国外促进新能源消纳的典型市场机制分析

新能源消纳问题正在困扰着中国电网,由于电源结构、电网输送能力、新能源增速等多重原因导致了中国弃风弃光问题日益突出。首先分析造成中国新能源消纳问题的主要原因,在总结新能源保障性消纳和参与市场2种消纳方式的基础上,介绍5种国外促进新能源消纳的典型市场机制,包括新能源发电预测、电量偏差处理机制、调峰机制、跨区跨国消纳机制、可再生能源配额制。结合上述国外市场机制,分析中国新能源消纳市场机制现状,最后从提升预测水平、建立市场机制、偏差电量处理、调峰辅助服务、扩大消纳范围等方面为中国新能源消纳给出具体建议。     

储能在山东电网中的应用前景展望

随着山东电网可再生能源比例不断升高,电力系统面临安全稳定运行压力加大、新能源发电消纳困难、高峰供电不足等问题。储能系统具有高效率、快速充放电、响应时间短等诸多优点,是构建能源互联网的关键技术,是提升电网安全运行能力、提高可再生能源消纳、优化能源传输的重要方法。结合山东地区电力系统现状和当前储能支持政策,从调频、调峰、跟踪计划出力、减少弃风弃光率等四个方面分析适合储能发展的应用模式,研究探索储能在山东电网发展的适用性、经济性和容量配置建议。     

可再生能源消纳责任权重下的新能源合理弃电率研究

随着电力系统中新能源比例的逐步提升,电力系统调节能力全面趋紧,若要实现新能源的全额消纳,不但要占用大量的调峰资源,降低电力系统的安全性和经济性,还将阻碍电力系统清洁低碳转型的步伐。从全社会综合用电成本的角度出发,结合可再生能源消纳责任权重目标的实现,提出一种综合考虑新能源开发成本和系统消纳成本的新能源合理弃电率计算方法,并通过仿真分析研究各省区目标配额要求下的新能源合理弃电率,系统研究合理弃电率的影响因素,为各地区高比例新能源电力系统规划运行提供参考。     

可再生能源消纳责任权重下的新能源合理弃电率研究

随着电力系统中新能源比例的逐步提升,电力系统调节能力全面趋紧,若要实现新能源的全额消纳,不但要占用大量的调峰资源,降低电力系统的安全性和经济性,还将阻碍电力系统清洁低碳转型的步伐。从全社会综合用电成本的角度出发,结合可再生能源消纳责任权重目标的实现,提出一种综合考虑新能源开发成本和系统消纳成本的新能源合理弃电率计算方法,并通过仿真分析研究各省区目标配额要求下的新能源合理弃电率,系统研究合理弃电率的影响因素,为各地区高比例新能源电力系统规划运行提供参考。     

西北大规模新能源消纳问题成因分析及综合应对策略研究

针对西北电力出现的大规模弃风弃光现象,分析了消纳问题产生的原因,给出了应对策略。通过不同层面、不同主体及不同环节的现状对比,分别从电网规划的系统性、源网建设的同步性及源荷发展的协调性等方面研究了新能源消纳的影响因素,从科技攻关活动、网源荷协调规划、电网调峰、电能替代、储能等几个方面给出应对策略。最后对电网新能源消纳提出具体建议。     

首届全国发电侧储能技术及应用高层研讨会在西安召开

正在新能源发电侧建大型储能电站具有规模大、设备单位成本低、土地建设投入少、电网配套投资低等优势,对快速、大范围地解决各地调峰调频资源不足问题具有现实意义,能够促进可再生能源消纳,缓解日益突出的弃风、弃光问题,提高电网安全稳定运行水平。     

可再生能源跨区现货市场技术支持系统设计

为了缓解日益严重的可再生能源弃风弃光弃水问题,国家电网公司组织了富余可再生能源跨区现货市场,通过利用市场化机制来促进可再生能源在大区域范围内有效消纳。设计了应用于可再生能源送端电网的富余可再生能源现货市场技术支持系统总体功能架构,阐述了与国调现货交易平台及日前计划系统间关系,分析了交易校核、市场出清规则库等核心功能的具体实现技术,实现了与国调现货交易平台协调运行的送端电网富余可再生能源现货市场支持系统。系统已在甘肃、宁夏等多地投入运行,为送端电网可再生能源参与跨区现货市场交易提供了全面技术支撑,提升了可再生能源跨区消纳水平与资源配置能力。     

