高比例可再生能源系统惯量约束对灵活性分析的影响研究

在风电、光伏等间歇式可再生能源大量接入系统的背景下,系统惯量降低造成的系统频率稳定问题越来越突出,在灵活性资源配置中有必要考虑系统惯量的影响.从系统灵活性分析的角度出发,首先介绍了高比例可再生能源接入后净负荷的特点以及基于系统发电机惯量和容量的系统惯量计算方法.然后,在此基础之上,基于系统最大频率变化率限制和最大功率变...     

可再生能源高渗透率区域“网-源-储-荷”协调规划案例分析

为应对可再生能源快速发展,适应能源互联网的发展需求,以规划大规模接入可再生能源的金寨县为例,进行了“网-源-储-荷”协调规划研究。通过配置储能、水电调节以及主动负荷控制等,充分利用原有电网资源,实现可再生能源的就近接入与就地消纳;通过地区风光互补,并与大型火电及抽水蓄能电站进行协调运行优化,显著降低了各层级电力外送规模。     

计及源-荷不确定性的高比例可再生能源系统协同优化运行

在含高比例可再生能源的电力系统中,由于风光出力的波动性和随机性,增加了电力系统协同优化运行的困难。首先通过拉丁超立方抽样进行风光、负荷实时出力的场景生成,再依据欧氏距离进行样本削减,将不确定性问题转化为场景分析问题。在此基础上分析不同用户类型在不同时间尺度的调度补偿策略,引入了由电价型和激励型需求响应组成的互补机制。以系统运行的经济性最高为目标,对比分析了不同调度策略下的可再生能源消纳率。算例表明计及源-荷双重不确定性后,所提策略能更好地平抑负荷曲线,提高风光消纳率,实现高比例可再生能源电力系统的协同优化运行。     

含高比例可再生能源电力系统灵活性规划及挑战

未来高比例可再生能源的随机变化特性将给电力系统运行灵活性带来前所未有的挑战,对系统的灵活性资源进行规划成为必要的研究工作。对含高比例可再生能源电力系统灵活性规划的研究动态进行评述,首先分析了高比例可再生能源电力系统的基本特征,给出了电力系统灵活性的定义、主要灵活性资源类型和灵活性平衡原理,然后介绍了灵活性定量评价指标体系,最后,提出了电力系统灵活性协调规划的核心内容及求解思路、存在的关键难题及技术解决思路。     

高占比可再生能源系统消纳能力指标评估与分析

提出定量评估高占比可再生能源系统消纳能力的指标方法。综合考虑机组出力上限、负荷水平、网架结构和允许潮流等约束条件,从电网经济性、安全性和固有特性三方面分析可再生能源在系统中的适应性和消纳情况。推导定量评估可再生能源消纳能力的指标——待消纳占比的表达式,结合算例给出评估结论。结果表明该指标方法用于分析可再生能源消纳能力具有合理性、简便性和可操作性。     

高比例可再生能源电力系统的协同优化运行技术展望

近年来,随着风力发电和太阳能发电的大规模快速发展,以及交流、直流输电线路的不断建设,中国电力系统呈现高比例可再生能源和交直流混联电网两大重要特征和趋势。在分析国内外研究现状及存在问题的基础上,文中从源—荷双重不确定性的交直流混联系统态势感知、考虑宽频带稳定约束的大规模可再生能源集群并网协调控制、高渗透率可再生能源配电系统源—网—荷交互的灵活重构与协同运行、高比例可再生能源并网的交直流混联系统多尺度运行优化与决策等四个方面,提出了含高比例可再生能源电力系统协同优化运行方面亟待研究的关键技术内容,构思了研究方案,并对其难点问题与挑战进行了展望。     

基于MICP的多能耦合综合能源系统可再生能源消纳能力研究

受限于电力系统资源禀赋,可再生能源消纳能力瓶颈始终制约着可再生能源的大力发展。近年来蓬勃发展的综合能源系统因其多能耦合属性,可将电力系统盈余电量转移至气/热/氢等其他能源子系统进行消纳,为可再生能源消纳提供了全新思路。然而,由于综合能源系统多能耦合复杂、规模大、维度高、非凸非线性强,如何准确评估其可再生能源消纳能力是一项难题。基于电/气/热/冷等能源子系统物理特性构建了综合能源系统可再生能源消纳模型,以评估多能耦合作用下系统对可再生能源的消纳能力极限;然后,提出凸松弛及近似方法将混合整数非线性规划原问题转化为混合整数锥规划问题,实现模型的有效求解;最后,以改进的IEEE-39节点电力系统和比利时20节点天然气系统为基础构建了电-气-氢-热-风-光耦合综合能源系统算例,论证了多能耦合对于可再生能源消纳的提升作用,并深入挖掘了不同节点对于可再生能源的接纳能力差异。     

