考虑平衡风电出力偏差的风电-抽水蓄能联合运行模式研究

风电出力的实际值与预期值的偏差较大会对电网的安全稳定运行带来冲击,从而制约风电大规模并网。为解决这一问题,文章提出在电力市场环境下通过风电-抽水蓄能联合运行的方式来弥补风电出力偏差。在研究独立运行模式的基础上建立联合运行模型,研究两种模式下抽水蓄能电站的经济效益以及联合运行模式的综合效益。算例分析验证了风电-抽水蓄能联合运行模式在技术上与经济上的可行性,联合运行模式虽然在一定程度上减少了抽水蓄能电站的电量收益,但实际综合效益比独立运行模式的经济效益有大幅度提高。     

计及风电出力不确定性的抽水蓄能-风电联合优化调度方法

摘要： 研究适用于风电大规模接入系统的抽水蓄能-风电联合运行优化调度方法对于系统的安全稳定运行具有十分重要的意义。结合风电场及抽水蓄能电站的运行特性,提出了一种计及风电出力不确定性的抽水蓄能-风电联合优化调度方法。利用风险约束理论来描述风电出力的不确定性,将抽水蓄能作为一种平抑风电出力波动性的手段纳入到调度体系之中,以此为基础,研究构建了一种计及风电出力不确定性的抽水蓄能-风电联合优化调度模型,并提出了一种基于改进离散粒子群算法的模型求解方法。基于10机算例的仿真验证了所提方法的正确性和有效性,结果表明,与传统调度方法相比,该方法可以有效提升系统的经济效益。     

考虑风电出力不确定性的风电-抽水蓄能互补系统短期优化调度北大核心CSCD

风电和抽水蓄能电站联合运行可以平抑风电随机波动、提升风电消纳率。文章针对多个风电场的出力不确定性,采用概率性序列方法进行处理,提出了一种基于厂网协商机制的风电-抽水蓄能联合调度模式,并建立了基于机会约束规划的风电-抽水蓄能互补系统短期优化调度模型。模型以风电-抽水蓄能互补系统总发电收益最大为目标,综合考虑了抽水蓄能电站的水力约束、机组运行约束和系统功率平衡约束。为提高模型求解效率并获得全局最优解,文章将原模型转换为混合整数线性规划(Mixed Integer Linear Programming,MILP)模型,最后使用商业化求解器LINGO进行求解。优化调度结果表明,抽水蓄能电站能够很好的补偿风电出力的波动性,并显著提升互补系统的总发电收益。     

基于Multi-Agent遗传算法风电-抽水蓄能联合优化运行

文章以经济和环境的综合效益最大化为目标,建立风电-抽水蓄能联合优化运行模型,考虑抽水蓄能机组和火电机组的各种运行限制,研究不同权重因子下电网效益、风电利用率和机组的出力情况,并研究了求解所建立优化模型的多Agent遗传算法,通过算例仿真验证所建模型及方法的有效性和实用性。结果表明风电场与抽水蓄能电站配合,可以降低风电对电网的影响,提高电网消纳风电的能力,还能够对火电厂机组功率起到平滑作用。     

风电与储能联合运行的碳减排效果

在全球能源危机和环境污染的背景下,风电—储能联合运行系统对电力行业的节能减排有重大影响。将风电和储能变量同时引入供给函数均衡模型来模拟风电—储能联合运行系统提供的基荷电量,并在此基础上通过情景分析分别估算了发电企业在风电系统、储能系统及风电—储能联合运行系统3种情景下的污染气体排放量。结果表明,各发电企业在利益最大化目标的驱使下将不断增加储能量,使得联合运行系统比单独的风电或储能系统具有更高的排放量,且排放量的大小受储能容量的影响。     

我国抽水蓄能电站与风电场联合调峰交易模式设计

风电的反调峰特性要求我国加强调峰电源建设并优化其运营,抽水蓄能是经济有效的调峰调频工具之一,优化现有抽水蓄能电站运营模式是促进短期内风电大规模并网的有效手段。综合考虑我国抽水蓄能电站与风电场联合调峰交易模式发展与管理现状,从交易管理机制、运行平衡机制、安全机制、结算机制与市场监管机制5方面,系统研究了抽水蓄能电站与风电场联合调峰交易模式设计问题,并构建了抽水蓄能电站与风电场联合调峰交易保障机制,为我国抽水蓄能电站与风电场联合调峰交易提供了借鉴和参考。     

