风光互补发电耦合氢储能系统研究综述

基于风光互补发电、电解水制氢、储氢、氢燃料电池等技术的风光互补发电耦合氢储能系统,以氢能为能源载体,是实现可再生能源-氢能-电能规模化应用的重要途径.介绍了风光互补发电、电解水制氢、储氢和氢燃料电池等关键技术的发展现状,对风光互补发电耦合氢储能系统中的离网型、并网型系统和容量配置优化等研究热点进行了分析,为风光互补发电...     

基于HOMER仿真的风光储互补发电系统容量优化配置研究

以系统总成本最小为目标函数，基于可再生能源发电混合系统优化仿真软件（Hybrid Optimization Model for Electric Renewables,HOMER），针对某工业园区的风光资源数据和负荷情况，进行了设备成本和参数设定。在获得的配置方案中，对比分析了并网型风光储、风光互补以及风储、光储发电系统的优化配置方案，分析其弃电率和经济性，验证了风光储系统的优越性，最终得到并网型风光储互补发电系统总净现成本最小的配置，并对其各设备的年发电量、系统可靠性及经济性进行了分析，可为可再生能源多能互补微电网风光储系统容量优化配置的研究提供参考。     

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。     

并网型风光储互补发电系统容量优化配置

本文利用蓄电池和超级电容具有的互补性,将蓄电池和超级电容混合储能应用于并网型的风光互补发电系统中,使风光互补发电系统满足电网的调度和规划要求。以系统成本最小为优化目标函数的HOMER仿真软件运算,对风光蓄发电系统容量进行初级优化。结合初级优化得出的蓄电池容量,利用遗传算法对蓄电池和超级电容混合储能系统进一步优化,从而获得最优系统容量优化配置。结合实例验证仿真和算法的合理性和可行性。     

一种并网型风光互补发电系统的建模与仿真

分析了风光互补发电系统的技术优势,设计了基于固态变压器结构的并网型风光互补发电系统。分别建立了光伏系统,风力发电系统,超级电容和蓄电池的模型,并分析各环节的控制策略,提出了基于平均功率的储能设备容量配置方法。仿真结果表明,该系统能模拟风光互补系统在不同模式下的运行特性,可以有效降低功率波动和维持电压稳定,并能在低光照强度、低风速等情况下为系统提供短时能量支撑。     

风光互补发电制氢系统仿真研究进展

对风光互补发电制氢系统的仿真研究进展做以归纳和总结,针对离网型和并网型两种风光互补制氢系统,分析了国内外的研究手段和方法。其中,考虑到氢气的去向和储能系统的组成特点,离网型制氢系统又细分为直接制氢系统、燃料电池/电解槽复合制氢系统和燃料电池/电解池/超级电容复合制氢系统等多种类型。总结了风光互补发电制氢系统的优化目标及算法。     

基于多能互补发电的日前优化运行评价方法

多能互补发电运行已成为提高新能源利用效益的新方向,对多能互补式发电特性的分析也显得尤为重要.根据多能互补发电系统的运行特点,结合互补发电评价指标与联合发电效益,建立了评价互补特性的微电网运行指标体系.基于该指标体系,从可靠性、稳定性、经济性三方面对风光水储互补发电系统进行分析.结果表明,风光水储互补式运行系统能实现风、...     

太阳能光伏在道路照明中的应用探讨

近年来太阳能光伏发电增长迅速,并在道路照明中得到应用。文中探讨了太阳能光伏在道路照明中采用的离网型太阳能路灯、市电互补太阳能路灯、风光互补路灯、太阳能光伏电站为路灯供电等4种不同应用模式的特点,对应用中存在的太阳能资源评估、太阳能路灯可靠性、集中控制、经济性、并网的安全性、蓄电池的维护和处理等问题进行分析,并提出相应建议。     

