光伏发电参与电力平衡的可信容量分析

光伏发电是新型能源体系的重要组成部分,“十四五”期间我国光伏发电装机规模快速增长。光伏发电与天气强相关,随机性和波动性强,高比例光伏并网加大了电力系统平衡难度。通过详细分析高温天气下光伏发电出力特性,指出高温天气下光伏发电具有较高的日间顶峰能力,基于可信容量分析论证了提高极端高温天气下光伏发电参与电力平衡的合理性。最后计算验证了提高极端高温天气下光伏发电可信容量可降低日间电力平衡缺口,给出了光伏参与电力平衡的相关建议。     

考虑光伏出力与负荷相关性的光伏电站容量可信度评估

光伏发电容量可信度是衡量光伏发电对电力系统可靠性贡献的重要标准。提出一种计及光伏出力与负荷相关性的光伏发电容量可信度的计算方法。首先,根据光伏发电昼夜特性,建立白天、黑夜分时段出力模型;其次,采用离散联合概率分布构造刻画光伏出力与电网负荷相关特性的联合多状态模型;最后,利用非序贯蒙特卡洛模拟方法计算得到系统可靠性指标和光伏发电容量可信度。基于等LOLE和等LOEE准则,计算了RBTS系统增加光伏电站后的光伏发电容量可信度,结果表明所提出方法的正确性和实用性。     

光热发电商参与下的电力现货市场均衡分析

针对当前国内光热电站(concentrating solar power,CSP)参与电力市场交易程度低,市场相关运营研究尚属空白。文章考虑光热发电商作为市场承载主体,面向电力现货市场交易,在解析其内部“光、热、电”能流特征基础上,构建了以热能为能量中枢的光热电站运行模型;然后,以光热发电商售电收益最大为目标,建立了基于多寡头古诺模型的市场交易决策模型,并给出了其非线性互补方法求解过程;最后,以国内某实际光热电站为参考,在3类典型日场景中对其参与电力市场交易进行了实例模拟。结果表明:因其优良的出力稳定特性,光热发电较传统光伏发电,市场竞争能力有显著提升,很大程度上可以弥补其在容量成本上的不足;光热发电的富余热量,能更好地满足电热耦合系统的需求,替代热电联产环节,降低了运行成本,满足了未来综合能源系统发展需求。     

考虑跨区直流调峰的新能源参与电力平衡可信容量提升方法研究

“碳达峰、碳中和”背景下,能源转型和绿色发展迎来新机遇。合理制定新能源纳入平衡的方案,指导火电装机规划,对科学“减碳”具有重要意义。为此,该文以西北电网为例,研究提出了考虑跨区直流备用调峰的新能源参与电力平衡可信容量的提升方法。首先,结合新能源出力特性,分析了不同空间、时间下的新能源可信容量变化规律,分析降低保证率提升新能源可信容量的可行性。其次,分析了新能源参与电网平衡的机理,推导出在确定的火电装机降低预期下,新能源可信容量提升与直流跨区调峰之间的量化关系。最后,分析了西北、华东电网负荷的“错峰效应”,给出了跨区直流备用调峰的送端电网新能源参与平衡的方案。实例表明,直流参与跨区调峰后,可显著增加新能源可信容量、有效降低火电开机、增加新能源发电量,通过直流低频次、短时支援,进一步发挥特高压跨区直流资源优化配置作用,提高送端电网的清洁占比。该文所提方案兼顾电网供电可靠性与新能源消纳需求,可指导火电和新能源装机规划,加强科学“减碳”顶层设计,服务“双碳”目标落地。     

太阳能光热发电技术及国际标准化概述

正一、引言生态环境恶化和能源紧张使世界各国积极开发包括太阳能在内的新能源及可再生能源。太阳能光热发电是太阳能利用的重要方向,具有电力输出相对稳定、对电网冲击较小等优点,配合储热更可实现长时间发电。目前,槽式电站已有运行30多年的成功案例,光热发电的技术成熟度、稳定性和经济性已得到验证。     

考虑可信度的新能源及需求响应参与英美容量市场分析及思考

高比例新能源接入情况下,系统高峰时刻可靠容量不足会影响系统运行的安全,因此在能源转型的过程中应充分挖掘新能源及需求响应等灵活性资源在高峰时刻提供可靠容量的能力。基于美国和英国容量市场的机制设计,分别综述了新能源及需求响应资源参与容量市场及可信容量的计算方法。并结合中国的市场发展,从稳步推进容量市场化机制建设、设计适应于高比例新能源接入的容量市场化机制、构建全国各地协同的容量支持机制对我国未来建设容量市场进行了探讨。     

