海洋能发电技术的发展现状与前景

海洋能是取之不尽、用之不竭的清洁能源。海洋能多种多样,主要包括波浪能、潮流能、潮汐能和温差能等。利用海洋能发电能够改善能源结构和环境,有利于海洋资源开发,受到许多国家的重视。文中对各种海洋能发电系统的主要技术原理、特点和技术现状作了综述和评价,最后指出海洋能利用的意义和前景。     

电解铝工业园区的源荷协同优化配置方法

随着风电和光伏并网容量的不断增加,其固有的波动性与间歇性特征加剧了火电机组调峰的难度。电解铝负荷具有耗电量大、调节速度快等特点,可作为负荷侧灵活性资源参与系统规划。分析了电解铝负荷的生产原理与供电方式,推导了电解铝负荷的功率与产量的关系,进而建立了电解铝负荷的多阶段需求响应模型。针对电解铝工业园区,以新能源场站的建设成本与工业园区电力系统的运行成本最小为目标,计及电解铝负荷的调节时间、调节深度等特性,建立了考虑电解铝负荷需求响应的源荷协同优化配置模型,促进电解铝负荷与火电机组、可再生能源的协调互补。在求解时,使用变量替换、大M法对模型中的非线性约束进行线性化,将原问题转化为混合整数二次规划问题,从而实现利用商业求解器快速求解。采用实际算例进行仿真计算,结果表明所提方法可以同时兼顾系统经济性与新能源利用率,实现电力系统经济优质运行的目标。     

基于梯级水电和高载能负荷功率变化主动响应能力的风光容量优化配置

为有效解决高比例风光消纳问题,提出一种基于梯级水电与高载能负荷功率变化主动响应能力的风光容量优化配置方法。设计高载能负荷配合梯级水电平抑风光出力波动的协调框架;通过刻画基于水头变化的不同时刻间梯级水电的功率调节规律以及基于生产过程的冶炼类高载能负荷功率调节特性,构建考虑系统调节能力约束的风光容量最优配置模型,以风光电站投资建设成本、水火电站运行成本、高载能负荷调度成本以及弃风弃光惩罚成本最低为目标确定风光装机容量。湖南某地区仿真结果表明,所提方法能够更好地应对净负荷功率波动,增加风光并网容量。     

柔性配电网间歇性分布式发电消纳能力分析

文中从源-网-荷的匹配性角度分析柔性配电网(FDN)对间歇性分布式电源(DG)的消纳作用。首先,提出了DG与负荷匹配度的概念,可以衡量二者的功率平衡程度。为了更好地解释消纳结果,将消纳率分为源-荷匹配消纳率和源-网-荷匹配消纳率,前者忽略了网络约束。其次,提出了由匹配度计算源-荷匹配消纳率的方法,给出了基于直流的时序生产模拟模型,以及电压校验和结果修正方法计算源-网-荷匹配消纳率。最后,根据DG与负荷的匹配关系设计了3个典型场景,对比分析了FDN和传统刚性配电网(RDN)的消纳率,得到FDN的消纳机理及运行和规划的建议。     

基于全纯嵌入线性潮流的配电网灵活性资源优化配置

针对配电网考虑电压波动的灵活性资源配置模型因非线性潮流计算而难以求解的问题,本文提出一种基于全纯嵌入线性潮流的灵活性资源优化配置方法。首先,基于快速灵活的全纯嵌入潮流法,开展电压全纯函数的幂级数系数分析,建立一个适用于优化配置研究的全纯嵌入线性化潮流模型;其次,建立统一的配电网灵活性资源模型,以最小化平均电压偏差和日运行成本为目标函数,建立多目标灵活性资源优化配置模型,利用所提线性潮流模型将混合整数非线性的优化配置模型转化为混合整数线性模型。最后,利用改进的IEEE33节点测试系统进行仿真,结果验证了所提线性化优化配置模型的有效性。     

基于改进遗传算法的光伏发电并网优化配置

光伏发电在未来将成为新增分布式发电系统的主流,为此研究了光伏发电并网的优化配置问题。建立了光伏电源选址和定容的配电网络损耗最小、节点电压偏移最小和接入费用最小的多目标优化模型;提出了一种改进的基于遗传算法的并列选择法;突出优化重点目标,对各目标函数区别对待,在前推回推法计算配电网潮流的基础上,采用该改进的算法求得模型的最优解;最后通过IEEE33节点算例系统对模型和算法进行了测试,结果表明所建模型的正确性和改进算法的优越性。     

