考虑水光互补系统参与电力辅助服务的短期优化调度

梯级水电站与光伏进行互补对平抑光伏波动、提高光伏消纳具有重要意义。为此，首先从发电功率波动最小和发电经济效益最大2个目标函数出发，考虑水光互补系统参与电网有功平衡辅助服务，通过整定水光互补系统出力设计值，使其日内出力趋势能在一定范围内跟随电网负荷的波动，建立梯级水光互补系统短期多目标优化调度模型。其次计及梯级水电站水量约束和光伏电站的晴、阴、雨3种典型日发电特性，采用基于分解的多目标进化算法进行求解。最后对3种典型场景下的梯级水光互补系统的日内优化调度进行验证和分析。实验结果表明梯级水光互补系统可有效平抑光伏发电的间歇性、波动性，并且互补系统出力能及时在电网负荷高峰时段做出相应调整；梯级水光互补系统优化调度方案兼顾了功率波动性和发电经济效益。     

考虑外送输电容量限制的梯级水光互补日前鲁棒调峰调度方法

水光联合外送可促进新能源消纳,但光伏出力预测的不确定性会影响水光互补优化调度的经济性和安全性。提出一种考虑外送输电容量限制的梯级水光互补联合发电系统日前鲁棒调度方法。考虑光伏出力不确定性,构建水光互补联合发电系统的日前调峰鲁棒优化调度模型,该模型以最小化受端电网剩余负荷峰谷差为目标,计及梯级水电的上、下游水力耦合约束。采用高效线性化方法对梯级水电运行的非线性模型进行处理,并利用对偶方法实现鲁棒模型的确定性转化。算例仿真结果表明,利用所提方法制定的梯级水电发电计划能充分考虑光伏出力的不确定性,兼顾联合发电系统调峰效果和光伏消纳,实现梯级水电和光伏的互补运行。     

水光互补系统互补特性分析与评价

利用水电机组快速调节性能平滑并网光伏电站出力波动的水光互补系统目前尚无运行特性分析及评价考核方法和标准,以龙羊峡水光互补系统为例,详细介绍了水光互补运行特性,并提出了应用于水光互补系统评价考核的补偿度的方法,通过对该方法的科学性和合理性的理论论证以及在不同天气情况下进行补偿度的试验验证,表明该方法可以科学准确的表征水光互补性能优劣,通过补偿度的评价表明龙羊峡水光互补系统能平滑光伏波动对系统的影响,切实能提高系统稳定水平。     

水光互补系统实时电力互补特性应用研究

利用水电机组快速调节性能平滑并网光伏电站出力波动的水光互补系统目前尚无运行特性分析及评价考核方法和标准。以龙羊峡水光互补系统为例,详细介绍了水光互补运行特性,并提出了应用于水光互补系统评价考核的补偿度方法,通过对该方法的科学性和合理性的理论论证以及在不同天气情况下进行补偿度的试验验证,表明该方法可以科学准确地表征水光互补性能优劣。通过补偿度的评价表明龙羊峡水光互补系统能平滑光伏波动对系统的影响,切实提高系统稳定水平。     

考虑短期互补的水光发电系统中长期优化调度北大核心CSCD

为解决水光发电系统在送电通道中的电量消纳与功率波动问题,从保障电网稳定的角度出发,提出水光沉浮互补法对光电随机波动性进行逐次补偿,同时整合电量与出力互补信息,进而通过电量信息识别短期损失电量与波动补偿电量,根据出力信息拟定短期互补过程,以此为基础建立中长期消纳电量最大,考虑短期弃电与波动风险的分级调度模型。实例研究表明:相对于仅短期互补,中长期互补能够进一步调配水电的时空特性,提升长期消纳电量并兼顾短期风险,其中消纳电量相对增益与径流保证率呈单峰曲线分布关系,平水年增益最为显著,而送电稳定性相对增益则与径流保证率呈正相关性,枯水年最为明显,综合两者效果偏好,能够完善调度决策面对不同来水场景的适用性。     

世界最大水光互补并网光伏项目二期在青海开建

世界最大水光互补并网光伏项目青海龙羊峡水光互补二期530MW并网光伏项目已于2014年8月30日正式开建,预计2014年年内可投产发电。
　　龙羊峡水光互补光伏电站最大的优势就是水电与光伏发电协调运行,利用水光互补性发电,从电源端解决了光伏发电稳定性差的问题,通过水电调节后送入电网。     

