利用合理弃风提高大规模风电消纳能力的理论研究

由于风电具有间歇性和反调峰性,其大规模接入电网必将影响电力系统各个方面。针对大规模风电接入电网将会恶化系统调峰的问题,提出在现有电源结构的情况下,利用合理弃风提高大规模风电消纳能力的理论研究方法。从风电反调峰性的角度论证了合理弃风的必要性和可行性。利用weibull分布拟合等效负荷曲线并作为分析依据,量化弃风功率对调峰的改善系数和弃风对风电发电容量的影响。以甘肃和陕甘青宁电网为例,对该方法进行验证,结果表明可以通过合理弃风放弃部分风电发电容量来改善系统调峰性能,提高大规模风电消纳能力,也可为电网规划人员提供决策支持。     

考虑大规模风电接入的发电机组检修计划

大规模风电接入电网对电力调度运行提出了新的挑战。在中国部分地区,由于系统调峰能力不足,风电本地消纳能力不够,出现了低谷时段大量弃风的现象。为了优化利用风能资源,建立了大规模风电接入下的发电机组检修计划优化决策模型,考虑风电在不同季节的不同出力特征以及不同类型机组调峰能力的差别,通过在检修计划决策层面合理优化预留各时段系统的调峰能力,减少低谷时段弃风,提高检修计划决策的节能效益。采用δ方法,通过近似变换,将概率积分问题转化为混合整数规划问题求解。通过多个算例验证了该模型与方法的可行性与有效性。     

风电对调峰的影响及其合理利用模式研究

要解决风电消纳困难问题必须研究大规模风电接入对电力系统调峰的影响。鉴此,以概率化分析方法进行此项研究,考虑风电接入的时序生产,分析江苏电网2020年调峰能力与弃风电量以及系统运行成本的关系。结果表明,允许适度(少量)弃风可大大减少系统抽水蓄能装机需求,使系统调峰运行更加优化,减少燃煤机组的启停次数和降低系统的总体运行成本。因此,建议我国在"风电全额收购"的框架下进行政策微调,充分考虑电力系统多样性,允许根据实际情况采取适度弃风策略。     

基于多约束条件的山西电网风电消纳能力研究

由于风电具有间歇性和反调峰性,其大规模接入电网将增大系统调峰能力的需求。随着山西电网中风电的比例不断增加,冬季后夜弃风现象严重。通过分析制约山西电网接纳风电的主要因素,以2015年山西电网为例进行仿真计算,提出提高山西电网风电消纳能力的措施。     

考虑风电季节特性的中长期机组检修计划研究

随着风电大规模的并网,电力系统调峰问题日益显著。风电的随机波动性造成电力系统调峰困难和风电难以消纳,低谷时段大量弃风的现象频繁出现。风电具有明显的季节特性,如果在制定中长期发电机组检修决策时考虑风电出力季节特性,能够显著减少弃风。利用主成分分析法和K-means聚类技术提取风电各季节典型出力模式,利用均摊法建立相应的通用生成函数,进而针对大规模风电并网系统,建立考虑风电出力季节特性的中长期机组检修计划优化决策模型,以各时段弃风电量最少和检修成本最小为优化目标。采用粒子群算法对建立的模型进行求解,通过算例验证了该模型与方法的可行性与有效性,显著提高了风电消纳能力。     

东北地区风电运行消纳形势及原因分析

2013年我国风电运行消纳形势总体向好,东北地区风电消纳有所改善。提出了风电并网容量与本地消纳能力比例、风电增长速度与本地负荷增长速度比例、风电并网容量与灵活调节电源比例等关键性指标,对2010—2013年东北地区风电运行消纳现状进行客观评估,分析风电弃风的主要原因,展望2014年东北风电运行消纳形势。分析表明,东北地区风电大规模发展与本地消纳能力、与系统调峰能力不匹配是当前弃风的主要原因。加快跨区电网建设、扩大风电消纳范围是解决东北地区风电消纳问题的根本途径。     

