针对甘肃电网的高载能企业参与可再生能源消纳“荷-网-源”协调控制

随着中国可再生能源基地建设的快速推进,由于传输容量限制、调峰能力不足、备用不足等原因引起的弃风、弃光问题日益严峻。针对可再生能源的消纳问题,分析了负荷侧的高载能企业的调控特性,结合高载能企业的经营现状,分析得出高载能企业具备参与电网调节、增加可再生能源消纳的能力,提出了考虑高载能企业的“荷-网-源”协调控制的思路,建立了考虑高载能企业隐私的分布式调度的闭环协调求解模型,并通过算例初步展示了“荷-网-源”协调的效益。     

考虑碳排放的综合能源系统“结构-型号-容量”优化模型

综合能源系统能源结构多样,同种设备的不同型号之间价格、性能差异性大,如何在规划阶段确定合理的能源结构、设备型号组合及装机容量是实现运行阶段节约成本的前提。文章在考虑二氧化碳排放量的基础上研究“能源结构-设备型号-装机容量”规划优化模型。首先,构建基于最近邻法(K-nearest-neighbors,KNN)的实例推理技术得出适合拟建设园区的能源结构;其次,构建“外层选型,内层定容”的双层优化框架,考虑碳排放阶梯成本,以全寿命周期总成本最低为优化目标,利用蚁群算法-遗传算法相结合的方式求解最优设备型号组合及最优装机容量。最后,通过算例分析验证所提模型在降低成本上的有效性。     

“十三五”中国能源低碳转型的关键期

在“十二五”发展的基础上,分析了“十三五”中国能源发展的4个背景：中国经济和能源发展进入新常态;2020年要实现全面小康的国家目标,“十三五”需补短板;实现并争取超额实现2020年国家低碳发展目标;《巴黎协定》开启了全球绿色、低碳发展的新阶段,“十三五”能源的发展必须明确指引低碳转型。重点阐述了“十三五”能源低碳转型的发展路径：节能、提效,改变粗放的发展方式;减煤,煤炭年消耗在“十三五”见顶;大力发展非化石能源;稳油增气;发展智慧能源互联网;新型城镇化应走低碳道路。最后,给出了“十三五”中国能源低碳转型应达到的4个标志性目标。     

西南水电“弃水”困局与对策

中国西南地区蕴藏着丰富的水能资源,该区域水电的开发利用对优化能源结构、促进区域经济低碳均衡发展具有重要战略意义。近年来,西南地区,特别是四川、云南2省,“弃水”现象愈演愈烈,引起了国家的高度重视和社会各界广泛关注。研究了西南水电“弃水”现状与复杂的成因,并针对电力规划、电力体制、厂网建设、政策、运行、市场、环保和利益诉求等多方面存在的不足,提出了促进水电消纳的对策建议。     

“十三五”中国电力需求水平预测

电力需求预测水平是“十三五”电力发展规划的重要基础。经济新常态下,以高端制造业为代表的第二产业、以现代服务业为代表的第三产业以及新型城镇化驱动下的居民生活用电将成为拉动中国用电需求增长的新动能。中国正处于向工业化后期过渡的关键阶段,未来将大力推进经济结构调整和转型升级,拉动经济增长的传统动力正在消退,用电需求难以出现以往的两位数高速增长。但是,与发达国家相比,中国人均用电水平仍然偏低,未来用电需求仍有较大发展潜力,过低的用电增速判断不符合相关国家及地区的历史用电发展经验。应用多种方法对中国未来电力需求水平进行了预测,预计“十三五”期间中国用电需求将维持中速刚性增长。     

大型“二拖一”燃气-蒸汽联合循环机组仿真机的研制与开发

系统介绍了M701F型“二拖一”燃气-蒸汽联合循环机组仿真机的研发背景、硬件配置;阐述了以CyberSim图模库一体化通用仿真支撑平台为核心的仿真支撑系统的技术特点、软件构成以及燃气轮机数学模型。利用该仿真系统实现了“二拖一”燃气-蒸汽联合循环机组全工况实时仿真。测试结果表明,燃气轮机、余热锅炉、蒸汽轮机及发电机等模型精度均达到了仿真机设计要求,且具有良好的静态精度和正确的动态响应特性。该仿真机除了可对运行人员进行培训外,还可用于电厂控制策略优化及运行方式分析与研究。     

