Economic evaluation of independent power producers viewed from total generating costs of electric power systems

In Japan, electric power utilities purchase electricity from independent power producers (IPPs) through competitive bidding; the IPP evaluation is based on the avoided costs of corresponding generators of utilities. In this evaluation, however, nonpricing factors such as power flow constraints in the electric power system cannot be considered. In this paper, we propose a new approach to evaluate economic impacts of IPPs, the IPP electricity being priced on the basis of total generating costs of the electric power utilities. Such a price to purchase the electricity of IPPs is referred to as the “break‐even cost.” The main results are summarized as follows: 1) Break‐even cost depends on not only the power flow constraints in the system, but also various IPP factors such as generating pattern, location, and capacity, 2) Break‐even cost for the base‐type IPP is higher than the avoided cost of corresponding utility generators, because IPPs located on demand sides can reduce the transmission power loss in the electric power system, 3) Break‐even cost is affected by available capacity of utility generators, especially for the peak‐type IPP generating only during peak demand periods. © 2000 Scripta Technica, Electr Eng Jpn, 133(2): 20–30, 2000     

热电机组比重及热负荷对风电消纳率影响的研究

为了研究电网对风电的接纳能力,根据冬季典型日的热、电负荷以及风电出力特性,提出一种独立电网中含热电机组、纯凝机组和风电机组等电源结构的热、电负荷优化分配方案,并根据优化结果研究了热负荷对风电消纳率的影响。在对煤电机组中的纯凝机组和抽凝式机组分别建模的基础上,构建了一种电负荷由全网机组平衡、热负荷由各热电厂就地平衡,以发电煤耗最小为目标函数,且对风电弃风进行惩罚的节能调度模型。算例分析结果表明,热负荷变化将引起系统优化调度、风电消纳率发生变化。     

计及无功经济价值的配电网电容器优化配置

提出了一种计及无功经济价值的配电网电容器优化配置方法。分析了并联电容器接入系统后,对系统网损、容量释放产生的经济价值和其本身具备的能量经济价值,并从经济学角度确定了电容器优化配置的一般原则。根据电路网络基本原理的简化分析,推导出单位无功与系统网损的定量关系,进而得出单位无功降损的线性化表达,并将非线性的无功选址优化问题转化成含整型变量的线性问题。新的优化模型中定量地考虑了无功的安装成本和经济价值。仿真结果表明,相对于其他方法,该方法确定的无功安装位置和容量更经济,效果更加明显。     

基于半正定松弛与高斯随机化的电制燃料设施联合煤电机组优化经济调度方法

给出一种电制燃料设施与煤电机组联合运行的方案,可在产生电力、甲醇等重要二次能源的同时,提高发电系统灵活性。为了对联合机组进行合理调度,实现提升灵活性的同时确保经济性最优,提出了电制燃料设施联合煤电机组参与调频服务的优化经济调度方法。在充分考虑调频服务市场规则的情况下,构建了电制燃料设施与煤电机组联合参与单次调频的优化经济调度模型,相比已有研究该模型更加准确;针对含max函数的NP-hard非线性模型求解困难的问题,提出了采用分类转换并利用半正定松弛对原问题进行松弛,通过高斯随机化求解的方案。算例分析表明所提方法具有准确、高效的优势,为灵活能源设施与煤电机组联合运行的优化经济调度提供了参考。     

冷热电联产型微网规划研究综述

能源互联网是实现能源可持续发展与生态优化的重要途径,其形成与发展受到了学术界工程界的广泛关注.冷热电联产型微网作为能源互联网的基本物理载体,对其进行合理有效规划是探索能源利用高效化、清洁化转型的关键所在.文章在介绍了多能耦合理论、系统供能框架及能源设备类型的基础上,着重从经济性和环保性提升角度综述了冷热电联产型微网的优化调度策略.随后讨论了规划目标模型的建立及其求解算法,最后结合目前研究进展对系统规划的未来研究方向进行了展望.     

基于改进型动态规划算法的厂级负荷优化分配

在详细介绍了实行厂级负荷优化分配的重要性后,着重论述了用于火电厂厂级负荷优化分配的一般动态规划算法并指出其不足,提出了一种改进的动态规划算法,它根据经验所形成的策略来变换步长,再对不同步长下的所求解进行二次寻优,基本上克服了因步长选取不当而带来的非最优化问题.案例表明：改进型动态规划算法效果良好,具有不错的工程应用价值.     

