利用电动汽车可调度容量辅助电网调频研究

电动汽车既可作为可控性负荷,也可作为分布式电源,能够为电网提供可调度容量,参与调频等辅助服务。但该可调度容量受用户出行需求及电池损耗等因素的制约,不能无限制地调度。基于此,对电动汽车采取"分散接入,集中控制"的管理模式,首先基于用户出行需求及电池使用寿命等约束,对电动汽车可调度容量进行评估。进而建立了计及可调度容量的电动汽车集中管理器充放电静态频率特性模型,以单区域系统为例模拟了电动汽车参与负荷调频的作用效果。仿真结果表明,利用电动汽车可调度容量辅助电网调频,不仅可以快速有效地减小系统频率偏差,提高电能质量,还能减小传统调频机组的备用容量,进而提高电网经济性。研究电动汽车参与调频的作用效果时,用户需求及电池损耗是不容忽视的影响。     

Cost assessment of efficiency losses in hydroelectric plants

Some important real-time tasks of the independent system operator (ISO) are the monitoring and control of power system events (load deviations and contingencies). These events are usually managed by the ISO using operating reserve ancillary services. These services represent an additional capacity (MW) available in generators and some interruptible loads. Generators must change their operating points in order that this capacity can remain available. These changes might lead to efficiency losses in energy production. In systems with a high percentage of hydroelectric production, hydroelectric plants need to know the impact of ancillary services on their profits. This work therefore analyzes the cost of efficiency losses due to operating reserve availability in hydroelectric generators. A method to calculate this cost component is proposed using a unit commitment dispatch for a single hydroelectric plant. This dispatch is performed without considering the operating reserve availability and is compared with the traditional dispatch, which takes into account the availability of operating reserve. The proposal is used to calculate the cost of efficiency losses on a Brazilian hydroelectric generator. We found that the cost of efficiency losses can be considerable when compared to the incomes of a hydroelectric plant in the short-term market.     

电力市场中辅助服务的获取与定价

讨论了电力市场环境下辅助服务的获取与成本的分摊问题，简要介绍了国际上几个典型的电力市场中辅助服务的获取及其定价方法，在此基础上，对我国电力工业市场化后的辅助服务的获取和定价原则提出了一些看法，此外，还阐明了备用容量和主能量交易一体优化的思想以及确定备用容量的电价和电量电价的原则。     

旋转备用辅助服务的需求与调度

备用辅助服务关系到电力系统的安全运行和可靠性。旋转备用与能量市场有很强的耦合关系,其容量需求和调度分配受到了人们的广泛关注。该文采用和能量市场解耦的旋转备用辅助服务模式,提出了以系统旋转备用社会效益最大的最优备用容量确定原则和基于竞争的备用分配调度模型。文中采用启发式算法求解,算例的仿真结果说明了该方法的有效性。     

能源互联网背景下电网备用问题探索

能源互联背景下,可再生能源发电的增长与交直流特高压互联是我国电网的重要发展趋势,使得系统的事故备用与净负荷功率波动的备用需求显著增加.同时,负荷侧、储能及网间备用资源将成为传统常规电源备用的重要补充.国内当前基于"两个细则"的辅助服务分类与管理模式将难以适应未来电网运行备用的管理需求.为此,文章提出了基于功率平衡控制过...     

电力市场环境下运行备用问题的研究

运行备用作为辅助服务的一种，在维持电力系统的安全可靠性、提高系统运行质量，缓解高峰负荷电价等方面具有举足轻重的作用。在电力市场环境下，运行备用的获取和定价面临着许多新的挑战，相关研究工作散见于各类文献中，所探讨的内容主要涉及了：运行备用定价机制的框架性研究，发电侧对备用市场的决策响应与投标策略，可中断负荷管理和对停运成本的分析评估，以及如何制定出兼顾经济性和可靠性的定价策略等相关问题，对国内外在这些方面的研究工作做简要综述。     

发电侧电力市场辅助服务付费新模型

介绍了在电力市场环境下辅助服务的基本概念和作用。根据山东发电侧电力市场的试运行实践，建立了以辅助服务提供者调整能力和实际服务效果为评价标准的调频、调峰、调压和备用四种辅助服务的付费模型。同时，提出了辅助服务定额单价的确定原则。最后通过对有关市场数据的测算和相关影响因素分析，验证了其合理性和实用性。     

