基于电锅炉的热电厂消纳风电方案及其国民经济评价

针对当前中国"三北"电网在冬季供暖期面临大量弃风的问题,提出了热电厂通过配置电锅炉来解耦其"以热定电"约束,进而降低强迫出力消纳弃风电力的方案。文中介绍了方案的基本运行原理,讨论了方案实施的机制条件,建立了评价方案节煤效益和国民经济性的数学模型,分析了其影响因素。理论和算例分析均表明,在当前国内"三北"地区各弃风严重的电网中,实施该方案具有明显的节煤效果和国民经济可行性。     

风电供热提高低谷风电消纳能力评估

随着中国风电开发利用规模持续扩大,风电并网运行和市场消纳已成为风电发展的制约因素,特别是在冬季夜间负荷低谷时段．受热负荷影响．风电弃风问题尤为突出。在中国东北、西北等风能资源丰富、冬零采暖期长、热电联产机组比重高的地区开展风电低谷供热。对于促进风电消纳、缓解风电冬季运行困难具有重要作用．中国已经开展风电供热试点。研究了风电供热的原理,并结合风电供热实践特点,分析了风电供热的运行特点、风电供热对于提高低符风电消纳能力的作用以及风电供热的前景．结合案例对风电供热提高风电消纳能力的作用进行了定量分析。案例研究表明,风电供热有利于提高低,谷风电的消纳能力,但就中国目前风电供热运行特点而者,其提高低谷风电消纳能力的潜力有限．要完全解决低谷时段的风电消纳问题还需要考虑其他措施。     

基于蓄热电锅炉的风电消纳效益研究

针对"三北"地区电网冬季供暖期面临着大量弃风问题,提出了蓄热电锅炉的风电消纳模式,介绍蓄热电锅炉的风电消纳原理,进行了环境、经济效益分析,结果表明,采用蓄热电锅炉进行风电消纳,既能解决弃风问题,又能解决煤炭供热污染物的排放问题,使用风电替代传统煤炭供热,每年可节煤5 799.22t,减少CO210 195.78t、SO25.70t、NOx41.95t和烟尘1.92t排放量,在补贴风电场利用时间的前提下,项目资本金净利润率可达24.62%,环境、经济效益显著。     

三种弃风消纳方案的节煤效果与国民经济性比较

蓄热、风电供热和抽水蓄能是当前三种可行的弃风消纳方案。为比较三种方案的优劣,建立了评价节煤效果和国民经济性的相关模型,并进行了理论与算例分析。结果表明,在当前东北—华北—西北(简称"三北")地区严重弃风的情况下,三种方案均具有很好的节煤效果和国民经济性;但蓄热方案提供单位容量风电接纳空间的投资最少,且节煤效率(消纳单位弃风电量时的节煤量)最高,因而具有更好的国民经济性指标及承受未来弃风不确定性风险的能力。     

蓄电池协调电锅炉消纳弃风控制策略

为减少弃风,将风电以电锅炉风电采暖的方式接入电网,并引入蓄电池储能装置,建立蓄电池协调电锅炉消纳弃风小型电力系统模型,提出蓄电池协调电锅炉消纳弃风联合控制策略。利用DIgSILENT/PowerFactory仿真软件,通过控制电锅炉与蓄电池,对比分析系统加入控制策略前后弃风消纳的情况。仿真结果表明,该控制策略能有效促进系统对风电的消纳。     

基于协调负荷调度模型的蓄热采暖解耦方法

中国“三北”地区冬季受煤电机组供热期、水电机组枯水期、风电机组大发期的相互叠加影响,出现巨额弃风和环境污染问题。将具有可控特性的蓄热电采暖作为调峰调度资源,在调峰困难时段降低CHP强迫出力并实现移峰填谷,增加风电冬季上网空间,形成源荷互动的负荷调度模式。首先研究CHP机组电-热耦合特性,然后构建风电-蓄热补偿的热电解耦方案,以系统运营成本最小和系统污染排放量最小为目标建立多目标负荷调度模型,最后采用修正多目标粒子群算法对模型进行求解,通过小生境技术保持Pareto解集的多样性。算例结果表明所构建的电锅炉蓄热式调度方案可以有效消纳风电,达到环境和经济指标的综合最优,具有较好的应用前景。     