基于海洋能的海岛供电技术的研究

根据海洋能发电特性,提出多能源互补发电的方案。应用孤岛式的微电网技术中的主从控制策略将小型燃气轮机和海洋能发电装置结合,构成海岛供电系统,并设计供电系统的功率平衡及电压频率和幅值的控制策略。通过MATLAB/Simulink软件模拟单电源供电模式和多电源联合供电模式运行,仿真结果表明系统控制策略合理性,各微电源之间可协调运行,能够满足供电系统中电能质量的要求。     

分布式发电优化配置研究综述

随着智能电网成为当前研究热点,作为其重要功能组成的分布式发电将在电力系统中得到越来越广泛的应用,分布式发电的优化配置问题变得尤为重要.文中针对分布式发电的优化配置问题进行了综述,对其国内外发展现状做了概括和分析.具体给出了几种常见的优化配置模型,重点介绍了建立在单目标优化基础上的分布式发电多目标综合优化配置模型;总结了分布式发电的优化配置方法,将其归类为解析方法、启发式方法和随机优化方法,还介绍了多目标函数的处理方法.最后探讨了组成微网的分布式发电的优化配置问题,并展望了分布式发电和微网优化的未来发展方向.     

计及风电消纳效益的电力系统源荷协调二层优化模型

随着风电的大规模接入,其随机性和间歇性导致常规电源的调节压力不断增大,与常规能源呈逆向分布的特点也使得常规电源的调节能力受到输电通道的制约,从而造成风电消纳受阻。本文利用高载能负荷作为消纳风电的重要手段,将常规电源的优化调度和高载能负荷的优化配置相结合,综合考虑风电消纳效益、高载能负荷调节成本和系统运行成本,建立以源荷协调运行效益最大化为目标的二层优化模型。通过求解上层优化模型确定常规电源出力和风电调度出力;在此基础上,下层优化模型针对因常规电源调节能力不足导致的风电受阻情况,选取能够有效消纳风电受阻功率且调节成本最少的高载能负荷参与电网调度。根据上、下层模型决策变量的不同特点,采用改进遗传算法和二进制粒子群算法相结合的混合智能算法进行模型求解。通过某实际电网的仿真结果,验证了本文优化模型的可行性和有效性。     

基于近端策略优化算法的电化学/氢混合储能系统双层配置及运行优化

针对电化学储能和氢储能的互补特性,提出了一种包含电化学和氢储能的混合储能系统配置和运行的综合优化模型,并提出了智能算法进行求解。该模型基于双层决策优化问题,将混合储能系统配置及运行2个不同时间维度的问题分上下层进行综合求解,并考虑了两者间的相互影响,采用强化学习近端策略优化(proximal policy optimization,PPO)算法求解该双层优化模型。以甘肃省某地区的风光数据,通过对比应用多种传统算法求解结果,验证了所用算法在复杂环境下适应度最高且收敛速度最快。研究结果表明,应用该模型最大可降低24%的弃风、弃光率,有效提升系统综合效益。氢储能作为容量型储能配置不受地形因素限制,适用于多样的应用场景,从而为氢储能这一新型储能形态在全国的广泛配置提供了应用示范。     

考虑负荷裕度的区域综合能源系统储能双层优化配置

综合能源系统通过多能互补与相关市场机制提升了能源利用效率的同时也引入了更多的风险因素,合理的负荷裕度是综合能源系统安全经济运行的重要保障。基于储能对综合能源系统负荷裕度的有利作用,建立了考虑负荷裕度的综合能源系统储能双层优化配置模型。其中下层模型利用储能对综合能源系统负荷裕度均衡度进行优化,而上层模型则结合负荷裕度进行储能容量优化配置,实现了社会综合成本最小化。最后,结合实际算例验证了所提优化方案的有效性。结果表明双层优化模型在实现储能容量优化配置的同时,也优化了其充、放能计划,最终实现了综合能源系统中负荷裕度的有效均衡,提高了综合能源系统应对负荷波动的能力和运行的经济性。     

含分布式发电的微电网中储能装置容量优化配置

由于分布式发电的随机性、间歇性,含分布式发电的微电网很难满足电网接入的要求。若在微电网中配置合适容量的储能装置,并对其采取适当控制方法,不但可以平滑分布式发电的输出功率,而且可以达到对微电网负荷削峰填谷的作用。提出了应用上下限约束法以及加权移动平均控制法,以满足微电网的接入要求为前提,以最小储能配置容量为目标,对混合储能装置进行容量优化配置的方法。仿真结果表明,所提方法不仅能够使分布式发电出力满足微电网要求,并可以实现对储能容量的优化配置。     

提高需求响应可靠性的储能优化配置研究

提出了基于用户需求曲线的需求响应不确定性模型,通过区间弹性系数反映用户响应行为的不确定性,并得到不确定需求曲线.为提高需求响应的可靠性,基于用户响应偏差的区间数构建了负荷聚合商的储能优化配置模型,利用蒙特卡洛模拟求解该模型得到储能配置方案,并就储能对需求响应可靠性的改善效果进行评估.PJM历史数据仿真表明,所提模型和算...     