可再生能源高渗透率区域“网-源-储-荷”协调规划案例分析

为应对可再生能源快速发展,适应能源互联网的发展需求,以规划大规模接入可再生能源的金寨县为例,进行了"网-源-储-荷"协调规划研究。通过配置储能、水电调节以及主动负荷控制等,充分利用原有电网资源,实现可再生能源的就近接入与就地消纳;通过地区风光互补,并与大型火电及抽水蓄能电站进行协调运行优化,显著降低了各层级电力外送规模。     

电力基础资源共享下变电站多业务场景经济—环境—社会效益分析

作为“新基建”和“电网数字化”的前沿阵地,“多站融合”充分利用整合资源,融合建设多种新型基础设施,既能响应“互联网+”战略及数字强国建设,又可开拓能源共享互济新业态。文章聚焦电网数字化转型中的多站融合项目,构建了一个在多业务场景下进行经济-环境-社会效益分析的系统动力学模型;并基于多业务场景,模拟仿真不同情境下单个多站融合项目经济效益、环境效益和社会效益的变化趋势。结果表明:1)在经济效益中,不同的业务在一定条件下均能够取得满足预期的经济效益;2)环境效益是多站融合中能源类业务的“引致效应”,可辅助提高废物废气的减排效率;3)社会效益主要体现于土地资源、能源资源和人力资源三方面社会资本的节约。文章证明了该经济-环境-社会效益分析模型的科学性和有效性。     

面向“互联网+电力营销”的智能互动服务创新体系架构

基于“互联网+”与传统行业进行深度融合的新形势,提出了“互联网+电力营销”智能互动服务创新体系,构建了由资源保障、数据支撑、业务管理、运营管理4个层面组成的智能互动服务创新体系架构。对该体系部分业务进行了实践应用,初步验证了所提智能互动服务创新体系的先进性与实用性。     

2011年中国“三北”地区风电并网运行及反事故措施

中国风电近几年一直保持快速发展,并成为电网运行的重要电源形式之一。为掌握风电并网运行规律,根据中国华北、东北、西北（“三北”）地区2011年的大量风电实时运行数据和统计数据,对风电并网运行情况进行分析,说明中国风电具有大容量、集中接入及远距离输送的特点;且在电力电量平衡方面具有较为复杂的间歇性。分析2011年发生的几起风电大规模脱网事故及反事故措施技术要点,给出进一步做好风电并网运行工作的建议。     

Optimal operation and hydro storage sizing of a wind–hydro power plant

Ambitious targets for renewable power production have been defined for the electric power systems in Europe. The accomplishment of these targets requires the increase in renewable energy production, namely from wind power generation. However, the intermittent nature of wind creates several problems to the power system operation and new approaches based on the combined use of wind power and energy storage technologies need to be developed. In this paper, the concept of the combined use of wind power production and hydro storage/production is exploited, through the development of an operational optimisation approach applied to a wind generator park with little water storage ability. The optimisation model defines the operational strategy to be followed for the hours ahead by a pump station and an hydraulic generator embedded in a wind/hydro pumping facility, using the Portuguese energy remuneration rules. The proposed methodology leads to considerable yearly profits for the wind generator production.     

对中国新能源消纳问题的分析与建议

近年来,中国新能源消纳矛盾日益突出,2015年弃风弃光电量创历史新高,主要集中在“三北”地区。基于大量调研数据,在分析“三北”地区新能源运行消纳情况的基础上,深入分析新能源消纳困局原因,提出了促进新能源消纳、缓解当前弃风弃光问题的建议。分析表明：加强电网建设是解决新能源消纳的坚实基础,实施热电机组电热解耦是解决新能源消纳的有效手段,完善相关政策是解决新能源消纳的制度保障,市场和计划并重是解决新能源消纳的根本途径。     

