含CSP电站的风光火储联合外送系统优化配置

为解决中国西北地区的新能源消纳问题,提出一种含CSP电站的风光火储联合外送系统优化配置方法。首先,根据风光火储的互补特性建立含CSP电站的风光火储联合外送系统的典型架构,并分析其工作机制;其次,结合拉丁超立方抽样以及基于时序自相关和互相关的时序重构、时序组合和场景择优,生成考虑时序自相关和互相关性的随机场景集;接着,以计及碳排放成本的系统收益和系统新能源消纳能力最优为多目标,构建含CSP电站的风光火储联合外送系统多目标优化配置模型,并通过增广ε-约束法结合商用软件CPLEX进行求解;最后,以西北某地区2025年电网规划数据构造的算例进行仿真,验证了该配置方法能有效提高系统收益,促进风光消纳,提高系统电力送出能力。     

基于碳交易与碳捕捉均衡成本的风光火储系统低碳调度技术

随着“双碳”目标的进一步应用与落地,多发电方式下的电力系统低碳运行问题逐渐与碳交易市场、低碳调度策略进行深度耦合,其本质上是考虑能源、社会、技术交互的综合电力优化调度控制问题。文章通过分析多能互补系统的多时间尺度调度机制,以系统的运行与碳交易成本作为优化目标,考虑电源侧、电网侧与储能侧的实时运行约束,构建了考虑碳交易与碳捕捉成本均衡的电网低碳调度模型。基于非支配排序遗传算法对机组的出力策略进行日前优化,达到运行成本、碳交易成本与碳捕捉成本的最优平衡。最后通过风光火储电网的实际算例,验证了算法的有效性。     

低碳经济下含风储联合电力系统优化调度

从低碳经济角度建立了含高渗透率风电的风储联合电力系统优化调度模型。该模型以系统综合运行成本最小为目标,合理评估了常规火电机组运行成本、风电运行成本、储能运行成本及环境成本,并结合电池储能可变寿命特征,综合考虑了放电深度对储能运行成本的影响。以改进的IEEE RTS-96系统及某风电场历史出力数据为例,对含风储联合电力系统优化调度予以研究,结果表明大规模风储并网对电力系统低碳化、清洁化具有积极影响,含风储联合电力系统的优化调度与风电出力特性、风电并网渗透率等因素密切相关。     

“风、光、火、蓄、储”多能源互补优化调度方法研究

高比例可再生能源并网是全球能源战略发展的必然趋势。为了应对未来大规模具有随机波动特性的可再生能源并网,一方面须要推进灵活性储能与可再生能源联合互补运行,另一方面须要对常规机组运行新工况加以考虑,以实现高比例可再生能源安全经济并网。文章提出了考虑常规机组低负荷运行和爬坡工况的发电成本计算模型,建立了"风、光、火、蓄、储"多能源互补优化调度模型,并提出用动态惯性权值粒子群算法求解,以实现系统总运行成本最小的优化目标。算例分析表明,引入爬坡成本与低负荷运行成本能够真实反映常规机组在平衡大规模风、光电波动性时所增加的成本,并在调度过程中充分权衡弃风弃光损失和平衡波动性所增加的发电成本,为高比例可再生能源并网情况下电力系统多能源互补运行决策提供了支撑。     

水电富集区域电量送出能力提升的源储协同优化运行方法

针对可再生能源出力的强波动性、间歇性导致电力外送断面出现短时间尺度重过载、清洁能源送出消纳困难等问题,提出了水电富集区域电量送出能力提升的源储协同优化运行方法,该方法定义了衡量断面外送电量的量化指标,以系统发电成本最小、断面输出电量最大、储能消耗电量最小为目标,建立多目标优化模型,通过求解帕累托前沿,结合熵权双基点法,得到折中最优点。对我国某省级电网算例的仿真结果表明,该方法可有效通过水电、火电和储能的协同优化运行提升断面外送可再生能源的发电量,在保证系统安全稳定运行的前提下提升了可再生能源的消纳率。     

