调度模型。风-光-蓄联盟依据上网电价,以自身利益最大化优化出力策略,电网在考虑联盟策略的同时,以总成本最小化动态调整上网电价,最终达到网源利益均衡。提出基于自适应负荷变化的出力生成方法和动态惯性记忆策略的布谷鸟算法进行求解。利用湖北省网进行仿真,验证了方法有效性。结果表明,模型可适应不同典型日电力调度,弃风、弃光率分别降低15% ~ 37.2%和17.4% ~ 27.9%,促进了清洁能源消纳;剩余负荷均方差减少0.64% ~ 2.75%,改善了电网运行稳定性;均衡度均值增加2.37% ~ 5.36%,显著提高了利益分配均衡度和稳健性。     

梯级水风光网源协同日内互补调度方法研究

加快构建以新能源为主体的新型电力系统是全球能源发展趋势，也是能源高质量发展的必然选择。选取大渡河瀑深枕水风光清洁能源互补基地作为研究对象，以源荷匹配度最大和清洁能源总发电量最大为目标构建水风光日内优化调度模型，通过分层解耦降低模型复杂度，分别采用基于Sigmoid函数的PSO算法和MSPOA算法进行求解。研究结果表明，梯级水电的调蓄能力能够有效平抑风光出力波动，为电网提供稳定的高质量电力。研究对于促进建设瀑布沟清洁能源基地建设，消纳周边风光资源具有指导价值，有利于我国能源持续健康发展。     

基于极点对称模态分解和需求响应的风电消纳策略

在全球能源互联网的大背景下,风力发电作为一种清洁能源受到重视。由于风电的波动性对电力系统的经济、稳定运行造成强烈的冲击,弃风情况日益严峻。文章提出一种新的风电消纳策略,采用极点对称模态分解(extremepoint symmetric mode decomposition,ESM D)把原始风电出力分解为光滑的出力曲线和波动分量,使用混合储能吸收其波动分量,同时在系统运行中通过需求响应消纳更多的风电。针对粒子群算法容易陷入局部最优的缺点,将莱维飞行引入粒子群算法以增强粒子跳出"早熟"的能力。算例结果证明了这种风电消纳策略的有效性,即在维持一定的运行费用的同时,利用混合储能和需求响应,提高系统的风电消纳能力。     

考虑新能源出力不确定性的风-光-柴-储系统调度策略

文章以风-光-柴-储系统为研究对象,为了研究新能源出力不确定性对该系统的影响,提出了一种新能源出力复合预测模型。为提高风-光-柴-储系统运行的经济性、环保性和安全性,提出了考虑新能源出力不确定性的风-光-柴-储系统调度模型,并采用了带有Monte Carlo模拟的遗传算法对模型进行求解。文章采用了负荷缺失率(Load Loss Rate, LLR)和置信概率对系统的安全性进行评价,并分析了其对系统调度结果的影响。仿真结果表明,该文所提出的考虑新能源出力不确定性的风-光-柴-储系统调度模型,可以降低新能源出力不确定性对系统的影响,且该方法可以有效平衡系统的经济性和安全性。     

考虑输电功率平稳性的水-风-光-储多能互补日前鲁棒优化调度

大规模水-风-光-储互补互济、打捆外送是促进新能源消纳的重要方式。如何应对风、光出力预测不确定性所诱发的运行风险,并满足特高压直流输电功率的平稳性,是当前多能互补调度研究的难点。为此,提出一种考虑输电功率平稳性的水-风-光-储互补日前鲁棒调度方法。首先,考虑风、光出力预测的不确定性,建立水-风-光-储互补多目标鲁棒优化调度模型。然后,研制双层嵌套优化框架对模型进行求解,其中,外层采用基于二维编码策略的智能算法优化系统输电功率;内层在给定输电功率下,通过判别系数和相对蓄水率联合确定梯级水电站间负荷分配策略与储能电站荷电状态。最后,以黄河上游清洁能源基地“青—豫”直流输电工程为例进行研究。结果表明,制订的发电计划能够满足输电功率的平稳性需求,互补运行后系统调峰性能提升13.3%～46%;相比于确定性优化调度,所提出的方法能够充分发挥梯级水电站和储能电站的灵活性,有效降低系统的弃电和失负荷风险。     

高比例清洁能源下水风光消纳能力分析方法研究

建立了基于出库流量和耗水率的水电站水库模型,并考虑了来水衰减因子和来水时延因子的梯级水电站来水关联关系,以提升水电站时序模拟精度。为最大程度消纳水风光等清洁电力,通过考虑水风光出力特性、负荷特性、机组调峰能力以及电网网络传输等约束,建立了清洁能源时序生产模拟模型。建立的模型为混合整数模型,通过分支定界法进行求解。以实际电网参数构建的仿真系统为例,对水风光消纳过程进行定量化分析。计算结果验证了清洁能源时序生产模型以及水库建模的合理性和有效性,对我国清洁能源实际运行和消纳具有积极意义。     

考虑异质能源时空互补特性的风光最大消纳策略研究

单一考虑最小发电成本造成弃风、弃光,而只关注风电、光伏等新能源最大消纳量容易造成电力系统不稳定。为了解决上述矛盾,首先分析了风、光、水、火异质能源之间的时空互补特性;然后以总发电成本最小化和风电、光伏消纳量最大化为双目标,考虑负荷平衡和各发电机组约束条件,建立了多目标电力系统优化调度模型,并利用模拟退火法进行模型优化。最后以某地区电网为例进行了仿真分析与计算,优化计算结果表明,利用异质能源之间的时空互补特性,在满足负荷需求和系统备用要求等前提下,提高了风、光消纳量,减少了化石燃料的消耗,验证了该模型在控制发电成本和增加风、光消纳方面的有效性。