减少弃风损失的储能容量和布局优化研究

针对我国大规模风电接入地区因系统调峰能力不足引起的大量弃风问题,提出采用大容量储能电池提高系统调峰能力、减少弃风损失的储能充放电策略。基于所提出的储能恒功率充放电策略,建立储能电站容量和布点优化的数学模型,并采用遗传算法进行求解。该模型以储能电站的投资和运行成本、网络损耗、调峰不足弃风及风电送出通道阻塞弃风损失之和最小为优化目标,考虑了储能电站的峰谷电价收益、计及了风力发电的碳减排效益,并满足电网的安全运行约束。最后,利用IEEE RTS79系统进行储能布局优化分析,验证了方法的有效性。应用该方法能够为解决大规模风电并网地区的弃风问题提供技术解决方案。     

基于负荷参与的源荷互动调峰多目标优化方法

大规模风电并网后,外送通道狭窄以及常规电源调峰能力不足导致弃风问题严重,为此,需要寻求提高风电消纳能力的新途径。分析了高载能负荷、电热锅炉和电动汽车负荷的可调节特性,基于各类负荷的可调节能力,建立以消纳风电最大和系统运行成本最小的源荷互动调峰多目标优化模型,并采用改进遗传算法进行求解。通过算例验证了调峰优化方法的可行性与有效性。     

抽水蓄能电站与风电的联合优化运行建模及应用分析

抽水蓄能电站具有优良的调峰填谷能力,能够有效提高电网消纳风电的能力.基于蒙西电网和呼和浩特抽水蓄能电站的实际数据,对抽水蓄能电站与大规模并网风电联合优化运行进行了模拟和研究.考虑风电的间歇性和波动性,建立了抽水蓄能电站与风电联合运行的优化模型.然后分别利用供热期和非供热期的系统数据,对蒙西电网中呼和浩特抽水蓄能电站与风电的联合运行进行了模拟,验证了模型的有效性,并说明了抽水蓄能电站与大规模并网风电联合运行的可行性以及带来的显著效益:供热期存在弃风时,抽水蓄能电站充分发挥调峰填谷的能力以减少弃风;非供热期弃风不明显时,抽水蓄能电站主要为风电提供备用,并平衡风电出力波动.     

电锅炉-储能联合消纳弃风的方法研究

随着风电渗透率在电力系统中的不断增大,风电无法并网的现象越发严重,弃风问题亟待解决。为减少弃风,将风电以电锅炉风电采暖的方式接入电网,并引入蓄电池储能装置,建立包含风电的电锅炉-储能联合系统消纳弃风的小型电力系统模型。利用DIgSILENT/PowerFactory仿真软件,通过对电锅炉与储能装置的控制,对比分析了系统加入电锅炉-储能联合系统前后弃风消纳的情况。仿真结果表明,配置电锅炉储能联合系统后,能有效促进系统对风电的进一步消纳。     

内蒙古电网弃风电量统计体系的建立及应用

对国内常用的几种弃风电量统计方法进行介绍,指出现有弃风电量统计方法存在的问题。在对弃风电量统计方法全面总结分析的基础上,结合内蒙古电网实际运行情况,确立了内蒙古电网风电弃风电量统计体系,通过对弃风电量监测系统监测、基于标杆风机弃风电量统计、具有代表性的测试风电场估算3种方法进行比对、校验,可以准确掌握网内各风电场弃风情况,对风机运行具有实际指导意义。     

美国得克萨斯州风电消纳的市场运行机制及启示

美国得克萨斯州风电装机容量一直稳居美国第一。作为得州电网独立运营机构的得州电力可靠性委员会（ERCOT）,曾面临集中式开发和外送的风电消纳困难,在2009年全年全网弃风率达到17%。经过对电网的投资建设和在电力市场及调度运行方面的优化与提升,得州电网内的弃风量显著降低,近几年一直维持在2%以下。主要分析ERCOT在适应风电消纳方面所采用的市场机制,通过借鉴ERCOT在风电管理和消纳方面的实践经验,提出对中国集中式风电消纳的启示和建议。     

计及弃风的风电场最优装机容量

提出了一种在现有电源结构水平下利用弃风优化风电场装机容量的方法。在满足系统静态安全约束的条件下,基于机会规划约束,建立了以风电场净收益最大为目标、计及弃风的风电场最优装机容量模型。在此基础上,以小时为时间尺度,将风电不同季节、不同时刻调峰特性对弃风电量的影响引入最优模型,通过精细化模型得到统计意义上更为合理的最优装机容量。最后,以IEEE 30节点系统为例,基于某风电场的年风速分布特性及典型日每时刻的风速分布特性,采用基于随机模拟的粒子群算法进行模型求解,分析计算弃风、时间尺度、上网电价及其他因素对风电场装机容量的影响。     