跨区域省间可再生能源增量现货市场设计与实践

我国可再生能源分布与负荷存在不匹配的现象,可再生能源装机容量与市场规模在地域上的逆向分布造成弃水、弃风、弃光等矛盾突出。目前我国已实现全国电网互联,为大范围内消纳可再生能源发电提供了物理条件。为充分利用全网资源,并考虑到可再生能源出力只能在短时间尺度上实现较为准确的预测,文章设计了跨区域省间可再生能源增量现货市场的交易组织体系、交易模型、交易规则和技术支持系统,采用经济杠杆和市场手段来促进受端省份消纳可再生能源的积极性,以提高可再生能源消纳能力。在此基础上,国家电力调度控制中心开展了模拟运行,实践结果表明,跨区域省间可再生能源现货市场在促进可再生能源消纳等方面取得良好的效果。     

甘肃省新能源消纳问题研究与探讨

甘肃电网弃风、弃光问题突出,是社会关注的焦点。破解新能源消纳的难题,需要各方共同努力,采取多种措施,如争取外送份额、省内推广绿色能源替代、挖掘调峰潜力等措施提高清洁能源消纳能力。对甘肃新能源消纳问题进行了分析和探讨,希望今后甘肃新能源建设和电网建设能够协调发展,与社会经济发展同步,能够最大限度地发挥甘肃新能源的资源优势,为甘肃及全国提供优质、充足的清洁能源,为绿色、低碳及环保的社会发展作出贡献。     

我国可再生能源开发利用发展研究

介绍了我国可再生能源的开发目标和策略,分析了可再生能源利用技术、电力消纳及供热情况,针对工程建设中存在可再生能源容量缺口大、项目落地难、资源利用率低、电网接入和消纳能力有限、政策影响因素较大等问题,提出了统筹各类可再生能源协调发展,增加可再生能源在能源生产和消费中的比重,推动可再生能源分布式应用,加速对化石能源的替代,推动能源体系向清洁低碳模式转变。     

促进我国可再生能源电力发展的政策框架研究

在对世界各国的可再生能源政策体制和实践进行综合分析的基础上,结合我国的国情、法律体系、可再生能源发展状况以及我国电力工业发展与电力体制改革进程,分析各种促进可再生能源产业政策在我国的可行性,提出中国可再生能源发展分3步走的规划方案,初步分析各步骤之间的合理衔接,为我国制定和完善可再生能源政策提供借鉴。     

Transmission network expansion planning considering renewable energy target with Taguchi's orthogonal array testing

Nowadays, renewable energy resources are becoming more and more popular. The intermittent nature of renewable energy sources will affect transmission network expansion planning (TNEP). Consequently, this paper presents a new problem formulation and solution procedure for TNEP which can cope with the intermittent characteristics. Taguchi's orthogonal array testing (TOAT) is used to select the scenarios that represent the loads and renewable energy resource uncertainties. In this paper, a new index called the ‘renewable energy leak’ (REL) is proposed to evaluate the ‘unutilized or leaked’ renewable energy in the TNEP. For minimizing the investment cost of transmission network expansion, annual generator operation cost, and annual transmission line loss cost, the meta‐heuristic adaptive Tabu search (ATS) algorithm is used, while the system operating limits including the REL index are taken into account as the optimization constraints. The proposed procedure is tested in a modified IEEE Reliability Test System 79. The results show that the proposed method is efficient and promising. © 2014 Institute of Electrical Engineers of Japan. Published by John Wiley & Sons, Inc.     

考虑可再生能源消纳的CCHP微能源网优化配置模型

微能源网中电、气、热等多种能源相互耦合,其容量与运行协调优化是促进可再生能源消纳和提高能源利用率的关键。针对含冷热电联供系统(CCHP)的微能源网优化配置问题,首先分析了含电、气输入和电、热输出耦合的微能源网系统构架和能量流,提出考虑促进可再生能源消纳和提高能源利用率的运行策略,建立基于能量流的供热可靠性指标,然后建立考虑投资费用、一次能源消耗、CO2排放、供能可靠性的综合评价指标的含CCHP的微能源网系统容量和运行策略的优化配置模型。算例仿真结果表明,所建立的模型在保证系统供能可靠性下能够促进可再生能源的消纳并提高系统的经济性。     

世界新能源和节能产业政策进展及启示

合理有效的政策对于新兴的新能源及节能产业至关重要。简要回顾新能源和节能产业政策的形成历程,按新能源类别及不同的节能领域介绍该产业政策的进展状况,并且分析了新能源和节能产业政策的主要特点,结合我国的情况总结了这些政策所具有的启示性意义。     