面向高比例可再生能源消纳的电氢能源系统

氢作为一种优质的二次能源,在能源存储和利用中具备巨大的应用潜力,并有助于解决电力系统中可再生能源的消纳问题。为了进一步提升可再生能源在一次能源消费中的占比,文中提出一种以电和氢为能源载体的新型能源承载形式——电氢能源系统。文中论述了发展电氢能源系统的意义,然后给出电氢能源系统的结构框架,并从发（制）、储、输、配、用等方面评述相关研究基础与关键技术。最后,从经济性分析、系统集成和近期实施路径3个方面对电氢能源系统进行展望。     

可再生能源电力消纳责任权重在湖北的执行建议

文章分析了可再生能源电力消纳权重的测算方法,针对湖北省可再生能源消纳的现状,对湖北省可再生能源消纳完成情况进行了核算。在2018年可再生能源消纳的基础上,计算出2018-2020年含水可再生能源与非水可再生能源的缺口。并结合国网湖北省电力有限公司实际,提出可再生能源电力消纳责任权重执行建议。     

基于异地输送的可再生能源消纳成本仿真分析

通过跨区输送实现可再生能源的异地消纳是促进我国可再生能源规模化利用的重要途径,亟需从经济视角开展风电异地输送消纳的成本模拟仿真研究。构建了三阶段模型,在两区域电力系统下进行输电线路投资、发电投资和电力市场模拟分析,研究可再生能源及跨区输电投资的跨区合作对降低成本的贡献。仿真结果表明,两区域在跨区可再生能源开发与输电线路投资2个方面同时合作能够显著降低可再生能源消纳成本。     

贵州西部可再生能源消纳及送出分析

本文分析了贵州西部地区已投产风电场和光伏电站历史出力特性,提出了在计算调峰平衡及地区外送能力校核时,不同运行方式下风电和光伏可利用容量选取。结合电网分区情况及运行方式,分析了贵州西部毕节奢香变供电地区、六盘水北部及威宁电网、黔西南及六盘水南部电网的可再生能源接纳能力。最后,针对"十三五"期间贵州西部大规模可再生能源的投产并网情况,缓解电力消纳及送出压力,从政策引导、可再生能源开发和电网建设等方面提出相关措施建议。     

基于系统动力学模型的可再生能源消纳保障机制效果模拟

为了研究我国当前可再生能源消纳保障机制与电力市场的协同关系,构建了关于消纳量市场与可再生能源电力市场的系统动力学模型,分析了给定条件下不同消纳量权重制定方案对消纳量市场、可再生能源装机增长以及市场电价的影响.以云南省非水可再生能源为算例的模拟研究表明,可再生能源消纳保障机制实施以后,非水可再生能源消纳量市场及电量市场对...     

含高渗透可再生能源的配电网灵活性供需协同规划

高渗透率可再生能源并网加剧了配电网运行的波动性和不确定性。为提高配电网灵活性和抗干扰能力,提出了含高渗透率可再生能源的配电网灵活性供需协同规划方法。根据系统运行灵活性供需关系,定义灵活性评价指标。进而提出配电网灵活性供需协同规划策略,建立考虑季节特性的配电网灵活性资源双层优化配置模型。上层以投资成本和灵活性不足率最小为目标,制定灵活性资源配置方案。下层考虑需求侧对季节性电价激励的响应程度进行有功-无功联合优化,实现对配电网日内多场景时序运行的最优调度。为求解该双层混合整数非线性规划模型,采用二阶锥松弛对潮流方程进行凸优化,进而利用KKT条件将双层模型转化为单层混合整数二阶锥规划模型进行求解。算例仿真结果表明,该方法有效提升了配电网运行灵活性和稳定性,为分布式可再生能源规模化并网等相关工程提供决策参考。     

可再生能源配额政策对新能源发展影响分析及消纳策略研究

近年来,我国新能源快速发展,同时也出现了较为严重的弃风、弃光问题。为了解决新能源消纳问题,国家出台了可再生能源消费配额相关政策。首先从容量效应、电网联通效应与限制效应3个方面分析了可再生能源配额政策带来的影响,再从挖掘本地能源潜力、接纳跨区输送电力、优化区外送电曲线等方面提出了相应的新能源消纳策略,最后以时序生产模拟模型为基础,通过对某省电网2020年不同策略作用下的消纳情况进行了实证分析。     