区域能源互联网的“源-网-荷-储”运行优化研究

传统微网系统能源利用率低、运行成本高,文章提出区域能源互联网的"源-网-荷-储"多能互补系统构架;以系统运行成本、环境保护成本和一次能源使用率最低为目标函数,建立了电-气互联的区域能源互联网的"源-网-荷-储"的日前动态经济调度多目标优化调度模型。分析了电-气互联的区域能源互联网的"源-网-荷-储"系统的综合运行效益;制定了支持电-气互联的区域能源互联网的"源-网-荷-储"系统设备的运行策略;通过春夏、秋冬季典型日负荷仿真分析,验证了在传统微网系统中加入气网和储能,系统日总运行成本比传统微网系统日总运行成本节约13%左右。     

考虑储能及碳交易成本的电热联合系统优化调度策略

为减少电力行业发电过程中碳排放对环境的污染、提升风电消纳比例,文章提出了综合考虑储能及碳交易成本的电热联合系统优化调度策略。首先,在分析系统产生弃风原因的基础上,对引入电储能提升系统灵活性进而促进风电消纳的机理进行研究;其次,分析碳交易机制对电热联合系统的影响并建立碳交易成本模型;然后,构建以总成本最低为目标的优化调度模型,综合考虑火电、热电机组运行成本、风电运行维护成本及弃风惩罚费用、储能装置运行成本、碳交易成本及系统各单元约束;在保证系统安全可靠的基础上采用Yalmip/Gurobi对所建模型进行求解;最后,通过算例对比分析,验证了碳交易对电热联合系统能源结构的优化作用,以及在碳交易下,储能的参与对于进一步提升系统新能源利用率和经济环境效益的有效性。     

基于鲁棒优化的风光储联合发电系统储能配置策略

为响应高比例可再生能源的风光储联合发电系统储能侧灵活配置与调度,提出一种基于鲁棒理论的两阶段综合优化模型。第1阶段利用鲁棒优化理论构建可再生能源出力的不确定集,在分时电价的基础下以储能侧全生命周期成本、系统内总发电成本、联络线功率波动及成本最小为目标配置储能功率、容量及联络线功率;第2阶段以联络线功率偏移量及系统内发电成本最小为目标规划储能侧各时段充放电功率及常规机组出力。用群体智能算法——飞蛾扑火算法的改进对模型进行求解,利用IEEE 9节点系统验证模型合理性与算法有效性。     

基于碳捕集与液态CO2储能的综合能源系统优化调度

针对综合能源系统在新能源消纳方面的不足,提出一种基于碳捕集与液态CO₂储能的综合能源系统。首先,分析了液态CO₂储能实际运行特点以及碳捕集装置综合灵活运行方式的“削峰填谷”特性;其次,建立考虑液态CO₂储能与碳捕集装置不同运行方式的综合能源系统;最后,以系统总运行成本最小为目标函数建立优化调度模型,并通过负荷率、能源利用率等评价指标衡量调度结果。算例分析表明,该优化模型可提高能源利用率,缓解系统调峰压力,实现系统运行的经济性和低碳性。     

考虑风光互补的输储联合规划方法研究

针对可再生能源电站和输电网的联合规划问题,提出了一种考虑风光互补特性、储能系统的运行特性和输电线路规划的输电网大规模接纳风能和光能的联合规划方法,其规划目标是在大规模风光并网的前提下,使年弃风成本、年弃光成本、储能投资成本和输电线路扩建成本的总成本最小;建立提升风光接纳能力的储能配置与输电线路联合规划模型,提出风光互补程度、电源损失率和风光储混合电力系统贡献率3个指标来进行评价,并进行算例分析。仿真结果表明,所提输储联合规划方法可以有效地限制对原有网架的扩建,合适风光配比可以进一步节约电网投资和运行成本,并提高系统的稳定性和有效性。     

市场交易下电力联合外送多主体利益分配优化

参与主体的利益分配影响着电力联合外送系统运营的可持续性,而外送系统中电力电量的配置结果决定其经济与社会效益水平。在考虑外送系统参与主体的利益诉求下,提出了风光火联合外送两阶段运营优化模型。首先分析不同电源的利益冲突,以厂商发电利润最大构建电量分配模型,并求得均衡发电利润;然后考虑输电的经济和社会效益,以购电成本最小和可再生电力外送最大构建电力分配模型,将均衡利润改成厂商盈利保证约束,通过综合发电层与输电层的利益考量,实现联合外送系统的优化调度;最后,通过算例分析求得电力电量及利润分配结果,并探讨电量分解方式和盈利保证约束的影响及作用,结果显示该模型能在保障参与主体利益分配均衡的情况下促进可再生能源消纳。     

