基于风电不确定性模糊量化的综合能源系统规划方法研究

综合能源系统是能源结构转型与发展过程中的关键环节,也是高比例可再生能源并网型能源互联网的具体实现。由于多种能源耦合以及可再生能源不确定性等因素的影响,综合能源系统规划设计对经济性和环保性提出了更高要求。文章提出了考虑风电不确定性的综合能源系统能源供给单元容量协调规划决策方法。首先结合风电不确定性集合的区间数量化方法,建立了基于直觉模糊集的风电不确定性量化模型;然后通过对电力系统、热力系统、天然气系统的能源供给单元经济成本和环境成本进行分析,提出考虑风电不确定性的综合能源系统能源供给单元容量协调规划决策模型及求解方法,最大限度降低综合能源系统经济成本和环境成本,提高风电的并网容量;最后通过算例仿真验证了所提规划方法的正确性和有效性。     

区域多能源电网可再生能源发电容量规划及投资收益优化模型

针对地区型多种能源形式接入的区域电网,研究了可再生能源发电容量与区域电网内其他多能源形式协调优化及可再生能源发电设备运行效益问题。以高比例风力发电、光伏发电、固体蓄热式电锅炉、电制天然气、燃气储能、热力储能系统构成的区域多能源系统模型研究为基础,提出基于不同调度时间尺度的区域可再生能源发电容量规划和投资效益优化模型。首先,研究区域电网内多能源供能、传输和负荷设备的能源供给和消耗特性,建立基于高比例可再生能源发电不确定性的多能源电网功率平衡模型;其次,研究大规模可再生能源不确定性、动态电价响应、系统运行状态的约束模型,建立区域可再生能源容量配置与收益多目标优化模型及其求解方法;最后,利用东北某地区多能源电网实际运行数据,建立可再生能源发电容量规划及投资收益优化仿真模型。仿真结果表明,文章所建立的可再生能源容量和效益优化模型,能够在保证较高投资效益的前提下,实现较小的可再生能源容量配置。     

风光储提高电力系统灵活性的机组组合模型研究

随着电力系统变化性和不确定性增加,电力系统需要更多的应变和响应能力即灵活性来保证电力系统安全稳定运行。对于含高比例可再生能源的风光储混合发电系统,仅考虑常规机组的灵活性将难以有效处理电力系统的不确定性。为此考虑风电、光伏和储能协助常规机组提供柔性爬坡容量,用场景法描述负荷、风电和光伏的不确定性,并将风光储提供柔性爬坡容量整合到随机日前机组组合模型中。算例仿真分析结果表明,该模型减轻了常规机组爬坡压力,提高了系统的运行灵活性。     

世界促进风电产业发展最新动向

近年来可再生能源发电发展迅速,其中风力发电表现尤为突出.在一些风电先行国家的推动下,风电机组大型化取得长足进展,单机容量从亚兆瓦级迅速提升到兆瓦级,研制中的10MW级风电机组即将问世.机组的大型化提高了风电的经济性和竞争力.风机设备利用率将由目前的25％左右提高至2015年的28％,同时投资成本将大幅下降,按照GWEC的高增长方案预测,投资成本将由2009年的1350欧元/kW降至2030年的1093欧元/kW.鉴于风力发电的间歇性和随机性,蓄电技术成为大量引入可再生能源的有效手段,美欧日等都投入专项经费支持蓄电技术的研究开发.IEA最近在报告中指出,与热电联产组合的方式可大幅扩大可再生能源的利用,其重点在于热供应.智能电网将成为解决风电大规模接入和输送问题的根本途径,它将使电力系统整体利用效率大大提高,有利于抑制发电厂的化石燃料消费.我国在智能电网方面已取得了一定成果,但仍面临许多问题.各国政府的可再生能源电力收购政策促进了风电产业的发展,其中德国的风电收购政策值得我国借鉴.     

储能对可再生能源并网发电的支撑作用

可再生能源发电并网对于电力系统的节能减排具有关键作用,选择合理的储能容量,并分析储能对可再生能源并网发电的支撑作用具有重要意义。从节能减排和供电可靠性角度建立具有储能装置的单母线电力系统和剩余电力系统的随机规划模型,并通过蒙特卡罗模拟算法对国外某地区的风力发电和储能联合运行系统进行模拟分析。结果表明,适度规模的储能容量不仅能有效解决可再生能源发电的功率波动问题、减小系统停电损失概率,而且能够降低系统的环境成本,但其减少程度与储能的全过程效率有关。     

储能对含高风电渗透率系统暂态稳定性的影响

由于可再生能源并网会带来随机性和波动性,高比例可再生能源并网的暂态特性与传统电力系统有显著区别。因此,研究了在高比例可再生能源并网中加入储能装置对系统暂态稳定性的影响。首先建立了双馈风力发电机的模型和等值的双机群系统节点导纳矩阵,并对送端机组机械功率增量和双馈风机外特性的关系进行了理论推导,在此基础上分析了高比例风电渗透率对风火打捆系统功角稳定性的影响,然后建立储能模型,仿真分析了有无储能装置对风电渗透率的影响。结果表明,加入储能装置后,可使同步机的第一摆角度有效减小,且在风电渗透率增大的同时,更好地维持了系统的暂态稳定性。     

可再生能源电厂并网对地区电网的影响

生物质能发电、风电、水电等可再生能源机组的并网将改变地区原有的电力系统的特性.文章从地区电网的动态稳定性、供电可靠性、调度运行、网供负荷预测、电能质量等方面就可再生能源电厂并网对地区电网的影响进行了分析,对如何消除不利影响,实现电网安全、稳定、经济地运行,提出了一些对策.     

风电项目环境影响评价要点浅析

风能属于可再生清洁能源,近年来风电装机容量迅猛增加.从环境影响评价角度介绍了风力发电类建设项目在施工期、运营期对环境产生的影响.     

可再生能源

可再生能源即再生能源。一次能源可以进一步分为再生能源和非再生能源两大类型。再生能源包括太阳能、水力、风力、生物质能、波浪能、潮汐能、海洋温差能等。它们在自然界可以循环再生。经过多年的发展,中国可再生能源的开发利用已取得了很大进展。从风电资源开发来看,2003年底,全国并网风力发电装机容量为56.9×104kW,风电装机容量位居世界第10位,已经基本掌握单机容量750kW以下大型风力发电设备的制造能力,正在开发兆瓦级的大型风力发电设备。     

高比例可再生能源渗透电力系统关键技术研究

面对日益严峻的气候环境问题和化石能源危机,我国提出了2030年前“碳达峰”,2060年前“碳中和”的发展目标。推动能源结构转型,大力发展可再生能源,构建新型电力系统是我国实现双碳目标的必经之路。而高比例可再生能源并网将会深刻改变电力系统特性,使之呈现不确定性增加、运行方式多样、稳定控制复杂等特征。本文在此基础上分别从系统安全稳定、经济运行、规划设计三个方面阐述高比例可再生能源并网对电力系统造成的潜在挑战。最后对高比例可再生能源渗透电力系统的关键科学技术问题进行探讨分析,以期为后续开展相关研究提供方法思路和理论支撑。