考虑热电联产调峰主动性的电热协调调度

挖掘热电联产机组的调峰能力可以有效改善中国“三北”地区的弃风问题。调峰补偿机制是激励热电联产主动参与,电网调峰的有效手段。在考虑调峰补偿的前提下,对热电联产机组参与电网调峰进行研究。首先,计及热力系统复杂供热约束的影响,建立热电联产机组的可用调峰容量和调峰成本评价模型,可以反映热电联产调峰中的供热依赖特性和时序耦合特性。然后,基于热电联产调峰成本及调峰补偿机制,提出考虑机组调峰主动性的电热协调调度方法,相较于传统的垂直一体化电热协调调度,所提出的方法可以反映热电联产在经济手段激励下主动参与电网有偿调峰的意愿。最后,通过算例分析研究了热电联产机组的可用调峰容量和调峰成本的影响因素,并验证了所提出的调度方法在调峰补偿机制下的有效性。     

基于不同可调度热源的风电出力平滑模型

风能具有随机性和间歇性,导致风电出力具有波动性。计及供暖热源机组爬坡速率、发电出力与供暖出力间约束以及热源距离用户的供暖热水管道距离等因素,以等效风电出力波动最小为目标函数,建立基于不同热源机组的风电出力平滑模型。提出利用电力热泵作为补偿热源,将爬坡速率作为热源机组进行出力调节的响应约束,同时将热源距离用户的供暖热水管道距离转化为热水输送时间,作为风电出力调度的关键参量。模拟计算表明：1）新型风电出力调度方法可以有效平滑风电出力;2）基于不同热源的风电平滑效果存在差异,使用抽凝式热电联产机组的调节效果最好     

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。     

考虑热电和大规模风电的电网调度研究综述

冬季供热期,为满足供热要求,热电联产机组采用"以热定电"方式运行,系统调峰能力差,在负荷低谷时段会造成大量弃风限电。针对该问题,分析热电机组电-热耦合特性,总结归纳国内外相关研究成果。从增设电热耦合设备和电网精益化调度两方面展开论述,对增加电锅炉、热泵、储热等方案进行综合分析。总结适用热电机组的电力系统精益化调度方法,并对国内外解耦电热约束的实际应用情况进行了阐述。最后指出了电源侧、电网调度侧下一步需要深入开展的工作。     

热电联产机组参与系统调峰的调度策略

冬季占一定比例的热电机组按"以热定电"方式运行,无法参与系统调峰,使得电力系统在谷荷时段的调峰能力严重匮乏。针对这一问题,在分析背压式热电机组运行特性的基础上,利用供热系统热迟滞性的特点,建立了热电机组参与系统调峰的优化调度模型。该模型以研究周期内相应谷荷时段的有功调节功率最大为目标,综合考虑了热电机组的热电关联约束;通过分析热电机组出力变化对供热质量的影响规律,提出了求解该模型的简化方法。所提模型和方法可以在保证供热质量的前提下,实现合理组织热电联产机组的生产运行,增加系统的调峰容量。算例分析验证了所提模型和方法的有效性。     

配置储热后热电机组调峰能力分析

热电联产机组"以热定电"运行所导致的调峰能力不足是目前造成中国"三北"电网大量弃风的一个重要原因,为此,提出了在中国大型抽汽式热电厂中通过配置储热来提高机组调峰能力的消纳方案。首先介绍了该方案的基本原理;进而对配置储热前、后热电机组的电热运行外特性进行了分析与建模,讨论了配置储热后热电机组的运行策略;在此基础上,建立了计算配置储热后热电机组调峰能力的数学模型,并分析了其影响因素。算例中对中国北方地区2台典型的300 MW和200MW供暖机组配置储热提高调峰能力的效果进行了分析,结果表明:在给定的供热中期的热负荷水平下,配置储热可使得2台机组的调峰容量分别提高额定容量的21%和13%,从而为弃风电力提供大量的上网空间;但储热的效果取决于机组所承担的热负荷水平,若热负荷接近于机组的最大供热能力,则效果并不明显。     

基于动态调峰裕度的风电并网协调优化调度

风电并网增加了系统有功调度的难度,为了协调系统运行的可靠性、经济性与风电利用效益之间的矛盾,提出了24点调峰裕度指标,从调峰的角度确定出系统动态正负旋转备用和风电并网功率,并构建了以系统总运行成本最小为目标,含水、火电运行价格成本、风电弃风惩罚成本以及系统备用惩罚成本的风电并网协调优化调度模型。针对该模型,采用优先顺序法和改进粒子群算法,并基于某个含风电的区域电网算例进行仿真验证。结果表明,所提出的指标和优化模型为解决风电并网运行问题提供了一种有效方法。     