中国电力建设技术进展及发展趋势-（下）电源部分

电力行业的发展和规划最终要落实到工程建设实践中,电力建设技术为中国电力行业的发展奠定了坚实的基础。总结了“十二五”期间电源建设技术领域国内外最新研究成果和重要工程实践情况,对大容量高参数燃煤发电工程、燃煤电站超低排放技术、风力发电技术、太阳能发电技术、储能技术及电站工程建设管理等各领域技术在“十三五”期间及至更长时间内的发展趋势、可能达到的参数及技术水平进行了分析,对中国电源建设的发展提出了相关建议。     

考虑碳捕集电厂综合灵活运行下的含P2G和光热电站虚拟电厂优化调度

为了实现电力系统能源低碳化,大力发展碳捕集与封存技术和风光等新能源是低碳化的重要举措。但碳捕集电厂的最小出力技术约束和风电的反调峰特性限制了风电消纳和碳减排,利用碳捕集灵活运行方式下储液罐进行“能量时移”和“碳转移”,间接消纳风电和减少碳排放。利用碳捕集设备捕集的CO₂作为电转气原料,降低碳封存成本和电转气成本,进一步消纳弃风电量并获得售气收益。由于负荷具有早晚高峰特性,因此利用含储热式光热电站的良好调峰性能将白天的部分热量转移至晚高峰发电,缓解系统调峰压力。为此,文章构建了碳捕集电厂综合灵活运行下含电转气和光热电站虚拟电厂优化调度模型。并运用Matlab软件中YALMIP工具包中的商用求解器Cplex对模型进行优化计算。仿真结果表明,所提模型能进一步减少弃风、减少碳排放和缓解调峰压力。     

电力批发市场设计的经济学原理

电力批发市场构建是电力市场化改革的出发点和归宿,应基于经济学视角讨论其设计原理。电力是系统实时集成的产品,电力系统的安全、可靠是电力市场运行的物质前提。但电力市场的本质是经济关系,是竞争性电力交易关系的构建和制度安排。单向竞争的市场与双向竞争的市场之间,交易者之间的关系不同,交易中的“权、责对等”方式不同,进而能量市场的构架、主能量的现货出清机理等,也有明显差别。由此而导致两种不同的电力批发市场模式：一种是“单边（向）交易”,通称“强制性电力库”;另一种是“双边（向）交易”,也称“双边（向）交易+平衡机制”。电力市场的顶层设计,应以交易关系的构建为起点,以“权、责对等”为基本的逻辑主线,在制度的成本与收益比较基础上,选择“性价比”高的交易模式。     

确定风电厂最优落点的概率特征值灵敏度方法

随着电力系统中风电渗透率的不断提高,电力系统潮流分布的复杂性和不确定性随之增加。为解析含风电互联电力系统的稳定运行特性,提升接纳间歇性可再生能源发电的能力,文章提出利用概率灵敏度指标优化配置风电落点。首先,针对互联系统多种运行方式,研究系统状态矩阵与留数之间关系,构建系统概率灵敏度指标,辨别引起系统低频振荡的相关因素和强相关电机组。之后,采用特征根和动态时域仿真,对比分析“增加”和“替换”风电两种配置方案对系统振荡特性的影响,并确定风电入网的最优配置落点。最后,采用算例对所提方法的可行性与有效性进行仿真验证。     

Reliability of a small power system using solar power and hydro

This paper studies the availability of the electricity supply when the sources consist of a combination of solar energy and a small hydro installation. Instead of flow-of-river, a small reservoir is used. By not using the hydro energy during sunny periods, the natural flow-of-river fills up the reservoir for later use. A model for global solar radiation is proposed with an astronomical part (deterministic) and a meteorological part (stochastic). The meteorological part is based on a Markov model of the cloud coverage. The solar model does not require solar radiation measurements, just cloud observations. A case study has been performed for Timbuktu (16.75°N, 0.07°W) in which generation availability is simulated for four different cases: solar power only; solar power with storage; solar and hydro power and solar and hydro power with storage. To be able to use exclusively renewable energy sources, a combination of sources is needed to secure the reliability of the supply. Using solar cells in combination with a small reservoir is favorable. Even with a weak flow the affect of the flow on the day time reliability is minor, but great benefits can be found for reliability during low load hours (night time).