中国风电运行消纳相关问题研究

随着中国风电高速发展,风电消纳能力不足和弃风问题已成为社会关注的焦点,也是新能源发展中亟需解决的问题.在对比欧美国家风电发展特点的基础上,分析中国风电发展速度快、大规模集中开发、高电压、远距离输送且间歇性及随机性明显等特点.指出电源结构性矛盾和跨省跨区电网输送能力不足是影响中国风电消纳的主要原因.从跨省跨区电网建设、优化电源结构和完善配套政策等方面提出了发展思路.     

东北供热机组对新能源消纳的影响分析及热电解耦措施EI北大核心CSCD

"三北"地区冬季供热期新能源消纳矛盾突出,供热机组装机容量大、冬季受供热约束调峰能力差是造成弃风弃光的主要原因。基于东北地区的调研数据,第一次量化分析了供热机组装机发展和调峰运行对新能源消纳空间的影响,提出能够提高供热机组运行灵活性的4种热电解耦措施,在对不同热电解耦措施的风电消纳能力和煤耗水平分析对比的基础上,提出了目前可行性和推广性较高的热电解耦措施建议。措施的实施对释放系统灵活性、提高新能源消纳能力具有积极的意义。     

风电供热价格机制研究及经济性分析

研究了影响风电供热经济性的主要因素和风电供热的价格机制,并结合案例对风电供热的经济性进行了分析。研究结果表明,对于目前的单位面积售热价格、售热量、热力站投资,核算热力站与风电场整体经济性比单独核算热力站经济性更为合适。在单位面积售热价格、售热量、项目投资一定的情况下,要保证热力站与风电场整体经济性,热力站可承受的购电电价不能高于一定值,可通过补贴热力站投资等方式保证风电供热项目的经济性。     

东北地区风电运行消纳形势及原因分析

2013年我国风电运行消纳形势总体向好,东北地区风电消纳有所改善。提出了风电并网容量与本地消纳能力比例、风电增长速度与本地负荷增长速度比例、风电并网容量与灵活调节电源比例等关键性指标,对2010—2013年东北地区风电运行消纳现状进行客观评估,分析风电弃风的主要原因,展望2014年东北风电运行消纳形势。分析表明,东北地区风电大规模发展与本地消纳能力、与系统调峰能力不匹配是当前弃风的主要原因。加快跨区电网建设、扩大风电消纳范围是解决东北地区风电消纳问题的根本途径。     

含风电集中供热的电力系统优化调度分析

针对"三北"地区弃风严重的现象,结合丹麦消纳风电的经验及我国调度模式,提出了风电集中供热方案。在综合考虑风电出力的不确定性、系统稳定性等约束条件的情况下建立了含风电集中供热的电力系统优化调度模型,在求解方法上构建了一种免疫遗传-拉格朗日松弛混合算法。通过算例仿真,不仅验证了该算法良好的收敛性和稳定性,也验证了风电集中供热方案对风电消纳的积极促进作用。     

弃风供暖模式下风电接纳能力评估及效益分析

弃风供暖是解决风电接纳难题的有效途径,可缓解“三北”地区弃风严重问题。首先介绍储热式电采暖接纳弃风的运行模式,然后基于时序生产模拟方法建立弃风供暖模式下风电接纳能力评估模型,并以某省级电网为例,对不同电采暖运行模式下风电接纳能力进行评估分析,最后,基于中国现有弃风供暖模式和结算模式,定量分析了热电厂、风电场、电网企业、全社会各方经济主体利益以及全社会碳减排情况。案例分析结果表明,弃风供暖不仅可以提高风电接纳能力,还具有良好的环境效益,但是其提高的风电接纳的空间有限,且除绑定风电场之外的其他经济主体的收益不明显。     

