考虑抽水蓄能电站的电力市场均衡模型

抽水蓄能电站是水力发电的一种特殊形式,它同时具有发电和蓄能2种功能。文中建立了一种计及这些特点的电力市场均衡模型。该模型把一天24 h分为蓄能、发电和停机3个时段,在蓄能和发电时段分别把抽水蓄能电站当做负荷和发电机处理。通过6节点算例验证了抽水蓄能电站的削峰填谷及降低负荷高峰时段电价的功能;证明了改善抽水蓄能机组效率不仅能够提高其自身收益,而且能够有效提高负荷及整体的社会收益,在抽水蓄能机组较多的市场中,这种效益尤其明显。     

白山混合式抽水蓄能电站水库调度效率分析

白山混合式抽水蓄能电站为具有常规发电机组和抽水蓄能机组混合的大型水库水电站.本文在充分考虑东北电网需求的前提下,利用抽水蓄能机组的抽水功能,优化白山水库年内的水位变化过程,提高白山水库的运行水位.获得最大化的"水头"增发电量,实现白山混合式抽水蓄能电站年发电量的最大化或年调峰效益的最大化.结果表明发电量最大模型的抽水发电转换效率明显比调峰效益最大模型相应系列的抽水发电转换效率高,发电量最大模型的抽水发电转换效率为90.65～95.50%,调峰效益最大模型的抽水发电转换效率为87.94～92.58%,都比纯抽水蓄能电站的发电转换效率高,表明了混合式抽水蓄能电站的优势.     

双馈变速抽水蓄能全工况转换过程建模与仿真

双馈变速抽水蓄能机组具有运行范围宽、功率调节速度快并能兼顾发电、抽水工况最优效率的优点,同时也赋予了其运行工况多、工况转换频繁的特点。然而,现有双馈变速抽蓄的仿真建模仅以单一发电或抽水工况为主,并未充分体现变速抽蓄工况转换的特性和优势。因此,文章建立了可在发电与抽水工况间转换的双馈变速抽水蓄能机组机电暂态模型。该模型不仅可以在稳态运行时实现有功无功解耦控制和最佳导叶开度及最优转速的跟踪,还可以平滑地实现发电工况和抽水工况下的转换过渡过程。基于Matlab/Simulink建立了双馈变速抽水蓄能机电暂态模型,以停机、发电、抽水等工况间转换等场景为例,仿真验证了所建模型的有效性和正确性。     

抽水蓄能机组和主变保护闭锁逻辑研究

抽水蓄能机组具有发电、抽水、发电方向调相、抽水方向调相等多种工况,因为各工况运行方式不尽相同,抽水蓄能机组和主变保护设置也与常规水电厂有所区别,为了保证电网安全和供电质量,以广州蓄能水电厂为例,分析了抽水蓄能机组和主变保护在不同工况下保护配置及闭锁逻辑设定上所采取的策略,介绍了当机组处于不同工况运行时各保护的闭锁情况,为其它抽水蓄能机组的运行提供借鉴。     

风电场中抽水蓄能系统容量的优化选择

为了改善风电场的功率输出特性,在有水资源的地区可采取风 - 水电联合供电模式.本文将风电场中抽水蓄能系统分为抽水系统和发电系统,并以获得风电场最大经济效益为目标建立了风-水电联合优化运行模型,考虑在一定的电网约束条件下,对于风电场中抽水蓄能系统配置不同抽水容量和发电容量的情况,采用改进遗传算法分别进行了优化仿真分析,仿真的结果表明风电场中配置抽水蓄能系统可以增加风电场的综合效益.文章给出的确定风电场中抽水蓄能系统最优容量的方法;具有一定的实践意义.     

功率方向电力系统稳定器在抽水蓄能同步电机上的应用

基于阻尼绕组作用的单机无穷大系统线性化c1-c12模型,分析了常规PSS（电力系统稳定器）附加磁阻尼力矩的符号与抽水蓄能同步电机运行工况的关系,提出了功率方向PSS的设计思想,并对功率方向PSS在抽水蓄能同步电机各种运行方式下的作用进行了研究。功率方向PSS可辨别抽水蓄能电机的发电和抽水工况并相应改变PSS增益的符号。常规PSS在抽水工况下将产生负的电磁阻尼力矩,不能直接用于抽水蓄能同步电机;抽水蓄能同步电机宜采用可辨别发电和抽水工况的功率方向PSS;针对迟相发电重载工况设计的功率方向PSS对抽水蓄能电机的各种工况具有良好的适应性。     