考虑大规模可再生能源接入的输电设备检修计划

随着可再生能源的快速发展,对于高电压等级(500 kV及以上和部分220/330 kV)的输电设备检修计划编制,必须考虑可再生能源输送能力的保障。为此,提出了一种大电网输电设备检修计划编制方法。利用等效负荷的概率密度函数和日最小开机出力计算弃风电量,作为检修计划的优化目标之一;针对光伏、水电的特性分别提出适合其外送通道设备检修的时段。考虑输电断面运行安全,建立了基于多约束条件的大电网检修计划模型,采用混合整数规划方法对该模型进行求解。以实际电网的年度检修计划编制作为算例进行了验证。     

大规模新能源直流外送系统调相机配置研究

针对抑制送端电网暂态过电压的技术需求,首先分析了送端电网暂态过电压的影响因素;然后构建了直流外送试验仿真系统,基于机电暂态仿真,考虑分布式调相机及其分层分散配置的作用,分别提出了调相机集中和分散接入不同电压等级配置方案;最后通过对比各方案给出了大规模新能源直流外送系统调相机配置建议,研究结果表明在各新能源汇集站低电压等级侧分散配置小型化调相机,不仅可以全面解决送端系统的暂态过电压问题,还能进一步提高经济性。     

新能源汇集系统短路故障清除后的暂态过电压机理

新能源汇集系统交流短路故障后产生的非工频暂态过电压可能导致新能源机组大规模脱网甚至损毁,这已成为制约新能源汇集系统送电极限的决定性因素。基于华北地区典型新能源汇集系统构建算例系统,分析短路故障下的暂态过电压形态特征,阐明易产生暂态过电压的系统参数条件,建立数学模型进行定量研究,利用RLC电路的全响应理论解释产生暂态过电压的本质原因。分析结果表明,短路故障清除后新能源汇集系统的电路固有谐振过程是导致暂态过电压的主要原因之一。     

新能源大基地风光储容量协调优化配置

大型新能源基地需要协调配置风光火储容量以满足外送要求,其中火电容量及外送通道的容量通常预先确定,从而风电、光伏、储能的容量配置成为影响新能源外送效果的重要因素。为此,针对大型新能源基地,研究了风光储容量优化配置问题,提出了基于新能源外送可靠性的容量配置方法。基于需求侧的负荷曲线,提出了一种聚类方法来优化直流通道的计划传输功率;基于直流计划功率,提出了衡量新能源外送可靠性的送电置信概率指标;基于送电置信概率等约束,构建了风光储容量优化配置的基本规划模型。为了进一步保证在不同的场景下新能源能可靠外送,在基本规划模型的基础上加入场景分布不确定性,提出了风光储容量配置的分布鲁棒规划模型。考虑到分布鲁棒约束包含整数变量,提出了一种迭代算法用于该分布鲁棒规划模型的求解。实际算例验证了所提方法的有效性。     

面向网络节点的新能源高占比系统消纳阻力精细化评估

随着新能源装机容量的不断提升,新能源高占比系统弃风弃光问题严峻,开展新能源消纳问题研究,精确定位新能源消纳阻力对提升新能源消纳措施的制定有重要意义。文中提出一种面向网络节点的电力系统新能源消纳阻力精细化评估方法。首先,基于潮流追踪算法将网络节点潮流划分为常规机组注入、新能源注入和负荷流出三部分;其次,从网络节点角度建立调峰、调频及节点电压偏差约束与新能源消纳的数学关系模型,计及三者耦合关系分析网络节点弃电情况;然后,构建基于网络节点的新能源消纳阻力评估模型并求解,定位系统中新能源消纳的关键节点,明确各节点新能源消纳制约因素并量化新能源消纳阻力;最后,基于改进IEEE 39节点系统设计算例,验证了评估方法的有效性。所提评估方法可为电力部门采取措施以提升新能源消纳提供依据。     

Beyond 100 % renewable: Policy and practical pathways to 24/7 renewable energy procurement

Corporations are increasingly shaping the future of the electric grid by pursuing 100 % renewable energy goals that seek to match their annual energy consumption with an equal volume of renewable energy. The challenge of achieving a 100 % renewable electricity grid, however, is not only a question of how much renewable energy is built, but rather whether renewables can supply electricity when it is needed. One emerging approach to address this challenge is “24/7" renewable energy, which requires matching a corporation’s hourly energy demand with renewable energy produced in the same region and hour. This paper explores the evolution of voluntary renewable energy procurement goals, presents a practical framework for 24/7 renewable energy procurement, and suggests policy developments that would support wider adoption of a time-matched renewables procurement approach.