考虑用户舒适度的蓄热式电采暖参与风电消纳的多目标优化

随着双碳目标的提出,大力发展新能源、降低碳排放将是未来能源发展的主线.由于新能源装机容量快速增长,电网消纳形势日趋严峻.为了消纳大规模风电的弃风功率来提升电网的调峰能力,文章提出了基于NSGA-Ⅲ算法和考虑用户舒适度的蓄热式电采暖参与风电消纳的多目标优化模型.首先,分析了蓄热式电采暖的工作特性及参与风电消纳的运行机理,...     

风电、蓄热式电锅炉联合供暖调度鲁棒优化模型

为缓解风电不确定对系统消纳风电的影响,提高风电利用效率,引入鲁棒随机优化理论,以风电、蓄热式电锅炉组成供热系统,建立了考虑风电不确定性的风电供暖调度优化模型。首先,分别构建了风电出力功率模型和蓄热式电锅炉负荷需求模型;然后,应用鲁棒随机优化理论刻画风电出力不确定性,并分别构建了风电出力确定性和随机性条件下风电、蓄热式电锅炉供暖调度优化模型。最后,以我国北方某城市风电供暖项目进行实例分析,结果表明：鲁棒随机优化理论能够有效刻画风电出力不确定性,为不同风险态度决策者提供了决策工具;风电、蓄热式电锅炉组成的供热系统能够实现供暖负荷灵活参与电力系统调度,有助于增加系统风电消纳能力,降低弃风电量,具有显著的经济和环境效益。     

基于鲁棒扰动观测器的弃风供暖系统

针对大范围弃风和全球变暖等问题,考虑风力发电的不确定性,提出了一种基于鲁棒扰动观测器的风机供电系统控制策略。首先针对风机供电系统进行建模并利用基于泰勒级数展开的扰动观测器消弭系统中存在的参数不确定和未知风力发电波动。其次应用了基于PLC和WinCC的分布式电锅炉供暖控制方法。最后通过仿真验证了所提方法的有效性。     

促进风电消纳的需求响应与储热CHP联合优化模型

传统调度方式下系统调峰能力不足,风电弃风严重。先采用需求侧管理调控负荷的方法削峰填谷、降低负荷谷时段风电弃风,再在需求响应的引导下,通过对热电联产机组(CHP,combined heat and power)处储热环节的控制,解耦以热定电刚性约束,增强系统调峰能力。以系统煤耗量最小为优化目标,构建了包含需求响应、储热的电热联合优化调度模型。算例采用粒子群算法进行优化求解,模拟结果表明:本方法既能有效减少风电弃风,又能降低系统煤耗。     

基于可控负荷提升风电接纳能力的优化调度

针对我国“三北”地区冬季供暖期的高热负荷、低电负荷问题,在构建多区域热电厂侧配置蓄热式电锅炉作为可控负荷的热电联合调度模型的基础上,利用改进的粒子群优化算法迭代寻优,对弃风电量供热、风电就地接纳、风电并网水平等问题进行探究。建立计及弃风因素与可控负荷影响的电网优化调度的双层优化模型:上层优化是可控负荷的负荷优化问题,通过优化调度可控负荷的方式,以可控负荷购电成本最小化为目标;下层优化是电网的发电优化问题,通过电网调度的方式,以全网发电成本最小化为目标,为上层优化提供电网实时电价。对所建模型进行算例仿真,通过KKT条件将双层优化模型转换为具有均衡约束的单层优化模型后使用MATLAB软件优化求解。结果表明:在负荷低谷的弃风时段蓄热及区域间协调送电供热能够高效利用蓄热罐的蓄放热能力,提升风电接纳与优化机组成本。