基于风储经济调度的储能容量优化配置

大容量储能系统理论上可抑制风电出力波动,但其经济性不足成为实践应用的巨大瓶颈。文章从含储能的风电系统优化经济调度角度出发,以含风储的电力系统总成本最小为目标,主要考虑了因储能补偿风电功率预测误差而减小的火电旋转备用容量折算成本、因储能补偿平抑风电出力波动而减小的火电旋转备用容量折算成本,储能补偿风电场弃风成本,储能补偿火电排污和环境治理成本,以联合提高风电预测精度和平抑风电波动满足国网规定标准为约束,构建含风储的电力系统优化经济调度数学模型,采用遗传算法针对新疆某含风电的地区电网加装储能进行了储能容量优化配置。仿真结果表明,所提储能容量配置占风电场装机容量的9.60%,经济性较好,方法有效可行,具有较好的应用前景。     

大规模风光储并网碳经济性评估

构建大规模风光储并网碳经济性评估模型。首先根据储能设备最小年均运行成本及缺电率确定风光储电源容量,在此基础上构建碳排放量评估模型;其次基于生命周期成本理论构建风光储成本评估模型,并结合动态碳交易价格构建碳经济效益评估模型;然后在输送等量电能的前提下分别构建风光储电源外送、火电外送和风光与火电打捆外送3种方案,以评估风光储并网的低碳经济性;最后通过实际算例分析验证评估方法的有效性、合理性。     

计及火电深度调峰的高比例可再生能源电力系统日前优化调度研究

针对高比例可再生能源并网,提出含风、光、火、蓄的高比例新能源电力系统多目标日前优化调度模型。该模型考虑在火电机组深度调峰及频繁爬坡等新工况下的火电机组运行成本、污染物惩罚成本以及可再生能源弃电成本,以系统运行成本最低、风光出力最大以及净负荷波动最小为优化目标,采用NSGA-Ⅱ算法进行优化求解。通过对某典型日不同调度场景进行仿真计算,结果表明所建立的系统运行总成本计算模型能够兼顾该系统的经济、环保与消纳,所提出的多目标优化调度策略能够促进高比例可再生能源的消纳,缓解火电机组的调峰压力,降低系统运行总成本,指导电力系统火电灵活性改造,保证电力系统安全、稳定、经济运行。     

基于系统动力学的共享储能政策效应分析北大核心CSCD

共享储能采用统一规划、建设和调度,具有初始投资低、运营风险小、设备质量有保障、利于多重价值的实现等优点,未来有望成为储能和新能源协同发展的主流模式,该模式的持续、健康发展离不开合理、有效政策的支持。本工作分析了我国共享储能发展现状,应用系统动力学方法搭建了光伏和共享储能发展的系统动力学模型;基于某省实际及规划数据,确定模型参数,模拟仿真了在不同配储比例、配储时长、租赁费用、年调度次数等政策情景下的光伏及储能装机规模变化。研究结果表明,共享储能政策的制定需综合考虑新能源规划目标、储能规划目标、系统灵活性需求等因素,积极拓展储能收益来源,使源网荷合理分摊储能成本,才能实现新能源和储能的高质量协同发展。     

氨分解制氢储能系统容量对电力系统性能的影响

由于在储能和制氢方面具有显著的优势,氨制氢储能系统可以在未来“双碳”目标推进和能源系统建设中扮演重要角色。本工作模拟了氨分解管式填充床反应器在电加热情况下的工作特性,并将其纳入到考虑源荷两侧不确定性和风光火储的电力系统中。分析了在三种不同电力系统装机构成下,氨分解系统装机容量增加对电力系统的度电成本、度电碳排放、新能源发电占比、新能源利用率和氢气日产量等性能指标的影响。结果表明：氨分解系统可以有效提高新能源发电消纳水平,不同装机构成下配备最大氨分解系统容量可使得新能源利用率提高5.5%～62.4%,新能源发电占比提高14.2%～160.8%;由此带来的度电碳排放降低0.9%～22.8%,而度电成本提高7.6%～34.5%;氢气日产量分别达到3.9万吨、10.4万吨和17.1万吨。本文研究结果可为在电力系统中配置氨分解制氢储能系统以推动碳减排和氢能技术发展提供参考。     

