考虑常规机组调峰特性的新能源生产模拟系统

为应对规模化新能源接入电网面临的巨大挑战,通过对宁夏地区常规机组及新能源场站的深入研究,建立了常规电源的出力特性、调峰特性模型,并在考虑网架约束条件下,开发了适用于宁夏电网的新能源生产模拟系统,可用于量化评估新能源发电的接纳能力以及新能源规划的经济性。仿真结果验证了系统的有效性和先进性,可为新能源规划及调度运行部门提供技术支撑。     

兼顾技术性和经济性的储能辅助调峰组合方案优化

高比例可再生能源发电并网给电力系统调峰带来了较大压力,应用储能辅助调峰是解决系统调峰问题的有效途径,但现阶段储能的高成本限制了其规模化应用。为充分发挥有限储能的调峰作用,降低储能调峰的容量需求,文中提出一种储能与正常调峰、深度调峰、投油调峰和启停调峰等常规手段优化组合调峰的实用方法。分别建立基于年调峰不足概率的技术性指标和基于年调峰费用的经济性指标的计算模型,构建组合调峰方案的技术性指标曲面和经济性指标曲面,将两个曲面交线处的组合调峰方案作为不同可再生能源渗透水平下电力系统的组合调峰优化方案。最后,以含风电、光伏发电的区域型系统和规划的全国系统为例,制定和分析了不同可再生能源渗透率下系统的组合调峰优化方案。     

国产200MW供热机组供热调峰能力的试验研究

针对国产200MW供热机组冬季参与电网调峰的问题,通过对供热数据的统计分析,由试验确定了机组的供热和调峰能力,提出了合理的负荷变化范围,为供热电厂的运行调度提供了有益的借鉴。     

甘肃酒泉风电功率调节方式的研究

酒泉风电基地(Jiuquan wind power base,JQWPB)是中国第一个千万千瓦级示范风电基地,它的建设给甘肃电网乃至西北电网带来调频调峰、电力电量消纳等技术难题,利用河西地区测风资料和近期调度能量管理系统(energy management system,EMS)实际运行数据,分析甘肃酒泉地区风资源特性和风电出力特性,研究风电并入电网的功率调节方式,根据国内技术发展水平和河西资源状况,比较了抽水蓄能、常规火电以及抽水蓄能和火电联合3种功率调节方式,得出了抽水蓄能电站不能用于风电功率调节、抽水蓄能和火电联合调节存在不确定性和一定规模的常规火电可以满足风电功率调节要求的结论。建设一定规模的火电基地,并在酒泉地区将其电能以特高压直流外送是解决酒泉风电调频调峰与电量消纳的有效途径。     

考虑风电协议外送的调峰型电采暖虚拟电厂优化配置方法

针对风电外送型区域电网调峰需求,提出考虑风电协议外送的调峰型虚拟电厂电采暖优化配置方法。首先,分析风电协议外送型电网系统结构及互动消纳机理。针对蓄热式电采暖用能特性,量化推导蓄热式电采暖可调节特性,建立蓄热式电采暖需求响应模型。然后,联合火电机组与VPP协同调峰策略,建立以区域电网协议风电外送经济性最优为目标的虚拟电厂电采暖容量优化配置模型。选取黑龙江某区域电网进行了算例分析,结果表明所提方法正确有效。     

基于Ziegler-Nichols优化算法的火电机组负荷频率PID控制研究

随着风电和光伏接入电网的规模不断扩大,电网负荷峰谷差逐渐增加,电网的频率控制出现超调量过大、调节速度过慢等一系列问题。本文针对互联电力系统的负荷分配以及频率控制问题,提出考虑发电机组分配系数的互联电力系统负荷频率控制方法。首先,建立单个区域包含多个火电机组的两区域电网自动发电控制（AGC）系统仿真模型,根据各发电机组的煤耗特性建立经济性目标函数,并且获得最优的出力分配系数;然后,基于联络线功率和频率偏差控制（TBC-TBC）的控制模式,采用经Ziegler-Nichols相关算法优化后的PID控制,并对优化后PID控制器的鲁棒性进行分析研究;最后,基于两区域系统仿真模型,在一定的负荷扰动工况下进行仿真验证。仿真结果表明:该分配方法能够有效节省煤耗,本文算法优化后的PID控制器在频率恢复速度方面具有一定的优势,并且鲁棒性良好。     

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。     

考虑碳交易的凝汽式机组蓄热调峰方案研究

将抽汽分级蓄热应用于凝汽式机组调峰,基于能量梯级利用原则提出了“3级”和“2级”蓄放热结构,研究不同方案下调峰范围、CO2排放和收益的变化。以某超超临界660 MW机组为例,将这2种蓄放热结构与已有的“单级”蓄放热结构进行比较;以40%THA工况作为起始工况,分别对1号、2号、3号回热抽汽进行蓄热。结果表明:“3级”“2级”结构的调峰范围为31.5%~45.2%,大于“单级”蓄放结构;在1个蓄放热周期内,蓄热调峰方案的碳排放量与无蓄热的对照方案几乎相等,碳配额却少于对照方案,导致碳交易收益减小,但加上各蓄热方案的调峰收益后,总收益均高于对照方案,其中总收益最高的是“3级”结构的“蓄一抽”方案。     

基于序贯蒙特卡洛随机生产模拟的风电接纳能力评价方法及应用

针对风电并入电网系统运行状况的变化,提出了基于序贯蒙特卡洛仿真的随机生产模拟滚动试探算法并应用于实际工程。该方法计及元件强迫停运、机组启停限制、运行经济性、系统供热期与非供热期、风电出力波动性、时序性等因素,将多时段优先顺序法融入计算体系,算法除提供传统经济性和可靠性指标外,新增了调峰不足系数、弃风率等调峰评价指标。对我国东北某省级电网实际数据进行计算分析,比较了风电并网前后对技术经济指标及火电机组运行的影响,重点评估了强化系统约束、不同计算时间粒度对调峰评价指标的影响,详细分析了每日各时段的全年平均的弃风差异及原因,验证了所提方法的合理性和工程应用价值。     

区外来电对高受电比例受端电网辅助服务的影响

近年来,特高压工程大量建成投运,使得受端电网受电比例大幅增长。为了保证大电网运行的可靠性和调峰性,辅助服务在高受电比例的受端电网显得尤为重要。针对受端电网的辅助服务,分析探讨区外来电特性对受端电网调峰、备用的影响。在优化后调峰需求、备用需求中,将区外来电等效成三段式出力,利用多特性机组组合模型,仿真区外来电对本地机组的影响。经过仿真可以得出,相同来电容量的区外来电,火电对受端电网调峰能力影响较大、备用较小,水电由于其丰水期满发出力对低谷期备用需求影响最大,风电由于其反调峰特性对调峰影响最大,其不确定性和低谷高出力对低谷备用影响很大。