基于重力储能的风光储联合发电系统容量规划与评价

合理规划风电场、光伏电站和储能的容量是保证风光储联合发电系统经济性及可靠性的前提.提出一种依托山体的重力储能形式,联合风电场、光伏电站,建立以系统成本最小为优化目标的并网型风光储联合发电系统容量优化规划模型.然后,提出风光互补特性、供电损失率、系统贡献率等评价指标,用以衡量容量优化规划结果.在算例中,基于分时电价场景,...     

基于热网-电网综合潮流的用户侧微型能源站及接入网络优化规划

提出一种考虑热网-电网综合潮流的用户侧综合能源系统的规划方法。考虑经济、节能、环保等因素,建立含风机、光伏、储能、微型燃气轮机及燃气锅炉的微型能源站二层规划模型。上层规划目标函数为年费用最小,优化变量为微型能源站安装位置、容量及接入网络;下层规划考虑储能与微型燃气轮机的优化调度,规划目标包含一次能源节约率、可控分布式能源运行费及网损费用。基于热电耦合,提出热网-电网综合潮流计算方法与流程。采用改进遗传算法和粒子群优化算法对模型进行求解。某用户侧综合能源系统算例验证了所提模型和方法的有效性。     

基于繁殖粒子群算法的火电厂负荷优化分配

针对目前火电厂负荷优化分配的问题,提出了负荷优化分配总时间的概念,并给出了具体计算公式。在标准粒子群优化算法中引入遗传算法中的杂交思想,提出了基于繁殖粒子群优化算法的负荷优化分配方法,并引入自适应惯性权重对算法进行了改进,避免了标准粒子群算法易陷入局部最优及遗传算法优化计算时间长的缺点。对算法应用在负荷优化分配中的具体问题进行了分析处理,缩短了优化计算时间,提高了算法精度。实例分析进一步验证了所提方法的有效性以及现场实用性,能够同时满足火电厂对降低成本及电网调度对负荷优化分配总时间的硬性要求。     

基于二级热网储热式电锅炉调峰的弃风消纳调度模型

针对"三北"地区冬季供暖期弃风严重问题,在二级热网配置调峰电锅炉日调峰方案的基础上,探讨应用储热式电锅炉来进一步消纳弃风。在计及热网延时与衰减特性基础上,分析了储热式电锅炉的消纳弃风机理,提出了储热式电锅炉的电热转换启动条件,构建了储热式电锅炉的数学模型以及基于二级热网储热式电锅炉日调峰的热电联合系统调度模型。对比分析了储热式电锅炉配置方式、储热容量、风电渗透率对弃风率的影响。算例分析表明,在二级热网中配置储热式电锅炉可进一步消纳弃风且效果更好。电锅炉的储热容量越大,弃风率越低。     

基于分形理论的新型电力系统规划场景生成方法

新型电力系统中的新能源占比不断提高,源荷不确定性使得新型电力系统的规划边界难以确定,因此有必要提出适应新型电力系统的规划场景生成方法。分析净负荷数据的分形特征,并提出规划场景生成方法的总体框架;在提出净负荷时间序列盒维数计算方法的基础上,利用盒维数的时移不变性提出规划场景初始点的预测方法;对分形插值算法进行细化,并提出基于初始点的规划场景生成方法。以某地区实际净负荷数据为例进行分析,验证了所提方法的有效性和可行性。     

基于实时信息系统的抽水蓄能电站负荷水情电量调度系统模型的开发应用

就天荒坪抽水蓄能电站基于实时信息系统SIS平台的负荷、水库调度、电量系统模型的设计、建立、开发和调试工作进行了说明和介绍.     

考虑传输线重构的电气综合能源系统分布鲁棒扩展规划模型

针对综合能源系统扩展规划模型多采用随机优化处理系统负荷需求增长不确定性问题,且场景信息缺失,易造成随机优化结果经济性与可参考性低的情况,提出一种以系统综合成本最小为目标函数、考虑传输线重构的两阶段电气综合能源系统分布鲁棒扩展规划模型.第一阶段为考虑综合能源负荷预测和传输线重构的扩展规划模型;第二阶段为计及机组调整出力与...     

基于无谐波检测和选择性谐波补偿原理的组合式同相供电系统控制策略

针对组合式同相供电系统同相补偿装置(CCD)的常规控制方法受负载电流检测精度影响严重,且不能良好跟踪高速铁路负载高次谐波电流的缺陷,提出一种选择性谐波电流控制策略。该控制策略仅需要保留CCD的两单相变流器输出电压、电流的检测部分,不需要检测负载电流;并通过矢量比例积分控制器对连接负载的单相变流器输出电流误差中的各次谐波单独跟踪。该设计方法不受负载电流检测精度的影响,对牵引负荷各个频段谐波都具有良好的跟踪性能。利用MATLAB/Simulink搭建组合式同相供电的常规控制模型、改进控制模型和基于改进控制策略的半桥四臂模块化多电平电路模型,对交-直型、交-直-交型、混跑3种负载分别进行控制,仿真验证了改进电流控制方法的正确性以及在实际工程实现中的有效性。     