混合式抽水蓄能电站在梯级水电站群中的优化调度

在充分考虑东北电网调峰需求和抽水蓄能机组运行工况的前提下,优化白山混合式抽水蓄能电站水库调度,提高白山水库的运行水位,获得最大化的"水头"增发电量,实现梯级电站年发电量或年调峰效益的最大化。结果表明白山混合式抽水蓄能电站抽水发电转换效率发电量最大模型比调峰效益最大模型高,2种模型的抽水发电转换效率分别为90.65%～95.50%和87.94%～92.58%,都比纯抽水蓄能电站的发电转换效率高,体现了混合式抽水蓄能电站的优势。抽水蓄能机组运行对下游仅具有日调节性能的红石水电站影响不大,但加剧了下游具有不完全多年调节性能的丰满水库的径流年内分配的不均匀,使得梯级运行效率为75.93%～82.62%。结果表明梯级水电站群中建设混合式抽水蓄能电站,其效率及对其他电站的影响与梯级电站的布置如龙头水库的位置和开发方式等因素有关。     

可变速抽水蓄能发电电动机功率特性分析

可变速抽水蓄能发电电动机采用双馈电机,兼具异步电机与同步电机双重电磁特性。本文首先提出了适用于可变速抽水蓄能发电电动机的数学模型,继而对其建立了电磁功率及电磁转矩表达式,并以此分析了可变速抽水蓄能发电电动机兼具异步特性与同步特性的运行机理。在此基础上,进一步探讨了可变速抽水蓄能发电电动机静态稳定问题,提出了静态稳定运行的必要条件。最后,提出了可变速抽水蓄能发电电动机有功功率及无功功率分析模型,揭示了有功功率及无功功率随励磁电压的变化规律。     

含分布式变速抽水蓄能的新能源发电系统灵活性资源规划

针对含分布式变速抽水蓄能和多灵活性资源的新能源发电系统,在分析定、变速抽水蓄能运行特性差异的基础上,提出含分布式变速抽水蓄能的灵活性资源规划模型。该模型详细考虑了定、变速抽水蓄能的运行约束和库容约束,以及电池储能、需求响应、火电机组资源配置。通过松弛变速抽水蓄能的双线性约束,将所建立模型转化为以期望成本最小为目标的混合整数线性规划问题,通过两阶段随机优化方法求解得到最优的规划方案。通过与定速抽水蓄能规划方案对比,分析验证了所提分布式变速抽水蓄能规划方案的可行性以及在经济性和灵活性方面的优越性。     

基于抽水蓄能电站的风光互补发电系统容量优化研究

针对风光互补抽水蓄能电站各部分容量之间的关系,给出了一种基于改进粒子群算法的最佳容量的优化设计方案。通过对抽水蓄能模块的建模分析,建立风光互补抽水蓄能电站容量配置的优化模型,给出相应容量配置要求。研究结果表明,文中互补开发方式可以解决单一发电系统存在的弊端,提高发电效率,具有很好的实际应用价值。     

抽水蓄能电站水泵水轮机效率计算方法

介绍了抽水蓄能电站在电网中的作用并阐述了机组效率计算的重要意义。针对水泵水轮机复杂运行过程中的能量损失情况,提出了一种基于最小二乘法曲面拟合抽水蓄能电站水泵水轮机效率的计算方法,建立了水泵水轮机效率拟合模型,得到拟合结果。拟合结果对比分析证明拟合精度较高。具体的计算实例说明利用最小二乘法曲面拟合原理能够方便地计算得到抽水蓄能电站在发电工况和抽水工况下的水泵水轮机效率。     

抽水蓄能电站运行模拟与优化方法研究

按电站抽水-发电循环效益最大化，满足电力电量平衡条件，满足库容、发电出力及抽水功率等限制条件，建立了基于混合整数线性规划的抽水蓄能电站日运行优化模型，并将抽水蓄能电站的多日运行优化表达为基于日运行优化模型的多阶段优化决策过程，即抽水蓄能电站运行优化的动态规划模型。通过算例对算法及应用作了进一步说明。     