300 MW级热电联产机组调峰能力研究

北方采暖地区风电和热电联产联合运行矛盾凸显,为指导充分挖掘现有热电联产机组的调峰能力,增强电网调峰能力,为促进风电消纳提供支撑,通过组合运用简捷热平衡法、等效焓降法及弗留格尔公式,建立了大型热电联产机组调峰能力计算模型.运用计算模型研究了300 MW和350 MW热电联产机组在不同供热抽汽量、不同供热抽汽压力下的最大、最小发电功率,考虑全厂汽水损失对热电联产机组调峰能力的影响.计算结果为指导进一步挖掘北方采暖地区现有热电联产机组调峰能力,促进风电消纳提供了依据.     

消纳大规模风电的热电联产机组滚动调度策略

首先,对热电联产机组的特性进行了分析,建立了考虑背压式和抽凝式热电联产机组以及并网风电的滚动调度模型。然后,针对热电联产机组的特性,基于拉格朗日对偶松弛算法框架,提出了考虑风电以及其他各类机组的联合优化滚动调度算法。一方面,提出了主问题的迭代步长自适应修正方法以提高算法收敛速度,子问题则采用一种高效的逆推回代动态规划方法进行求解;另一方面,针对抽凝式热电联产机组的热电耦合约束难题,将其分解为供热出力优化及有功出力优化2个子问题,提出了2个子问题的交替迭代优化算法。某省级电网的实际算例结果证明了该方法的有效性。     

大规模风电参与一次调频下基于机组快速启动能力的日内滚动调度

考虑风电机组通过减载运行方式与常规机组共同参与系统一次调频,进一步挖掘了电源资源的快速启动能力,将热、温态火电机组作为日内应急备用的一部分。提出了一种稳态-暂态协调优化的日内滚动调度模型,在多种高风险随机场景下考虑系统的暂态频率安全,同时需求侧可中断负荷也被作为系统一次调频的备用来源。提出内-外层迭代的方法对上述模型进行求解,外层筛选出用于暂态优化的高风险场景集,内层进行稳态-暂态协调优化,确定机组组合方案、可中断负荷切除量和被迫弃风量。最后,在改进的新英格兰10机39节点系统上验证了所提方法的有效性,结果表明所提方法可实现系统日内一次调频备用需求的全覆盖,并同时兼顾了系统的安全性和经济性。     

基于系统调峰约束的电网风电消纳水平研究

电力系统调峰能力是制约电力系统消纳风电的主要因素。为了辅助风电发展规划及系统规划决策,基于2017年东北电网电源、负荷特性、风电出力特性等,提出了考虑系统调峰能力约束的电网风电消纳水平评估方法。该方法分析了东北电网调峰缺额及风电消纳水平,提出促进风电消纳水平提升的措施和建议:提高现有风电外送通道负荷率、加强建设优质灵活调峰电源、激励需求侧负荷参与系统调峰、完善东北电网调峰市场化补偿机制等。所提方法在辅助有关部门制定风力发电发展规模、电力系统规划时具有参考价值。     

考虑风电机无功调节能力的配电网有功 / 无功联合调度

针对含风电的配电网运行的研究大多只关注风电机输出的有功功率,而忽略其具有的无功输出能力。通过对双馈风电机组功率极限曲线的详细分析,建立考虑风速随机性的配电网有功/无功联合调度模型,该模型同时考虑调度方案的最优性和鲁棒性,并采用基于极限松弛的方法进行求解。仿真结果表明,所提方法可利用风电机的无功调节能力提高配电网电压稳定裕度,同时减少额外无功设备的投入,且所提方法获得的调度方案具有较高鲁棒性。     

考虑预测误差的风火协调滚动调度

在风电大规模接入电力系统的背景下,建立基于机会约束相关机会目标规划的电力系统滚动优化调度模型。考虑风电功率预测误差对调度模型功率平衡方程的影响,建立基于相关机会规划的功率平衡模型,将功率平衡的等式约束转化为最大化随机事件发生概率的目标函数。考虑风电功率预测误差“近小远大”的特点,确定系统旋转备用容量不同时刻机会约束条件的置信水平,并设计AⅢ段→BⅡ段→CⅠ段多次覆盖、逐次修改的滚动调度模式。为了实现模型的快速求解,引入目标规划将所建多目标优化模型转化为单目标优化模型。算例仿真验证了所建模型的有效性,所建模型能根据未来较长时段的风电和负荷情况进行预先调整,提高可再生能源的消纳能力。     