极高比例可再生能源电力系统的灵活性供需平衡

气候变化背景下,全球可再生能源发电量占比持续增长,以低容量系数的风/光发电作为电量主体（电量渗透率超过50%）的极高比例可再生能源电力系统成为未来蓝图。但是,剧烈的发电波动将导致失负荷与弃电双重风险凸显,系统的灵活性供需平衡至关重要且更加复杂。文中提出面向极高比例可再生能源电力系统的新型灵活性供需平衡分析体系。首先,分析了极高比例可再生能源电力系统的主要结构特点和运行特点;然后,研究了极高比例可再生能源电力系统的灵活性供需平衡的基本原理和关键挑战;最后,指出了灵活性供需平衡评价、灵活性供需平衡模拟计算、兼顾不同天气过程的模拟场景构建是值得关注的3个关键问题,并针对性地提出了结合空间相关性建模和元件状态时序连接关系的概率化评估方法、考虑灵活性不足风险的长时序滚动模拟方法以及基于极值理论的天气场景构建方法等解决思路。     

基于可再生能源发电优先消纳的电力电量平衡模型研究

传统的电力电量平衡主要以经济调度、机组组合为基础,没有给予可再生能源突出考虑。首先利用聚类分析方法将电力系统内各电源按发电特性划分为电源簇,建立电量消纳优先次序,以充分体现各电源的价值;然后以购电成本最小化、可再生能源发电消纳最大化为目标函数,分别考虑各电源簇的运行约束,建立电力系统中长期电力电量平衡模型,并设计内外层相结合的分层求解策略进行模型求解。其中,模型外层为电源多目标优化配置,采用多目标规划-几何模型(MODM-GMM)算法求解;模型内层为电源发电能力计算,采用逐步优化-增量动态规划(POA-SIDP)算法求解。最后,将模型运用到重庆电网中验证模型可行性和有效性。模型能实现包含水、火、风、光等混合能源系统的购电经济性,并有效利用系统内的可再生能源,促进电网协调、低碳、健康、高质量可持续发展。     

基于共享储能的微网园区系统能量协同优化

能源互联网是冷、热、电、气高度融合的新兴途径,实现了能源系统的多目标综合优化.首先将共享储能与源-网-荷-储的微网园区综合能源系统相结合,提出了包含光伏、风力发电等分布式能源的协同优化模型;然后通过分析广义能源互联网的运营模式,综合考虑社区综合能源系统中重要设备及负荷等因素,构建以经济性为能量协调优化目标函数;其次,为...     

“可再生能源+抽蓄”消纳模式经济性分析

可再生能源发电具有随机性、间歇性及反调峰特性,而配合可再生电源建设的抽水蓄能电站,其容量效益可平抑可再生能源发电波动,促进可再生能源电量消纳,即把电网无法消纳的无用电量转化为能够被电力系统消纳的有用电量。将“可再生能源+抽蓄”运行经济性与“可再生能源+常规纯凝燃煤机组”运行经济性进行对比分析,对“可再生能源+抽蓄”消纳模式经济性进行了一定探索,分析了其运行经济性水平。     

可再生能源消纳迎来新机遇

11月13日,国家发展改革委、国家能源局印发《解决弃水弃风弃光问题实施方案》,明确提出到2020年在全国范围内有效解决弃水弃风弃光问题的总体目标,要求各地区和有关单位高度重视可再生能源电力消纳工作,采取有效措施提高可再生能源利用水平,推动解决弃水弃风弃光问题取得实际成效。     

考虑可再生能源电源功率不确定性的电源灵活性评价

灵活性是衡量电力系统应对不确定性能力的重要指标。针对可再生能源发电所带来的功率不确定性,以灵活性特点分析为基础,提出衡量系统电源灵活性的数学模型及灵活性综合评价体系：电源灵活性模型考虑了可再生能源出力的最大突变量,并将约束条件细分为传统约束和灵活性资源约束2个方面;灵活性综合评价体系中,依据控制手段和研究对象不同,建立灵活性评价表,反映电力系统运行时的灵活性状态、变化及趋势,固有灵活性指标可比较不同运行状态和不同电力系统之间的灵活性。算例分析验证了该评价体系的有效性。