常规水电在风电功率平抑控制中的应用研究

水电具有低碳环保、启停迅速、出力调节方便等优点,具有一定蓄能功能。为了改善风电的并网性能,提出了一种基于常规水电的风电功率平抑技术方案。在建立常规水电与风电联合运行系统模型的基础上,给出了基于风电出力的水电互补调度策略和功率平抑控制算法。以典型风电场为例,采用该功率平抑控制方法进行风水联合仿真运行分析,结果表明,该技术方案和控制策略是可行、有效的。水电的装机容量越大,功率平抑的效果越好。     

基于动态离散电价协约的风电-抽蓄联合日运行优化研究

鉴于风电场和抽水蓄能电站联合运行是电网提高风电消纳能力的有效方式,提出了风电-抽蓄联合与电网签订并网电量和多种动态离散成交价格的协约交易方式,建立了风电-抽蓄联合系统经济效益最大化为目标的调度模型,利用改进粒子群算法求解模型,得到联合系统的最优运行调度计划,分析协约条件对联合系统运行和收益的影响,进而通过实例仿真几种风电场典型日场景。结果表明,所提运行模式有助于减小弃风;降低基本并网功率、增大并网功率范围,可增加联合系统的收益。     

考虑N-1安全约束的风—火—蓄联合优化调度模型及仿真

为缓解风电随机性对系统安全运行的影响,引入风电惩罚成本,建立了风电与抽水蓄能电站联合调度优化模型,模型以总发电成本最小为目标函数,考虑了N-1条件下的网络安全约束及风电、火电、抽水蓄能等一系列约束条件,并采用简化N-1安全验证的方法,提高了求解效率。以改进的IEEE30节点系统作为仿真系统,分析了不同情景下系统调度结果。结果表明,所提模型可防止因机组出力调节不及时带来的线路越限问题,并在满足相应的安全约束条件下,可有效降低系统运行成本,减少弃风。     

梯级水库等效蓄能在风电消纳中的应用

风电并网容量的不断增加,使得电力调峰变成了电力系统消纳风电上最为关键的制约因素之一。针对这一现状,通过深度挖掘梯级水电站之间的反调峰能力,利用梯级水库的可调库容,实现可再生能源过剩时水电厂少发而前者不足时后者多发的效果,即等效成为一个虚拟的抽水储能电站来提高电网的调峰错峰能力和响应特性。最后以考虑区域电网调峰最优化为目标,在现有电网结构不变的情况下,考虑梯级电站的工况转移限制约束,建立了面向风电最大化消纳的梯级电站等效蓄能模型,并以我国西北某地区为例进行分析和验证。     

基于风电消纳的多类型储能系统联合经济调度

为使电力系统尽可能提高风电接纳能力,建立了基于风电消纳的实时失调成本模型,考虑到安全性、环保性,分别构建了基于风电-火电调度总成本模型和基于风电-火电-联合储能系统调度总成本模型,并采用HS-PSO混合算法求解调度总成本模型。算例仿真结果表明,抽水蓄能电站、蓄电池和超级电容器混合储能系统在增加经济效益、提高风电接纳能力方面优势明显;同时验证了储能系统容量与弃风率的关系,为含风电并网运行的系统经济调度提供了依据。     

风电-抽水蓄能联合系统的优化运行研究

抽水蓄能和风力发电互补系统可以有效抑制风电功率的波动,为电网提供优质电能.为了确定各时段的风力发电机和抽水蓄能电站的出力状态,实现优化控制,文中从经济效益、电能质量和综合效益3个角度建立了优化模型,并利用遗传算法进行仿真计算.仿真结果表明：经济效益模型可以实现最大经济效益运行,对风电波动有一定抑制作用;电能质量模型可以使互补系统的输出功率平滑,输出功率标准差很小,但是经济效益会下降;综合效益模型考虑了电能质量的约束条件,在满足电能质量要求的前提下,实现最大经济效益运行,是综合考虑电能质量和经济效益后的一种优化运行策略.     