基于V~2控制方法双Boost-Buck单一逆变器的风光储分布并网/孤岛离网控制模式

目前边缘农牧区采用风光互补发电,由于通过各自逆变器运行,存在成本高、能耗高等问题。提出采用双Boost-Buck单一逆变器结构实现风光储联合发电共用直流母线方案,达到降低投资成本和运行能耗的效果。首先设计了基于V2控制双Boost-Buck变换器风光储联合发电的拓扑结构和电路,实现了输入电压在较宽范围内波动时输出电压仍然能够恒值控制的目标,同时采用电压斜坡补偿方法抑制了Boost-Buck电路自激振荡问题。接着基于蓄电池,制定了储能平抑风光波动、九宫分区跟随负荷、模糊充放电等控制策略,达到了风光储发电与逆变器无缝对接。其次基于风光储联合发电系统,进行了减小弃风光电量效益评估。最后基于风光储分布并网和孤岛离网控制模式,研发了软硬件装置,进行了仿真验证和试验测试。结果表明:逆变器输出电流具有良好的静、动态性能,同时实现了较好的经济性、有效性、稳定性和可靠性。     

含氢储的混合储能在风光互补发电系统中容量优化研究

由于单一的风力发电和光伏发电的不稳定性,以及传统蓄电池的高成本,都制约了新能源发电技术的发展,文中提出一种含氢储的混合储能在风光互补发电系统中容量优化研究,综合考虑风光互补发电系统运行的经济性和供电可靠性,以发电系统年均总费用和负荷缺电率为目标函数,建立所提风光互补发电系统的容量优化模型。基于HOMER软件设计算例,采用粒子群优化算法对优化问题进行求解。最后以某地的实时风光数据仿真,验证了该方法的经济性与可靠性。     

水风光互补系统碳电打捆交易技术及闭环回购策略

文中提出了一种发电企业碳电打捆交易技术及闭环回购策略,并提出了发电企业与用户之间通过签订“中长期电量+附加CCER(国家核证自愿减排量)”的合约交易模式,形成发电企业与用户之间的碳电打捆交易与闭环回购模式。同时,计入电力现货市场和碳市场,发电企业和用户均可以在碳电市场中出售电力或CCER提升其经济性。进一步以水风光互补系统为例,建立了一体化电站碳电市场交易效益评估模型和用户成本评估模型。最后,通过算例仿真,分析了水风光互补系统中长期市场和现货市场下的碳电综合效益,并评估了该碳电交易模式下的用户侧经济性成本。所提方法可以在增加发电企业综合收益、降低用户成本的同时,推动可再生能源消纳,促进电力市场与碳市场的协同发展。     

含径流式水电的风-光-氢多能系统合作博弈增益分配策略

在我国大力推进清洁能源示范基地规划建设的研究背景下，以风电、光伏、径流式水电、电制氢系统为研究对象，兼顾系统运行经济性与安全性，以运行收益最大为优化目标构建考虑系统上网电量互补指标的联合优化调度模型。基于转移电量建立改进的最大最小成本(MCRS)法合作增量效益分配模型。通过算例分析可得：通过合作运行各利益主体运行时可以较大幅度提高收益；风、光、水上网电价及其上网电量互补程度对风-光-水-氢多利益主体能源系统合作运行的增量效益影响较大；改进的MCRS法具备合理性，可兼顾公平性与高效性。     

促进间歇性可再生能源发电消纳的水电定价与能量管理策略

小水电站是电力系统中重要的灵活性资源,可以促进风电、光伏等间歇性可再生能源(intermittent renewable energy,IRE)的开发与利用.在此背景下,研究了促进IRE发电消纳的水电定价与能量管理策略.首先,根据小水电站的日调节能力,将其分为统一调度水电站(coordinately-scheduled...     

考虑输电断面限制的风-光-梯级水电站长期优化调度

针对风-光-梯级水电站系统中水电站电量外送因输电断面限制因素产生的严重弃水问题,结合风、光、水时序发电互补及梯级水电站发电、储能双重特性,建立输电断面限制条件下的多能源补偿调节长期优化调度模型。首先分析风电、光伏可再生能源季节性出力,根据风光出力预测值调整梯级水电站运行水位,实现水库储能并转移发电时段,同时采用逐步优化算法与水位廊道约束耦合方法求解以外送发电量最大为目标的调度模型。最后通过算例仿真,验证了本文模型的有效性和可靠性。     