计及储能系统的微电网优化调度模型

为了缓解含风电、光伏等新能源微网并网对系统安全运行的影响,提出了在分时电价下,考虑储能系统的微网优化调度策略。以微网总成本最低为目标,分别考虑了投资成本、污染惩罚成本及主网购电成本,建立了微网主网联合运行优化模型,并以典型日负荷出力情况为例分析了不同情景下的优化结果。算例结果表明,所提策略和模型能有效实现微网优化调度,有效降低了含电动汽车和蓄电池等储能设备的微网年运行成本,同时能够保障微网和主网的联合安全运行。     

基于边缘计算的新能源电网云-边协同优化调度模型研究

针对新能源电网运行调度过程中调度数据量大、各能源设备运行工况复杂等影响因素使得电网调度难度增加的问题,文章建立了一种基于边缘计算的新能源电网云-边协同优化调度模型。首先,结合布置在新能源电网中的多种智能数据传感器,对新能源电网云-边协同调度框架进行分析研究,建立了基于多节点能源-信息交互的新能源电网云-边协同调度模型;然后,以云服务应用层、边缘计算层作为上、下两个优化调度层,建立以新能源电网运行调度成本最优和调度数据传输延时最小为目标的新能源电网双层优化调度模型,并采用多目标蚁群算法进行求解;最后,搭建相应的仿真模型进行仿真验证。仿真结果表明,文章建立的新能源电网多节点云-边协同调度模型可以有效提高调度优化计算效率,并且能够提升新能源电网调度的经济性。     

多时间尺度下计及光热—储热的主动配电网主辅联合优化调度

为解决可再生能源弃风、弃光现象与不平衡功率惩罚较重等问题,提出了一种多时间尺度下考虑光热—储热的主动配电网主辅联合调度策略。该策略在满足内部负荷前提下参与电能与备用日前市场,考虑含光热—储热的主动配电网协调调度风电、光伏、需求响应,在促进风光消纳、减少不平衡功率的同时提高主动配电网运行经济性。首先根据含储热的光热电站与主动配电网调度控制方式分析运行机理;其次,日前调度以减少弃风、弃光电量与收益最大为目标,考虑市场竞争与主辅出清机制以获取更高中标电量,并结合含储热的光热电站能量时移特性减少弃风、弃光现象;日内调度以日前实际出清作已知约束,并将日前调度计划、日前调度资源性能与日内超短期预测特性相结合建立日内滑动优化点,以减少不平衡功率,考虑储热与需求响应的时间尺度特性结合,运行成本最小为目标构建日内调度模型;最后,在Matlab中利用CPLEX求解模型,算例结果表明所提策略能协调调度各类资源,有利于提升系统风光消纳,减少不平衡功率改善系统运行经济性。     

计及风光不确定性的新能源虚拟电厂多时间尺度优化调度

针对中国西北地区新能源消纳问题,该文聚合风力发电、光伏发电、光热电站、电储能装置组成虚拟电厂（VPP）,提出一种基于鲁棒随机优化理论的新能源虚拟电厂多时间尺度优化调度策略。首先对风力发电、光伏发电、光热电站与电储能装置进行数学描述,在此基础上建立VPP多时间尺度优化调度模型。在日前调度层中,以VPP运行效益最大为目标,依据风光日前预测出力建立日前优化调度模型;在时前调度层中,以VPP运行成本最小为目标,根据风光时前预测出力建立时前调度修正模型。同时,为了衡量风电、光伏发电出力不确定性对系统的运行影响,建立VPP随机优化调度模型。仿真结果验证该模型可提高运行效益与新能源消纳能力。