基于一种改进粒子群算法的含风电场电力系统动态经济调度

随着风力发电在电力系统中比重的持续增加,在电力系统经济调度中需要考虑风电场的影响.提出了一种改进的粒子群优化算法,用来求解含风电场的电力系统动态经济调度问题.优化模型中引入了正、负旋转备用约束,以应对风电功率预测误差给系统调度带来的影响,并在目标函数中计及了常规机组的发电效应带来的能耗成本.以经典的10机系统为算例,通过与基本的粒子群算法和遗传算法进行比较,验证了所提算法的可行性和有效性.该方法可以节省较多的发电成本,具有较高的实用价值.     

基于风电预测误差区间的动态经济调度

由于风电的预测值与实际值存在偏差,含风电的动态经济调度需考虑风电预测的不确定性。根据风电场的历史预测误差数据,提出利用核密度估计建立某预测值条件下的误差概率分布,并以高斯核函数为例推导了相应的误差置信区间,将动态经济调度中涉及的不确定性问题转换为确定性区间问题,降低了调度模型的复杂度。实际数据分析表明核密度估计具有较高的拟合优度,能够避免高估或低估误差。最后通过含风电场的IEEE 30节点系统仿真验证了所提方法的有效性。     

计及火电机组热储能的含风电系统柔性调度

风电快速增长的同时保持较高的弃风率,因为电力系统缺乏足够的柔性容量来应对风电的不确定性。锅炉最小稳定燃烧率限制了火电机组的运行柔性。抽汽和热储能可以在不改变锅炉燃烧率的情况下调节机组功率输出。因此,对现有的火电机组进行抽汽和热储能改造是一个很有前景的选择,以消纳电力系统中高渗透率的风电,特别是在以火电为主的系统中。研究了火电机组抽汽与热储能改造后的柔性运行。首先,考虑到改造后的特点和技术约束,提出一种新的火电机组线性运行模型。其次,建立基于随机机组组合和滚动经济调度的模型,研究含风电电力系统进行抽汽和热储能改造的效益。最后,在IEEE24节点系统中进行仿真。仿真结果表明：采用抽汽和热储能改造的火电机组,可以有效降低弃风量,提高电力系统运行经济性。     

结合风电功率超短期预测值偏差的实时市场调度

实时市场中的超短期风电功率预测偏差较日前市场有所减小,但与实际出力相比仍然有一定的偏差,需要研究风电的不确定性给实时市场出力调整带来的影响。考虑较短时间内风速分布特性呈正态分布,详细推导了风电场功率分布表达式和偏差概率,建立了基于报价的实时市场出力调整调度模型。该模型以常规机组出力调整费用和风电功率预测偏差费用之和最小作为目标函数。通过具体算例分析了不同的正态分布参数、风电预测功率的变化、惩罚系数的变化对实时市场出力调整成本、风电预测功率偏差成本和偏差期望值的影响。仿真结果验证了模型的有效性。     

基于成本最优的含储热光热电站与火电机组联合出力日前调度

含储热光热发电的优势体现为良好的出力可控性和可调度性,合理调度光热发电能够有效降低系统运行成本。以成本最优为目标,从光热电站的光电转换特性分析角度出发,在计及各项运行约束的基础上,提出含储热光热电站与火电机组联合出力调度策略。该策略综合考虑火电机组发电成本、光热发电并网消纳的环境效益和运行维护成本、系统旋转备用成本以及电网安全运行约束等因素,从而确定光热电站在既定储热容量下的最优出力调度策略。基于遗传算法,通过IEEE 30节点算例验证了所提方法的可行性与有效性。     

基于IGDT的网架重构过程中风电场出力调度

风电具有启动功率小、启动速度快等特点,在停电系统恢复过程中利用风电为其提供功率支持,可以加快系统负荷的恢复。由于风电出力的不确定性,需要对风电场出力进行调度,减小风电场出力的波动范围,在保证已恢复系统安全的前提下提高风电的利用效率。为此,文中提出了一种基于信息间隙决策理论(IGDT)的风电场出力调度方法。首先建立不考虑风电出力不确定性时的风电场出力参考值确定性模型,然后基于IGDT方法将确定性优化模型转变为考虑风电不确定性的风电场出力调度优化模型,再利用人工蜂群算法对优化模型进行求解,最后以IEEE 39节点系统和江苏实际系统为例验证了文中方法的有效性。