考虑风险与调峰性能的水光互补中长期调度

传统水光互补中长期调度模型未考虑日内运行风险以及系统的调峰特性,高估了系统的互补性能,由此制定的调度规则难以提升互补系统效能。为此,本文构建长短期决策响应函数,用以定量表征中长期水电出力与日内综合风险率、弃电率、调峰性能指标之间的关系;然后,将决策响应函数嵌套到中长期调度模型中,推求考虑日内风险以及调峰性能的水光互补中长期优化调度规则。以忠玉水光互补电站为实例,研究表明：嵌套决策响应函数的优化调度模型可显著提升系统发电量（增加2.61%）以及发电保证率（由46.7%提高到85.7%）,降低系统剩余负荷标准差（降低10.0%）和综合风险率（由9.51%降低到5.43%）,综合效能更优。     

计及发电量和出力波动的水光互补短期调度

水光互补对解决光伏并网和消纳难题具有重要意义。该文首先系统地将光伏发电出力波动分为固有波动、随机波动和间歇波动三个层次,并首次从提升系统功效的两个方面揭示了水光互补的机理。其次建立兼顾发电量和出力波动的双目标调度模型,并采用嵌套优化法求解,结合光伏发电的出力特征,改进了出力波动的度量方法,提出分阶段波动控制策略,以适应大规模光伏发电的接入。最后以四川省境内小金川河流域梯级电站群及其周边的光伏电站为研究对象,进行案例研究。结果表明在保证发电量的前提下,当接入较小规模光伏发电时,整体波动控制策略和分阶段控制策略都能较好地调节光伏出力波动,但随着光伏规模的增加,后者表现出显著的优势,验证了该策略的合理性。     

基于模糊C均值聚类的光伏组件发电量预测

光伏组件发电量预测是光伏系统发电量预测的基础,为此,基于模糊C均值聚类,针对3种典型天气,即晴天、阴天和雨天,结合向量给出了相应天气突变情况的判断方法,根据天气情况选取对应的光伏组件输出功率模型进行组件发电量预测,每次预测间隔为10 min。验证结果表明,优化的光伏组件功率输出模型和发电量预测方法预测精度高,晴天的预测误差为1.1%,阴天为3.76%,雨天为9.2%,复杂天气下为4.22%,验证了所提出的优化的光伏组件输出功率模型和发电量预测方法的有效性,满足功率预测误差要求。     

梯级水光互补系统最大化可消纳电量期望短期优化调度模型

充分发挥流域梯级水电的调节作用，实现梯级水光系统的互补联合发电是促进清洁能源消纳的重要途径。文中考虑光伏出力不确定性，以整体可消纳电量期望最大为目标，提出了梯级水光互补系统的短期优化调度模型。该模型以机组为最小调度单位，精细化建模了电站约束、机组约束以及电网约束，通过梯级负荷在电站和时段间的合理调配，挖掘梯级水电的电网供电支撑和光伏互补协调双重作用，提升互补系统整体消纳水平。模型求解方面，采用分段线性逼近、引入0-1整数变量、发电水头离散等线性化方法和建模技巧处理模型中的非线性约束，将原模型转换为混合整数线性规划问题，并在Java环境中采用CPLEX工具实现求解。最后，以参考中国西南地区某流域梯级的4个水电站15台机组以及2个光伏群构建的互补系统为例，验证了所提模型和求解方法的有效性。     

考虑天气类型和相似日的IWPA-LSSVM光伏发电功率预测

为了提高光伏发电功率预测精度,根据不同天气类型下光伏输出功率特点,确定光伏发电功率预测模型的输入量。针对狼群算法（wolf pack algorithm,WPA）缺陷,对狼群游走位置和奔袭步长进行改进,得到改进狼群算法（improved wolf pack algorithm,IWPA）,并通过IWPA对最小二乘支持向量机（least squares support vector machine,lSSVM）进行优化,建立了考虑天气类型和相似日的IWPA-LSSVM光伏发电功率预测模型。采用不同天气类型下的光伏发电功率数据进行仿真,结果表明：无论是晴天、多云还是阴雨天气,所提方法预测精度更高,回归拟合时的误差波动更小。     