提高广东电网自动发电控制应用水平的探讨

通过对广东电网自动发电控制(AGC)运行情况的分析,指出了影响AGC运行的主要原因是目前的控制方式为滞后的控制方式,适用于水电机组占较大比例的电网,而对火电机组占多数的广东电网,目前的控制方式并不能满足要求。为此,针对负荷预测和发电计划的应用,从管理和技术角度提出了水、火电协调的AGC控制方式。采用该方式可提高广东电网AGC运行水平,但具体的调节效果还有待于实际系统运行的验证。     

超导电力装置规模化应用中的基础性理论和技术课题

超导装置在电力系统中的有效应用可以大幅度提高输配电线路的输送容量,改善电能的质量,降低电网的损耗,减少电力设备占地和环境污染。国内外研究单位开展了大量的研究开发工作,研制出各类超导电力装置并挂网示范运行。本文在现有超导电力装置研究的基础上,分析超导装置引入电力系统后带来的一系列基础理论和技术问题,分别从装置层面、运行层面及系统层面具体分析并概要性地总结研究思路,以解决超导装置与电力系统的相互配合问题,促进超导装置在电力系统中的工程化应用的进程。     

面向绿色海岛微型综合能源系统的储能系统容量规划方法

发展微型综合能源系统,合理配置储能装置,是实现大幅提高清洁能源比重、提升综合能源利用效率、构建"清洁能源岛"目标的重要手段.为此,在对比分析了不同类型储能技术运行特性的基础上,充分考虑了非补燃式压缩空气储能(NSF-CAES)在综合能源系统中的应用优势,以NSF-CAES技术为代表,研究了面向微型综合能源系统的储能系统...     

基于改进雷达图模型的热电联供型微网系统多目标优化配置

针对热电联供型微网系统的容量配置问题,提出了一种基于改进雷达图模型的多目标优化配置方法。首先,提出含有光伏光热(PV/T)单元、变流器、储电单元、热泵、电锅炉、储热单元及电、热负荷的微网结构,并选取了5个优化目标,用于全面表征热电联供型微网系统的供电可靠性、供热可靠性、经济性和可再生能源利用情况。其次,建立了多目标的改进雷达图模型,并基于扇形面积和周长构造了适应度函数。然后,为保证微网系统的电、热稳定供应,给出了约束条件,从而建立了以最大化适应度函数为目标的优化配置模型,并通过优化执行过程,求解得到综合性能最优的微网系统容量配置结果。最后,根据青海省偏远地区的案例分析,验证了提出的多目标优化配置方法的有效性。     

基于动态无功电压灵敏度的有源配电网移动式储能优化调度

随着城市负荷尖峰以及分布式电源渗透率的持续攀升,有源配电网存在负荷峰谷差进一步增大以及电压越限的风险。移动式电池储能系统(MBESS)具备时间-空间灵活性和四象限输出能力,考虑其有功出力参与削峰填谷、无功出力参与电压调节,提出了一种基于电压灵敏度分析的有源配电网MBESS的优化调度方法。首先,针对MBESS出力与接入位置之间的耦合影响,推导定有功功率条件下满足仿射关系的无功电压修正灵敏度;其次,考虑不同网络结构下不同节点电压的调整需求,提出一种动态无功电压修正灵敏度的计算方法,旨在确定MBESS的时序最优接入方案;然后,构建充分考虑运行经济性与可靠性的MBESS双层优化调度模型;最后,以IEEE 33节点配电系统为例,采用增强烟花算法对所提模型进行求解,结果表明所提方法能够在保证MBESS具备较好经济效益的同时,有效减小负荷峰谷差以及提升配电系统的整体电压水平。     

基于模糊互补AHP的负荷预测模拟决策

对于快速发展的地区,不同的预测方法所得的中长期负荷预测结果会相去甚远,某些预测结果甚至是无效且不可信的。所以规划决策支持系统中不仅要有多种方法的预测,还应增加其模拟决策模块。文章提出负荷预测的模拟决策,将改进的模糊互补AHP方法应用于预测模拟决策系统。计及影响电力负荷预测的各相关因素,建立电力负荷预测的多层次、多因素的决策分析结构,利用专家知识,构造具有模糊互补性的个体或群体决策的判断矩阵,并简洁而准确地计算特征向量。进一步处理特征向量作为预测决策权重,获得了满意预测决策。该方法用于规划决策支持系统中的模