风电场中抽水蓄能电站的优化配置

为解决电力系统接入风电容量超过一定比例后引起的调峰及弃风问题,改善风电场功率输出特性,可采用与风电场配套建设抽水蓄能电站的模式。在建立风电场及抽水蓄能电站运行模型的基础上,以风电—抽水蓄能电站经济效益为目标,采用一种新的自适应遗传算法对风电—抽水蓄能电站的最佳容量配比进行求解。通过对一实际算例的仿真,表明配置适当容量的抽水蓄能电站可提高风电场的综合效益。     

节能调度环境下风电、水电与抽水蓄能电站联合运行优化模型及应用

为吸纳弃风、增加风电并网量,基于节能发电调度办法,以发电产生的燃煤成本、机组启停成本及污染排放成本最小为目标,提出了风电、火电联合运行优化模型和风电、火电与抽水蓄能电站联合运行优化模型。算例分析表明,与选择火电作为风电备用服务相比,当选择抽水蓄能电站作为备用服务时,燃煤发电成本、启停成本及污染排放成本明显降低,弃风被完全消纳。选用抽水蓄能电站作为风电备用服务具有显著的环境效益。     

考虑风电不确定性的电热系统经济调度

随着风电等新能源大规模并网,其出力的不确定性给电力系统日前调度带来很大挑战。传统的研究方法多是假设风电功率预测误差服从某种概率分布,但风电功率预测误差受到多种因素影响,概率分布模型无法准确描述其特性。为此,采用基于神经网络的组合预测方法对风电功率误差进行建模,再将预测的风电误差加入到包含热电机组、火电机组、风电、储热装置和电锅炉的热电联合优化调度模型中,最后以实际的10机系统为例进行仿真,分析了风电预测误差对机组出力、风电消纳及调度成本的影响。结果表明,与传统方法相比,所建模型可减少机组燃煤成本与旋转备用成本,降低了经济调度成本,提高了风电消纳水平。     

国外抽水蓄能电站发展概况及相关启示

日本是全球抽水蓄能电站装机容量最大、装机比例最高的国家,韩国、西班牙、法国、德国、意大利等国家的抽水蓄能电站装机比例也均接近或者超过5％。日本的抽水蓄能电站已逐步发展成为电力系统的管理工具,韩国将其用于满足调峰填谷、事故备用、提高电网运行效益,西班牙利用抽水蓄能电站独有的填谷功能进一步促进风电的发展．德国消纳大量风电的主要措施之一就是配置较高比例的抽水蓄能电站。抽水蓄能电站的规模配置主要与地区经济发达程度、区域负荷特性、电源结构、互联系统调峰支援能力等有关,建设条件、建设成本和系统其他调峰手段的经济性也会影响到抽水蓄能电站的建设规模。我国正步人抽水蓄能电站快速发展期,应将其纳入电力中长期发展规划．按照区域电网进行统一配置,并将抽水蓄能电站提供的各项功能纳入系统辅助服务补偿范畴。     

干旱气候下基于风电并网的抽水蓄能电站经济调度模型

抽水蓄能电站配合风电出力有利于降低风电并网对电力系统的影响、提高电能质量、促进大规模风电并网,考虑到干旱气候可能制约抽水蓄能系统的发电和储存能力、进而影响风蓄联合系统的发电调度,以发电总可变成本的最小化为目标函数建立了基于风蓄联合系统的线性规划模型,评估了干旱气候对风蓄联合系统发电调度的影响,并利用变搜索半径优化的粒子群算法对模型进行求解。研究结果表明,干旱气候对风蓄联合系统的发电调度有较大的影响,且干旱气候可能促使系统二氧化碳排放量的增加,系统存储电能能力较强时,风电能有效促进二氧化碳减排;此外,算例分析还验证了所建模型的有效性。     

风电和抽水蓄能电站参与下的机组组合优化问题研究

为研究风电并网环境下考虑抽水蓄能电站在内的机组组合问题及系统最优调度策略,从系统角度出发,以运行成本最小化建立目标函数,结合各类电源的技术特性和系统的运行实际建立约束条件,并利用混合整数算法对模型进行优化计算。通过10机组系统的算例分析,得出常规火电机组、风电以及抽水蓄能电站的最优调度策略。运行结果表明,抽水蓄能电站参与系统运行有提高风电并网水平、减少火电机组的燃料成本和启停成本、可使电网负荷曲线趋于平稳三方面的效益。     

风力发电系统输出功率随机波动的仿真分析

针对当前风力发电系统输出功率随机波动的问题,以永磁同步风力发电机(PMSG)与直流侧储能系统(钒氧化还原电池)整合的风力发电系统为基础,进行数字仿真建模,采用MATLAB/Simulink软件对固定负载,变化风速工况;固定风速,负荷瞬变工况;风速和负荷同时变化工况;进行了仿真试验和分析。结果表明,对于采用储能技术的风电场并网功率随机波动的平抑控制,可以利用蓄电池的充放电特性,在风速变化以及负荷瞬变时进行功率平衡的调节。