基于四分位法的含储能光伏电站可靠性置信区间计算方法

为提高光伏电站接入系统能力,采用光储联合运行方式,研究加入储能前后光伏电站发电特性变化。为评估光储系统接入对电网可靠性的贡献,提出一种可靠性置信区间计算方法。首先对青海省格尔木某光伏电站历史数据做模糊C均值聚类,将其分为晴天、少云、多云、阴雨4种天气类型,利用四分位法对历史数据做统计分析,排除异常值。在此基础上提出一种光储系统功率带提取方法,搭建IEEE-RTS79可靠性测试系统,利用序贯蒙特卡罗法计算光储发电系统功率带对应的可靠性指标,从而得到含储能光伏电站可靠性置信区间。该可靠性区间计算结果为评价光储系统接入电网的可靠性贡献提供理论依据,对发电调度具有一定指导意义。     

考虑光伏预测误差兼顾平抑波动的双层储能运行策略

为满足新能源发电并网要求、保证电力系统稳定运行,针对间歇性新能源发电的不确定性及波动性给电网设备稳定运行带来的安全问题,文中提出一种以补偿预测误差和平抑并网功率波动为目标的双层规划模型。首先,构建容量与误差满足率特性曲线得出最优储能容量,提高储能系统的经济性。其次,上层规划模型以预测误差最小为目标,建立储能系统充放电功率分配策略,并考虑储能电池循环寿命,设置非必要补偿值以避免其过充过放;下层规划模型以并网波动率最小为目标函数,采用模型预测控制算法对补偿后的光伏出力进行超前滚动优化控制,实现对光伏出力波动的平滑。最后,以上述模型为基础建立模型评估指标函数,以新疆某21 MW光伏电站为例进行算例分析,验证了策略的可行性。     

梯级水光互补联合发电系统运行安全分析方法及应用

以水电为纽带的多能互补发电已成为提升清洁能源消纳水平的重要手段。梯级水光互补联合发电系统受光伏出力的强随机性和间歇性影响,极大地限制了互补系统的安全稳定运行。围绕梯级水光互补联合发电系统运行安全分析的实际工程问题,从互补系统的发电计划安全校核和安全运行区间分析两个角度,提出了基于多项式混沌理论的概率配点算法的运行安全分析方法并研发了相应软件。该方案可有效应对随机性影响下大规模场景抽样带来的求解效率问题,能够在保证计算精确性的前提下,显著提高求解效率,为互补系统的安全稳定运行提供了技术支持。     

基于改进NSGA-II算法的水-光-蓄发电系统多目标规划方法

水-光-蓄联合发电系统是指利用水电和光伏发电互补性,用水电弥补光伏发电间歇性,并配备一定容量的抽水蓄能电站,利用储能手段平抑光伏出力波动性,同时提高光伏电能消纳能力的联合发电系统。水-光-蓄联合发电系统是一种有效的新能源开发利用新形势,而对联合系统的分布式光伏电站的选址定容以及抽水蓄能电站的容量配置问题是一个高维、非线性的规划问题。首先,构建了水-光-蓄联合发电系统的数学模型;其次,针对规划问题的多目标性,利用了改进的NSGA-Ⅱ算法得到帕累托最优解集;最后,通过TOPSIS法完成了规划方案决策,并结合算例验证了方法的合理性。     

基于光伏波动性的储能出力特性分析

以研究储能系统出力为目标,从时间、频率角度研究光伏发电波动性,以EMD算法对光伏发电频率进行分解,通过分解得出的IMF残值得出:在多云天气下,光伏发电系统内储能出力频繁,平抑光伏波动强,晴朗天气下,储能系统的出力具有规律性且时间固定的结论.     

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。     

融合聚类及随机配置网络的短期光伏功率预测

为了降低天气因素对光伏发电功率的输出值预测精度的影响,从聚类分析和信号分解两方面入手,提出了一种融合聚类算法(KDGMM),改进的变分模态分解(VMD)与随机配置网络(SCN)的预测模型。首先通过KDGMM聚类将气象数据划分成晴天、阴天和雨天,针对阴天难以准确预测的问题,采用灰色关联度分析(GRA)选择相似日,其次引入莱维飞行北方苍鹰优化算法(LNGO)优化VMD得到最优参数,从而降低阴天光伏功率的非平稳性。最后构建SCN预测模型对光伏功率数据进行预测,输出其预测结果。通过实验分析,所提方法的均方根误差(RMSE)和平均绝对百分比误差(MAPE)仅为1.44和1.3%,拟合优度指标R²高达0.99,与其他预测方法相比,本文所提方法有较高的预测精度。