基于风电功率预测的电网调度优化控制研究

近年来,由于山西电网风电装机不断翻番,大规模风电并网后对电力系统调峰造成一定程度的压力。电力系统运行既要充分利用风力发电产生的清洁电源,又要保证其他常规电源的安全稳定。传统的调度运行技术不考虑短期和超短期的风电功率预测,通过分析风功率预测与调度关系,然后重点阐述了如何通过超短期风功率预测来协调风电与常规电源的运行,最后通过整数规划将风电场优化控制作为落脚点,从而保证了电网安全、稳定、经济的优化运行,进一步加大电网对清洁能源的消纳。     

基于分段电价的跨区风电消纳

大规模风电跨区输送越来越频繁,加大了受端区域电力系统的调节压力,严重影响了风电的消纳能力。针对这一问题,提出一种基于分段电价的风电消纳方法。该方法以电网公司购电总费用最小为目标,考虑火电和抽蓄各自参与风电消纳的边际成本效益,并通过对风电不同电量部分施行分段电价,使得电网公司、风电厂、火电厂和抽蓄电站等多个主体之间利益均衡,增加系统对风电的消纳,同时从理论上证明该方法与弃风惩罚方法原理上的等效性。仿真算例验证了该方法的有效性。仿真结果表明该方法能够显著减少弃风,在不降低电网企业利益的同时,提高火电和抽蓄电站参与风电消纳的积极性,增加风电企业的收益。     

大规模风电消纳销售电价机制

近年来我国风电装机容量急速增长,并呈现大规模、集中开发的特点,新能源的大规模接入带来了风电大规模消纳的问题,而现有的销售电价机制制约了风电的就地消纳和远距离输送。为促进风电发展,需制订出台有利于新能源大规模消纳的配套电价政策。基于销售电价基本理论,建立了本地消纳和远距离消纳的风电销售定价模型,并利用该模型以甘肃风电为例进行就近消纳和远距离消纳的测算,提出了有利于风电消纳的销售电价策略,证明了模型的有效性。     

电力系统弃风指标和弃风序列建模研究

随着弃风电量的快速增加,弃风问题已经引起社会的广泛关注。提出了电力系统弃风序列评价指标：弃风时段分布,弃风持续时间以及弃风持续电量。提出了一种基于时序生产模拟的弃风序列建模方法,该方法通过建立新能源消纳最大的时序生产模型,计算得到弃风序列。通过实际弃风序列和仿真弃风序列特性的对比,验证了基于时序生产模拟的弃风序列建模方法的有效性;同时模拟结果显示,高比例风电接入背景下,长弃风持续时间下的弃风电量占比大幅提高,弃风问题更加突出。     

电池储能技术在风电系统调峰优化中的应用

针对现有常规机组调峰容量难以满足系统调峰需求的问题,提出了一种基于电池储能的风电系统调峰优化模型。该模型通过对风电储能系统和常规火电机组的运行施加约束条件,使得电池储能系统的运行状况能够及时得到调整,从而实现电池储能参与风电系统调峰和优化调度的目标。通过实际算例对比了电池储能系统在参与风电系统调峰前后弃风现象、调峰容量和日负荷峰谷差的变化。仿真计算结果表明,该方法可以有效提高大规模风电并网后的系统调峰,使系统接纳更多的风电,避免弃风导致的资源浪费,提高了整个系统的经济性和稳定性。     

基于氢能经济的电网大规模风电消纳模式

为提高大规模风电接入未来电网的风电消纳能力,基于电解制氢技术将氢能经济引入电力系统以期促进弃风消纳.参考虚拟电厂的概念设立虚拟制氢中心,组建由虚拟电厂和虚拟制氢中心构成的虚拟弃风-制氢联合体,在对氢气负荷进行简单分类的基础上,考虑新能源弃电过网费减免政策,建立以典型日运行成本最低为目标的虚拟弃风-制氢联合体经济调度模型...