抽水蓄能电站及其系统运行优化的概率模拟算法

在随机生产模拟中运用负荷曲线分解技术和动态规划方法,提出了抽水蓄能电站及其系统运行优化的概率模拟算法。该算法以系统发电运行成本与缺电损失之和最小为目标,满足了电站水库蓄水及库容限制条件和日或周的抽水-发电循环电力电量平衡条件,计及了抽水蓄能电站在抽水和发电方式下随机停运的影响。算例证明了该算法的可行性,并且可在电源规划、发电计划和系统运行优化中更准确地模拟、分析和优化抽水蓄能电站及其所在系统运行状况。     

抽水蓄能电站静态效益的量化研究

选取广东电网历史年实际的统调负荷、电量、电源装机规模及送受电情况,进行电力系统运行模拟,通过有无抽水蓄能电站对比法,量化分析了广州蓄能水电厂对广东电网供电以及各类电源年利用小时数、发电量、发电收入、单位发电费用等的影响,并分析了各类电源对抽水蓄能电站静态效益的利益分摊。结果表明,抽水蓄能电站承担电网调峰填谷的任务,可改善系统内煤电、核电等机组的运行工况,其静态效益主要体现在降低系统电源侧单位发电费用,提高不能参与调峰或深度调峰机组的发电量及发电收益。     

含P2G和混合电储能的矿山综合能源系统多目标优化调度

为了提高分布式光伏消纳能力、优化矿山能源利用效率,提出一种基于电转气(P2G)技术和煤层气发电技术的光-储-气-废弃矿井抽蓄多能耦合矿山综合能源系统(MIES),该系统将弃光电量通过电解水制CH4作为煤层气发电的补充,并采用混合电储能平抑光伏出力波动.在对多能耦合MIES进行分析的基础上,构建矿山电、气、热、冷不同能源转换装置的数学模型,并以总运行成本和弃光电量最小为目标,建立MIES协调优化调度模型.不同运行场景下的调度结果表明,所提模型能实现协调调度,提高弃光电量的消纳,降低总运行成本.对不同储能模式下P2G和混合电储能装置之间互补协调能力的分析结果表明,所提模型能提升系统运行灵活性,实现能源最优经济利用.     

华东电网抽水蓄能电站电能计划安排方式优化算法

针对华东电网调度管辖抽水蓄能电站容量不断增加的现状,综合考虑预计用电负荷、联络线送受电计划、电站出力特性等多种因素,为了最大限度地节能降耗、提高火电机组发电负荷率,以考虑抽水蓄能电站电能计划后的发电负荷率最大为优化目标,在实际工作中研究提出了华东电网抽水蓄能电站电能计划安排方式优化算法。实践应用中,华东电网已根据此优化算法开发了计算程序,用以为电能计划编制人员提供决策依据。经实践检验,该计算程序明显提高了华东电网抽水蓄能电站电能计划的编制质量和工作效率。     

Compensation of power fluctuations of wind power generation by means of biomass gas turbine generator and flywheel energy storage equipment

Power generation using natural energy contains electric power fluctuations. Therefore, in order to put such power generation systems to practical use, compensation for system power fluctuations is needed. In this paper, we propose a power compensation method using a biomass gas turbine generator and flywheel energy storage equipment. The gas turbine generator is used for compensation of low‐frequency power fluctuations in order to decrease the required flywheel capacity. The usefulness of the proposed system is confirmed by experiments using a test plant. © 2009 Wiley Periodicals, Inc. Electr Eng Jpn, 170(3): 1–8, 2010; Published online in Wiley InterScience ( www.interscience.wiley.com ). DOI 10.1002/eej.20896     

抽水蓄能电站前导时间短的动态效益定量评估方法

提供了一种新的抽水蓄能电站前导时间短的动态效益定量评估方法，即在考虑了系统中机组动态特性的基础上，优化电力系统电源分布，改进发电模型和响应容量模型，以风险度为指标分析系统承受的能力，从而为抽水蓄能电站的建设提供一定的依据。     

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。     

考虑环境效益的抽水蓄能电站日运行方式优化

随着能源短缺和气候环境的恶化,节能减排和可持续发展已逐步深入到电力系统生产运行的各个方面。分析了抽水蓄能电站的环境效益,以系统发电成本和污染物排放的综合费用最低为目标,建立了计及环境效益的抽水蓄能电站日运行方式优化模型。通过对抽水蓄能电站运行容量和备用容量的划分,以最大化调峰效益安排其抽水发电位置,并求解各运行方式下的系统运行成本,寻得最优运行方式。最后通过算例验证了本文模型和方法的合理性。