风光热储互补发电系统容量配置技术研究

针对无常规电源支撑的风光热储互补发电系统,协调规划装机容量对提高发电系统运行经济性和利用率具有重要意义。提出了一种双层优化配置方法,上层以最小度电成本及弃电率为目标,确定系统装机容量;下层以新能源发电消纳最大为目标,解决功率分配问题。通过反复迭代寻优,得到系统容量配置;然后;通过纳什谈判对优化结果进行选择;最后,对甘肃河西地区数据进行仿真分析。结果表明：风光热储互补发电系统最优容量配置下的度电成本为0.3064元/(k W·h);风电场加光伏电站装机容量与光热电站装机容量的最优比为6:1,对比相同装机容量的风光互补发电系统,风光热储互补发电系统具有更高的稳定性。     

风光蓄互补发电系统容量的改进优化配置方法

风光互补发电系统利用风能与太阳能的互补特性,相比于单独的光伏发电或风力发电,其输出功率波动小。合理配置风电/光伏/储能的容量,既可提高系统供电可靠性,又可降低系统成本。针对风光蓄互补发电系统,提出一种改进的容量优化配置方法,考虑独立和并网两种模式,对风力发电、光伏发电和蓄电池的容量进行最优配置。该方法充分利用风光互补特性,在系统独立运行时,只需较小的蓄电池容量即可保证高供电可靠性,并可减少蓄电池的充放电次数和放电深度;在系统并网运行时,进一步提出采用分时段优化策略来配置所需蓄电池的容量,保证负荷供电需求和入网功率的波动特性满足要求。算例验证了所提改进优化方法的合理性和优越性。     

基于自适应人工鱼群算法的大型光伏电站燃气轮机组的优化配置

采用改进人工鱼群算法求解大型光伏电站中燃气轮机组的优化配置问题,通过建立光/燃互补发电系统优化配置模型,解决了光伏发电随机性、间歇性导致的难以控制、难以调度的问题,以光燃互补发电系统的售电收益和燃气轮机组的投资成本、运行和维护成本、环境成本、燃料成本为基础的目标函数,在充分考虑多种约束的条件下实现了燃气轮机组的容量优化配置,有效平抑了光伏发电功率的波动.并针对美国某100MW光伏电站进行仿真验证,验证了该方法的正确性和有效性.     

风光互补发电系统对配电网可靠性的影响

风能和太阳能的瞬时性和不可控性使风力发电和太阳能发电并网后会对配电网的可靠性指标造成影响。为此,介绍了一种风光互补发电系统,以最小路法对配电网的可靠性进行计算,分析风光互补发电系统对配电网的影响,并分别与单独的风力发电、光伏发电系统进行比较。得出风光互补优化后对配电网的扰动远小于单独的风力、光伏发电系统对配电网扰动的结论。     

多能互补集成系统的研究

采用多能互补是促进风能、太阳能等可再生能源消纳的重要途径,文章以某300 MW燃煤发电机组为基础,开展多能互补集成发电系统技术改造设计,围绕多能互补集成发电系统的熔盐储能系统、光热采集系统、弃电加热系统、光伏发电系统等四个子系统进行技术及经济性分析并给出推荐方案。     

风光抽蓄互补系统合理容量效益研究

新能源高渗透率电力系统呈现电量富余、电力不足特点的主要原因是风电、光伏基本不具备容量效益,利用抽蓄与风光组成互补系统是解决该问题的有效途径之一。提出一种风光抽蓄互补系统合理容量效益优化方法,优化模型将互补系统合理容量效益以及风电和光伏装机作为决策变量,兼顾互补系统新能源利用率、发电可靠性和国民经济可行性。实际算例仿真计算的结果表明,所提算法能够有效解决风光抽蓄互补系统的容量效益与装机优化问题。     

一种基于遗传算法的光热电站经济效益优化策略

太阳能光热发电与光伏发电是近年来较为热门的新能源发电方式,其中光伏发电发展更快,且已经实现商业化运营。为进一步推进光热发电的市场商业化进度,对其产生的经济效益进行建模和优化具有实际意义。在传统投资成本模型的基础上,结合运行效益建立了光热发电站的经济模型,以经济效益最大作为优化目标,利用遗传算法作为优化策略,调节光热发电系统发电量,从而优化其经济效益。最后分别对光热发电站单独运行、风-光热联合系统中的光热电站经济效益进行仿真验证。结果表明,光热发电站无论在何种运行方式下,通过优化都可以提升经济效益。提出的经济效益评价方法是有意义的,优化策略是合理的。     

碳中和愿景下考虑电氢耦合的风光场站氢储能优化配置

由于新能源出力具有波动性和间歇性,其直接接入电网会影响电力系统的安全稳定。为促进可再生能源消纳,可通过发展电氢耦合的氢储能系统解决此问题。为此,针对发电侧新能源风光场站的氢储能容量优化配置问题,以氢储能投资成本最小、系统累计跟踪计划误差最小和二氧化碳减排量增量最大为目标,以场站弃电率和实际场地面积为约束,构建了氢储能多目标优化配置模型。采用带精英策略的非支配排序的遗传算法和熵权法相结合的综合算法求解模型的最优折衷解。最后,以中国甘肃某风光场站为例,验证了所提模型与算法的有效性。结果显示:面向200 MW光伏和400 MW风电的可再生能源基地,200 kW电解槽、6 kg储氢罐及200 kW燃料电池的最佳配置数量分别为268、291和222个,所提氢储能系统积极响应了调度指令并大幅度降低了弃电率。     

基于风光互补的独立微网系统容量优化

相比单一的光伏或风能独立供电系统,风光互补发电系统利用风能和太阳能的互补特性,其输出功率波动小,能很好地适应环境的变化。针对独立风光柴储微电网电源容量优化配置问题,建立了设备初始投资成本、运行和维护成本、燃料成本和污染物治理费用经济性模型,同时在优化过程中引入了停电惩罚费用与能量浪费惩罚费用模型,以总投资最少为目标函数,以供电可靠性、风光互补、蓄电池充放电次数等为约束条件,采用遗传算法探讨系统中各个电源在给定调度策略下最优容量配置。该方法充分利用风光互补特性,只需较小的蓄电池和柴油发电机容量即可保证高供电可靠性,并减少了蓄电池的充放电次数和放电深度。算例验证了模型和算法的合理性。     

风-光-蓄电-燃煤互补系统的参数匹配优化

为在实现可再生能源消纳的同时保证传统火电厂的经济运行,提出一种风-光-蓄电-燃煤多能互补系统,在兼顾风电与光伏互补的基础上,还考虑了增设蓄电池的影响。以2×350 MW燃煤机组为例,通过理论分析,建立多能互补系统数学模型,分别从单一消纳、互补消纳、风电容量优化以及蓄电调节辅助4个方面进行分析,提出系统参数优化设计方法。结果表明:对于该燃煤机组,在新能源单一消纳情景下,风电消纳总量占比为1.45%,其容量 设定为13 MW,光伏消纳总量占比为3.2%,其容量设定为49 MW;采用耦合风-光互补消纳方式后,新能源电力总消纳量可达到4.2%,其中风电容量为11 MW,光伏容量为 45 MW;进一步优化风电容量,可将新能源电力消纳总量占比提高到6.91%;在此基础上,通过设定蓄电池具体参数可将互补系统新能源电力消纳总量占比提高到22.55%。研究结果可为适应高比例新能源电力的嵌入提供参考。