运用保险理论的备用容量辅助服务分散决策机理初探

摘要：电力市场中的备用容量辅助服务一般都是集中处理的，由系统运行人员确定并向备用容量供应商购买所需的备用容量，再把相应的费用分摊给用户。这种方法很难保证辅助服务的高效率，并会导致辅助服务市场中的投机现象。备用容量可以通过分散决策的方法由每个用户自主决定吗？如果可以，怎样使每个用户制定最优的辅助服务购买计划？如果采用分散的方法，即每个用户都尽可能最大化自己的利益，能否使其实现全社会效益最大？文中就这些问题做了基础性探讨，并针对两种情况进行了建模和分析：①通过要求电能供应商提高发电可靠性来减小用户电能被中断的风险，其中采用了“供给者保险”(provider insurance)方法；②假设市场有电能供应商、用户(被保险者)和备用容量供应商(承保者)3个参与者，用户和备用容量供应商就备用容量进行交易，并以两者间的保险条款促使备用容量供应商履行其责任。两种情况的研究均表明，一旦用户购买了适当定义的保险单，就会对承保者引入约束和激励，使其为自身利益而积极地提供用户所要求的可靠性或备用容量。同时，购买保险还可以使用户减少预期的停电损失，将风险转移到中立的承保者身上。文中还证明了所提出的分散决策方法能够达到社会效益最优。     

我国备用辅助服务市场设计及交易决策研究

随着我国电力市场的快速发展,作为电力系统重要成分之一的备用辅助服务仍有一系列问题亟待解决,如备用辅助服务的市场组织、指标量化和费用结算等。如何运用经济手段来运行备用辅助服务市场成为重中之重。基于此,在竞争电力市场环境下对备用辅助服务市场的实时运行设计方法和交易决策机制进行了系统研究和量化分析。首先,基于备用辅助服务市场与传统能量市场结算的分离,建立独立于能量市场的备用辅助服务市场结算模型和报价体系。此外,考虑完全竞争市场和不完全竞争市场,结合CIGRE32母线测试系统进行了情景模拟,进而检验正常和紧急状况下备用辅助服务市场结算模式和合同计划的适用性和合理性。     

电能平衡与辅助服务的辅助手段--期权

在电力市场交易中,如果发电商故意隐瞒可用发电容量或者抬高报价,将会损害辅助服务市场和实时平衡市场的竞争效率.如何确保有足够的发电容量用于这两个市场交易是电力市场的一个关键问题,同时也会影响到系统中的电能平衡和辅助服务的质量.为了解决这一问题,提出了基于期权的发电容量交易机制.电网调度者代表用户向发电厂购买发电容量期权;通过事前确定容量期权的价格和执行价格,电网调度者可以利用期权交易这一市场手段,获得调用机组剩余发电能力的权力,用于保证紧急情况下的系统运行.该发电容量期权交易还可取代现有的容量市场.     

考虑调峰辅助服务的热电联合调度方法

中国三北地区风资源丰富,但受制于热电联产机组以热定电的出力特性,在供热季节弃风严重。集中供热系统覆盖的范围大,管道容积巨大,储热能力与热惯性强,如能对集中供热系统加以合理调节,可对改善电力系统调峰、促进风电消纳起到显著效果。为了改变电网调峰能力不足的现状,中国各地陆续开展调峰辅助服务市场,以激励火电机组改造,提高灵活性,挖掘出力下限。在此背景下,针对考虑调峰辅助服务的热电联合调度方法开展研究,对供热系统进行了建模以刻画其动态特性,并在目标函数中计及了辅助服务的调用顺序。在省网规模的系统进行了仿真测试,验证了所提出模型的合理性,并计算了其在促进风电消纳方面的经济效益。     

电力市场中的备用问题

备用是辅助服务的主要组成部分,关系到电力系统的安全运行和可靠性,是电力市场重要的特征之一。文中在总结该领域主要研究内容的基础上,讨论了备用的各种分类方法、备用在电力市场中分类的趋势以及备用与可靠性的关系,并进一步介绍了与备用密切相关的可靠性指标的计算方法;备用的成本效益分析,包括成本效益计算思路和相关参数的获取;备用市场的运营、市场力的评估等当前研究相对深入的问题,并对一种特殊备用——可中断负荷,从可中断的容量、价格、时机等方面进行了综述。最后,提出该领域中急需研究的问题。     

百兆瓦级储能参与电网双重辅助服务调度的联合优化模型

电化学储能是高比例可再生能源电网提高灵活性与稳定性的有效资源之一.文中建立含电网侧百兆瓦级大规模电化学储能的多资源多辅助服务联合优化调度模型,在设计储能参与调峰与频率响应双重辅助服务调度原则的基础上,解决多时间尺度协同调度问题,进行频率响应中储能调控参数的影响分析与选择,提出联合调度的简化优化模型.利用迭代思想,将非线性优化问题转化为两阶段主子问题求解.算例结果表明,所提出的百兆瓦级储能参与电网双重辅助服务优化方法可充分利用储能资源,在提高频率安全水平的同时,增强可再生能源的消纳能力,提升系统运行的经济性.     