面向光热发电的太阳能短期预报技术

随着全球太阳能行业的迅猛发展,越来越多的太阳能以光热发电的形式被电网吸纳,准确地预报未来几天的法向直接辐射已成为光热项目并网和现场运行维护的基础。文中介绍了法向直接辐射的定义、国内电力工业标准、法向直接辐射短期预报方法、影响短期预报精度的要素和提高短期预报精度的方法,回顾了国内最新的研究进展,提出了当前研究中存在的问题,并对未来的研究趋势做了展望,以期对"十三五"期间太阳能热发电行业的发展提供参考。     

含多类型电源的电力系统光热发电效益评估方法

光热发电(CSP)在电力系统中发挥的效益与CSP的运行方式、储热时长等密切相关,合理评估CSP效益对CSP的发展具有重要影响。文中提出一种全面评估CSP容量效益、电量效益的等值年费用法,并计及了机组启停、储能电源跨日调节。对含有CSP的系统进行8760 h生产仿真模拟,比较CSP投运前后系统火电装机需求和煤耗的变化,评估CSP的容量效益和电量效益,进而评估CSP的国民经济性。对西北地区实际电网进行仿真,仿真结果验证了所提方法的有效性。研究结果表明:CSP的国民经济效益与CSP的投资、调峰方式、储热时长和新能源发电规模相关。相较于以光热发电量最大为目标的CSP不参与调峰运行,CSP参与调峰运行时其国民经济性更优。     

考虑浙江省电力市场发展的容量补偿机制设计研究

在中国大力推进“2030年碳达峰、2060年碳中和”的“双碳”目标建设的过程中,风电、光伏等新能源得到了广泛的应用,但同时也导致了以燃煤发电为代表的火电利用小时数持续降低,难以在电能量市场中回收成本的问题。针对浙江省的电力结构和市场现状,在多种容量补偿机制中选用直接容量补偿机制帮助浙江省燃煤发电机组回收成本,并设计了一套浙江省现实可行的直接容量补偿计算流程,对机组的有效容量、各类成本、市场收益和需补贴量进行计算。通过结合浙江省实际机组数据和未来发展预测,计算得到2025年和2030年不同入炉煤炭价格和上网电价情况下浙江省1 000 MW机组和600 MW机组的直接容量补贴电价标准,并对其特点和差异进行了分析,可以对浙江省及其他尝试建立直接容量补偿机制的省份提供借鉴参考作用,从而有效保障火电企业收益,提高电网安全性和灵活性。     

光伏光热互补发电系统多目标容量优化研究

将光伏发电和光热发电相结合,可以改善单独光伏发电可靠性低和单独光热发电成本高的缺陷。故提出一种针对光伏光热互补发电系统的多目标容量优化方法,旨在寻找平衡互补系统经济性和供电可靠性的最优折衷解。以张北地区的光伏光热互补发电系统为例,对其进行了容量优化,获得了帕累托最优解集,进而通过理想点法获得了最优折衷解,并通过敏感性分析研究了电负荷及容量参数变化对系统容量优化结果及性能的影响。结果表明,当太阳能倍数2.5、电加热器额定功率为74 MW、储热时长20 h、光伏装机容量82 MW和蓄电池容量为0时,互补系统有最优折衷解,相应的平准化度电成本和负载缺电率分别为1.06元/(kW·h)和5.57%。     

新能源极端出力特性及典型电力电量平衡场景研究

随着新能源发电占比的增加,电力系统的电力电量平衡呈现不确定性强、电力过剩/短缺交替出现等特征,给电力系统的供电可靠性带来了严重的影响。基于新能源出力实际运行特性和未来电源发展趋势,研究了含水电的新型电力系统的典型电源结构场景,并以此为基础,建立了电力电量平衡量化分析模型。通过算例结果量化了未来新能源发展场景下的典型电力电量平衡场景及系统灵活调节能力的需求,分析了新能源极端低/高出力对电力平衡的影响。研究可为我国新型电力系统构建提供决策参考。     

基于出力不均匀性的火电站电力电量平衡方法

电力电量平衡计算对电力系统中设计电站的今后运行和在线运行电站的负荷分配、备用容量配置具有重要意义,同时能为合理利用水能资源以及化石能源、减少资源浪费、环保减排起到指导作用。针对电力系统年、月、日内的负荷变化以及在线运行电站对应的出力运行情况,分析系统负荷与电站出力的不均匀性之间的相关关系,通过水电站弃水或火电站增加出力的方法将电力系统月调节系数控制在一定范围内,从而使电力系统在年、月、日内达到电力电量平衡。改进火电站群电力电量平衡计算方法,根据逐次切负荷法的计算原理,通过对单一火电站工作容量以及其调峰容量的嵌套式迭代计算,得到每座火电站年、月、日的出力过程。算例结果验证了所提方法的正确性、可行性和有效性。     