高比例新能源电网新能源功率优化分配方法

大规模新能源接入弱交流电网,易发生暂态过电压、锁相同步稳定等问题,为新能源充分利用带来难题。对此,探究了新能源接入系统稳定水平影响因素,利用新能源短路比指标作为系统电压强度的量化评估依据,推导出短路比对新能源发电功率的灵敏度,综合考虑系统平均短路比和最低点短路比灵敏度,构建了新能源短路比综合灵敏度指标,提出一种基于等综合灵敏度准则的新能源发电功率优化分配控制方法。基于该方法对新能源发电功率进行优化控制,实现了在确保系统安全稳定基础上的可再生能源充分利用,最后基于西北某新能源集中送出系统为算例进行分析,验证了所提方法的可行性和有效性。     

考虑设备变工况特性和灵活性供需匹配的园区综合能源系统优化配置模型

在综合能源系统中,建立合理有效的优化配置模型是实现系统经济运行和多能源供需平衡的关键。针对园区综合能源系统,提出一种考虑设备变工况特性和系统灵活性供需匹配的优化配置模型。考虑系统中设备能效的不确定性,建立其受多因素影响的变工况特性模型;为提升系统应对可再生能源输入及负荷需求不确定性的能力,提出灵活性供需匹配指标;以系统配置成本最优为目标、灵活性供需匹配指标为约束,建立园区综合能源系统优化配置模型。最后,以北方某园区为例进行仿真分析,结果表明在系统优化配置中考虑设备的变工况特性和灵活性供需匹配程度,可进一步提高系统配置的科学性和合理性。     

不确定条件下水资源系统多目标优化配置研究

综合考虑水资源系统的多重不确定性和多目标性,以经济、社会和生态环境综合效益为目标,以供水能力、需水量等为约束条件,构建包含区间、随机及模糊多重不确定环境下的多目标水资源优化配置模型。提出了一种先模拟、再优化的模型解法,采用蒙特卡洛模拟产生输入输出数据,引入遗传算法优化各模拟数据,获得不确定条件下水资源优化配置的可能最优解集,得到带有置信区间的水资源配置方案。以辽宁省大连市水资源配置为例开展模型实例验证研究,获得了合理、可靠的水资源优化配置方案。由于先模拟、再优化的求解结果以概率分布函数形式展现,比传统方法提供了更多决策信息,有助于决策者在不确定环境下根据实际需要制定更合理的水资源管理政策。     

区块链视角下多能源主体储能优化配置模型

基于区块链技术的能源交易体系能够有效解决传统集中资源配置带来的效率低下、隐私安全等问题,而能源互联网中大量能源主体间频繁的能源交易会产生大量的交易记录,使能源链变得更长,同时增加了各能源主体间的能源传输成本。基于此,研究了区块链视角下各能源主体的储能优化配置模型,通过配置合适的储能尽可能地实现自给自足。若能源主体有足够的剩余电力则作为卖方出售给其他缺能主体,这样不仅减少了频繁进行能源交易造成的能源浪费以及高额成本,也提升了区域能源的自给自足能力,还减少了能源数据冗余。以IEEE 33节点系统为例,验证了所提资源配置模型的有效性。     

区域洪水资源的供水补偿作用及优化配置研究

针对我国北方城市所面临的水资源短缺问题,以吉林省白城市2003-2008年洪水资源利用实践为研究背景,分析认为洪水资源具有明显的供水补偿作用和较稳定的供给能力.构建了基于多目标遗传算法的水资源优化配置模型,将该区域嫩江、洮儿河不同洪水频率所对应的洪水资源可利用量纳入到水资源总量中,作为有效补充供给进行优化配置.随着洪水...     

电力市场中双边合同的谈判博弈及电量分配

双边合同是电能交易的主要方式。在签订双边合同之前,发电公司和配电公司针对合同的数量和价格进行谈判。研究了双边合同谈判的动态形成过程。在风险规避的条件下,通过效用方程分析得到发电公司的合同供给曲线和配电公司的合同需求曲线,并确定了合同的有效谈判区间,从而建立了合同数量和价格的谈判关系。在此基础上,构建动态的谈判博弈模型描述双边合同谈判的过程,分析不完全信息对双边合同谈判的影响。     

电力市场中一种基于遗传算法的最优发电计划的实现

针对电力市场环境下的负荷分配的特点,在遗传算法的基础上,提出了最优发电计划问题的数学模型和求解方法,模型计及了机组启停。算例表明,这种数学模型和算法可以解决任意形状报价曲线的最优发电计划问题,而且计算速度较快,具有较高的实用价值。