考虑水光协调性与经济性的水电站优化调度

为降低光伏出力波动性、提高水光互补综合系统的电量效益,本文以西藏装机容量最大的藏木水电站与其拟规划的光伏电站为例,选择晴天、阴天和雨天三种典型日,以系统总出力波动平均值表征水光互补综合系统协调性,以水光综合出力电量效益、水电旋转备用补偿效益之和表征系统经济性,建立考虑水光协调性与经济性的水电站机组尺度优化调度模型,在枯水期典型日下,揭示系统协调性与经济性转换关系,分析水电、光伏发电日内运行规律。结果表明：水光互补综合系统协调性与经济性呈现明显的竞争关系,晴天、阴天和雨天三种典型日系统总出力波动平均值由3.5 MW降低至2.5 MW,相应经济效益分别减少0.62%、0.38%、0.22%。研究结果对提升水光互补系统协调性与经济性具有实际指导意义。     

大规模风光接入下梯级水电站调度方式研究

风光接入流域梯级水电系统联合打捆外送是解决新能源消纳难题的有效途径,但也使得传统面向单一水电系统的调度方式面临极大挑战。为此,本文系统研究大规模风光接入背景下梯级水电站在长期、日前和实时尺度上的调度方式,并以雅砻江流域锦官梯级多能互补调度为实例,系统评估互补调度效益和风险。结果表明：大规模风光接入背景下,大型水电站水库的中长期水位应提前并加深消落,以增加枯期发电量并减少汛期弃水;互补运行能提升系统调峰能力,且调节水电日出力过程可缓解外送通道竞争;充分发挥梯级水电站的联合调度作用,能分别在日前和实时尺度上对风光功率进行电力补偿调节,弥补风光预测不确定性导致的发电偏差,提高供电可靠性。     

考虑碳减排的发电商电量上网机制设计

现行的发电商上网电量基本上是按发电容量等比例确定,而上网电价则实行统一的“标杆电价”。基于碳排放约束下总上网电量发电成本最小原则,设计寡头发电商的上网电量分配机制与上网电价机制,并与现行的电量上网机制进行数值分析比较,分析结果表明：（1）新机制可诱导发电商真实地报告自己的成本类型、以保证碳排放约束下总发电成本最小目标的实施;（2）相对于现行的等比例电量上网机制,新机制有利于减排CO₂,且在相同排放水平下可节省总的发电成本;（3）新机制下低排放发电商电量优先上网,且可促使高排放机组逐步退出市场。     

含可再生能源的电力系统周优化运行策略

为协调各机组月度合约电量的完成,研究并建立包含风、光、梯级水电和火电的多源混合电力系统周优化调度模型,提出含月合约电量分解、周优化调度和日前优化调度的滚动协调调度模式,分析影响周优化调度的来水因素和滚动模式因素。算例结果表明,在蓄水期来水较丰时,引入周优化调度可以合理分配梯级水电站的水资源,提高梯级水电站综合运行效益,协调各机组月度合约电量的完成。     

考虑不确定性的小水电代理竞争市场均衡分析

在小水电资源丰富的省(自治区、直辖市),小水电参与市场竞争会更有利于发挥市场优化配置资源的作用。但是,由于小水电自身的特性,参与市场会面临较常规水电站更大的电量不确定性风险;此外,数目众多的小水电站单独参与市场会使得市场复杂化。为此,文中针对小水电参与市场竞争的方式开展研究,提出了小水电采用代理参与市场的方式,建立了考虑来水不确定性的供给函数均衡模型,并采用随机模拟技术和优化算法求解,最后通过对市场均衡状态的分析,验证了小水电代理机制的有效性和合理性。     

电力市场环境下含风电机组的环境经济调度模型及其仿真

电力市场环境下的传统经济调度不考虑环境补偿因素。文章在传统经济调度的基础上,考虑各机组和各种能源的环境成本,提出了火电机组名义环境补偿成本,用电方不需实际支付费用,发电方排污特性越好,火电机组的名义环境补偿成本越低;同时考虑了风电备用容量补偿成本,反映风电接入系统后火电热备用容量的变化;建立了电力市场环境下含风电机组的环境经济调度模型。基于Matlab优化工具箱,对一个包含2个火电机组和1个风电机组的系统进行优化仿真,结果表明：基于所提出的模型,环境友好的发电机组或能源将获得更大的调度权重。