考虑光热集热单元的氢储能热电联供综合能源系统容量优化配置

氢储能技术具有零污染、效率高、来源丰富等特点,是太阳能高效利用的重要手段。但是当氢储能进行热电联供时,因热电耦合约束的存在,其供能灵活性较差。针对上述问题,设计了一种考虑光热集热单元的氢储能热电联供系统,将光热集热单元作为氢储能系统的额外供热源,以系统的供能经济性为目标,建立含光热集热单元的氢储能综合能源系统容量优化配置模型。以典型的综合能源系统热电联供为算例进行仿真,验证了光热集热单元对提升氢储能热电联供能力的有效性以及所提氢储能综合能源系统容量优化配置方案的经济性。     

光热-风电联合运行的电力系统经济调度策略研究

针对大规模并网风电出力的随机性、波动性以及反调峰特性给电网调峰和调度带来的影响,采用含储热的光热发电系统与风电联合运行的调度策略。利用光热与风电出力的互补性及储热的可调度性平抑风电出力波动,减小电网负荷峰谷差,降低火电调峰的成本,减少弃风。基于光热电站的运行机理分析,建立光热-风电联合系统的电网调度模型。采用粒子群算法对模型进行求解,实现经济调度的优化。通过仿真算例分析验证调度策略及模型的可行性和合理性。     

混合储能参与自动发电控制容量优化配置

储能装置参与调频具有成本高和寿命短的特点,需要进行容量优化配置来降低成本才能提高其实用性.以年综合成本最小为目标,根据白噪声随机扰动与风电扰动数据组成的区域控制偏差,对超级电容器和蓄电池共同构成的混合储能系统进行容量优化配置,并通过仿真验证所提容量配置策略的优越性.配置过程中对区域控制偏差进行分配时,采用超级电容器优先...     

含光热集热模块的先进绝热压缩空气储能系统容量配置策略

先进绝热压缩空气储能(AA-CAES)技术不但具有环境友好、成本低、容量大等优点,还拥有热电联储/联供的独特优势,并且能够与外接热源耦合运行。充分考虑AA-CAES电站的热电联储/联供特性,将光热集热模块作为AA-CAES系统的外部扩展热源,提出了光热集热模块耦合AA-CAES系统的优化规划模型。该模型除了计及影响光热集热模块各项实际运行效率的约束外,还综合考虑了AA-CAES电站的规划约束、运行约束以及AA-CAES电站备用出力约束等,并采用大M法对模型中的非线性项进行等价转换,将优化规划模型转化为能被常规商用优化求解器高效求解的混合整数线性规划模型。基于某地区的典型日数据和改进的IEEE 30节点系统进行算例仿真,仿真结果验证了所提模型的有效性。     

考虑多风电场出力相关性的风电容量可信度评估方法

风电容量可信度是衡量风力发电对电力系统可靠性贡献的重要指标,准确快速地计算风电场可信容量是含风电系统规划的基础。处于同一风区空间位置临近风电场出力具有相关性,采用Copula函数描述空间相邻风电场之间的出力相关关系,构建多风电场出力的联合概率分布模型。在此基础上提出出力相关的多风电场容量可信度评估方法,并采用截弦法计算得到风电场的容量可信度。以加入风电的IEEE RTS-96系统为例,仿真结果验证了所提方法的正确性和有效性。     

加州电力市场失败的教训

在电力工业的改革中,提供竞争的机会与保证合理而及时的调节之间的平衡是非常重要的。因为电力工业是国民经济的重要支柱,改革不当可能导致严重的社会和政治问题。美国加利福尼亚州最近发生的电力危机引起了全世界的关注,也引发了对放松电力管制及发电市场化的做法是否明智的质疑。文中首先分析了加州电力市场失败的原因,之后简要讨论了加州电力危机对亚洲开放电力市场的影响以及如何在电力市场环境下确保足够的发电容量。     

电力市场下AGC机组运行考核算法的研究

针对传统AGC机组运行考核算法的不足,在AGC投入时对机组的调节速率和调节精度进行实时的测定与计算,并且考虑了AGC机组的响应时间对调节速率的影响以及系统运行人员与机组责任的区分;对调节容量根据计划交易日的前日各电厂对AGC调节容量的申报值进行计算。根据各电厂的考评结果对次月参与考评发电厂的月度发电量计划进行调整,并给出计算的公式、流程图和算例,最后对本软件的实际应用情况进行了介绍。