基于功率平衡控制原理的双馈风电机组辅助调频方法

高比例的风电并网给电网的功率平衡与频率稳定带来了严峻的挑战,如何充分发挥变速风电机组的有功备用潜力,研究风电场快速可控的调频控制方法成为提高风电消纳能力的关键问题。提出适用于全风速工况的变速变桨距风电机组的改进型有功控制策略,有效地实现了风电场响应电网功率调度指令减载运行并提供旋转备用。考虑风电场分散接入场景,针对机组跳机和负荷脱网等可监测的、大容量的单一扰动/故障事件,基于功率平衡控制原理提出风电场的辅助调频协调控制新方法,在电网功率发生突变时,根据风电场与扰动节点的最短电气距离,合理启动和分配不同风电场的紧急功率控制容量。仿真结果表明,所设计的风电场有功-频率控制方案能从降低暂态频率偏差幅值及减小频率恢复时间两方面,有效地提升系统发生扰动后的频率稳定性。     

计及灵活性储备的含风电多微电网系统分布式协调调控策略

高比例风电的接入和需求响应技术的应用对分布式架构下的多微电网系统有功功率动态平衡提出了更高的要求,有必要充分利用灵活性资源对系统进行协调调控.提出一种新颖的灵活性电池储备模型对多微电网系统灵活性备用容量进行评估,定义虚拟灵活性电池储备模型对风电场备用与需求响应负荷备用进行评估,充分挖掘其调频的潜在能力.在此基础上,基于一致性算法求解该模型下各微电网的功率分配,提出计及灵活性储备的含风电多微电网系统分布式协调调控策略,实现分布式架构下灵活性资源的协调优化.通过华东某地区实际数据验证了所提策略的有效性.算例结果表明,协调优化源-荷灵活性储备资源在保障风电消纳的同时,实现了分布式架构下系统的动态功率平衡.     

基于华中电网跨区电力交易的市场辅助服务研究

随着中国风电、水电等清洁能源的大规模开发利用及特高压工程建设的高速发展,跨区电力交易日益频繁且交易量逐年增长。大规模区外来电增加了受端电网的调峰、备用等压力,然而目前不参与受端电网辅助服务的考核和补偿体系。针对这一情况,介绍了华中电网电源及负荷特点,分析了跨区电力交易的现状;提出了跨区电力交易参与华中电网调峰和备用辅助服务的机制建议;根据所提机制,测算了天中等直流跨区联络线送电应分担华中电网调峰和备用辅助服务的大小。所提模型有利于建立跨省区辅助服务分担共享机制,进而缓解华中地区火电机组调峰压力,促进西北等地的清洁能源送往华中电网消纳。     

电力市场中辅助服务购买的动态规划方法

电力市场需要解决好辅助服务的交易问题。原始的辅助服务市场设计中按照服务的等级顺序从高到低进行购买 ,且不允许辅助服务之间的替代。针对这个问题 ,就一种改进的辅助服务购买方法进行分析 ,它对 4种辅助服务同时进行购买 ,并允许高等级服务对低等级服务的替代。同时把这个问题抽象成动态规划数学模型 ,采用动态规划方法进行求解 ,算例表明效果很好。     

促进灵活性资源的辅助服务市场分析

为了激励灵活性资源,电力市场辅助服务市场规则出现了许多变化,例如北美电力市场中辅助服务市场的机会成本、里程价格和运行备用需求曲线机制等。提出了辅助服务定价的一般公式,该公式建立了能量市场与辅助服务市场的关系,阐述了辅助服务市场规则的含义。以抽水蓄能电站为例,基于市场实际运行价格,定量估计了辅助服务市场规则对增加灵活性资源收益的作用。研究表明：所给出的辅助服务定价公式较好地解释了实际市场的价格数据,验证了辅助服务市场定价公式的正确性;里程价格给予灵活性资源更多的刺激,该部分收入约占总收入的10%,而机会成本并没有特别的激励;运行备用需求曲线及其附加电价机制是一种容量补偿机制,且其补偿力度非常突出;目前市场规则下,抽水蓄能电站的主要收益来自能量市场的套利,辅助服务的收益依然处于次要地位。     

福建电网建设抽水蓄能电站的必要性论证

分析了福建电网电源结构的特点和调峰现状。根据典型日和典型周尖峰负荷需求与尖峰容量平衡分析了福建电网对抽水蓄能电站的需求;并详细分析了抽水蓄能电站在福建电网中的作用及经济性。结果表明,抽水蓄能电站在2010年福建电网中的替代作用比较显著,在电力平衡中可充分发挥作用;建设抽水蓄能电站可增加调峰和各用容量,改善福建水电的供电质量,提高水电电能的利用,还可作为电网的调频、调相、事故备用、黑启动电源,对电力市场的安全和电网经营起重要作用。因此,福建电网建设抽水蓄能电站是必要的。