考虑核电调峰的风电-核电协调优化调度

针对沿海地区含陆上风电、海上风电和核电电力系统,研究了考虑核电调峰的风核协调调度问题。基于风电出力特性和核电调峰特性,分析风电和核电调峰的匹配性;以经济调度为原则,计及核电机组运行约束、弃风成本和核电调峰成本,建立风核协调调度模型,并提出细分核电调峰深度的方法来线性化核电调峰约束。算例分析验证了所提模型和方法的有效性,结果表明:风电出力与核电调峰特性相匹配,且风核协调调度可兼顾调峰灵活性和调峰成本,提高了含风电和核电系统的调度经济性,并使弃风减少;核电机组采用日负荷跟踪模式参与日调峰,并采用细分核电调峰深度方法精确优化核电出力,可有效降低系统总运行成本。     

考虑核电可调度性的风-光-核-水-火多源协调短期优化调度

提出一种考虑核电机组可调度性的多源协调短期优化调度模型。在已有的核电实际运行经验和大量仿真研究结果的基础上,分析核电的可调度性,即核电参与调峰的可行性,提出了核电的安全可调节域和运行约束,建立了核电调峰运行模型。基于核电运行特点,采用两阶段调度方法,预调度阶段确定核电机组的低功率运行时间,再调度阶段优化核电的调峰深度,最终得到核电参与调峰的最优运行方式。针对风电、光电出力的不确定性,采用鲁棒优化的方法始终保证调度决策的可行性。对丰水期和枯水期两种典型情况进行算例分析,结果表明所提模型在保证核电机组安全运行的同时兼顾了经济性,实现了对可再生能源的足额消纳,并有效协调了各类电源的发电空间,均衡了各方利益。     

多类型电源参与的调峰辅助服务市场模型

为保证风电等清洁能源全额消纳,必须依靠市场手段提升多类型电源深度调峰积极性,深挖电网调峰潜力.基于调峰成本最小目标,提出了多类型电源参与的调峰辅助服务市场模型.该模型根据机组调峰报价高低依次调用,首先以调峰成本最小保证电网运行经济性,然后考虑核电机组调峰深度和调峰速率运行约束条件建立调峰辅助服务市场模型,对煤电和核电机组进行发电功率分配.多类型电源参与调峰不仅增加电网调峰能力,而且缓解煤电机组单一调峰压力和降低电网调峰成本.     

计及风电-负荷不确定性的风-火-核-碳捕集多源协调优化调度

随着核电技术的飞速发展,大容量核电机组接入电网是实现电力低碳环保的必然趋势,而负荷峰谷差的增大和间歇式电源渗透率的提高,迫切需要核电机组以灵活运行方式分担电网调峰压力。首先,基于核电机组实际运行特点,线性化核电调峰深度;然后,分析综合灵活运行方式碳捕集电厂的"削峰填谷"特性,实现核电-碳捕集机组捆绑调峰;接着,引入模糊参数表征风电和负荷的不确定性,在计及核电调峰安全性和经济性的前提下,以各类机组联合总运行成本最低为目标函数,建立考虑风电消纳效益的风、火、核、碳捕集多源协调模糊优化调度模型;最后,通过仿真算例验证所提模型和方法的有效性。结果表明,该优化调度模型在保证核电安全运行的基础上,提高了电网调度柔性,实现了运行的经济性和低碳性。     

核电机组参与电网调峰的运行方式及效益分析

核电面临着越来越大的调峰运行压力。研究了核电机组的功率调节、长期低功率运行及延伸运行等调峰运行性能,提出了核电机组参与电网调峰的运行方式。在计算分析核电机组的调峰成本和效益的基础上,提出了核电参与电网调峰的运行位置、判据及调峰平衡算法,并结合实际电网算例作了计算分析。结果表明,核电具有较好的调峰能力,且成本较低,可参与电网日调峰、周调峰及年负荷跟踪,但其调峰深度和速度受到安全经济性的限制。核电机组适当调峰运行,可以提高系统安全性和灵活性,提高资源配置效率。     

考虑风光出力不确定性的电力系统调峰能力及经济性分析

可再生能源的大规模并网会大幅度增加火电厂的调峰负担,火电机组在深度调峰过程中其自身的经济性和安全性无法得到保障,因此其缺乏主动参与调峰的积极性。为此,首先计算火电、风电、光伏电站在调峰交易过程中的成本及收益,并构建了计及调峰主动性约束的风-光-水-火-储联合系统的优化调度模型。其次,在考虑风光出力预测误差的条件下,基于机会约束条件设置系统备用约束,并采取基于采样的机会约束条件确定性转化方法,实现模型的快速求解。最后,基于修改后的IEEE30节点系统的仿真结果表明,所提方法能够有效促进新能源消纳,提升系统运行的经济性。     

大规模新能源并网下火电机组深度调峰优化调度

当前,火电机组亟须进行深度调峰改造来提高电网大规模新能源消纳能力。文中对大规模新能源并网下火电机组深度调峰优化调度进行研究。首先,分析火电机组深度调峰成本,建立火电机组深度调峰的能耗成本、运行补偿收益以及备用容量成本的数学模型;然后,以综合运行成本最低为目标函数,建立考虑火电机组运行约束的深度调峰调度模型,并使用分支定界法求解调度模型;最后,以8台火电机组、1个风电场和1个光伏电站构成测试系统,分别从调峰深度、新能源消纳量、火电企业收益等方面对大规模新能源并网下火电机组深度调峰优化调度进行分析。算例结果表明：在文中所建优化调度模型中,火电机组深度调峰能显著提高新能源消纳量,但火电机组单位发电成本提高,火电机组效益明显下降。在当前深度调峰补偿标准下,火电机组深度调峰效益低于基本调峰。     

约束紧凑与调节灵活的核电调峰安全出力模型

核电和间歇性电源比重不断增加,核电面临较大的调峰压力。当前,核电参与调峰的数学模型不够完善,因此提出一种将核电特定安全要求与灵活的调节方式有效统一的核电调峰安全出力模型,通过对约束的紧凑化和调峰深度的连续化,解决了已有模型在普遍适用性、经济性和灵活性方面的不足。引入解耦的升/降功率辅助变量,并充分考虑功率变化之间的耦合特性和互斥关系,核电出力可行域约束得更为紧凑,保证在各种工况下得出准确的核电安全出力。此外,进一步将调峰深度连续化,以期得出最优调峰深度和调节时间,增加核电调峰运行方式的灵活性;再运用数学等效变换技巧,将模型非线性项等效转换为线性模型,易于求解。仿真计算表明,所提模型能准确、灵活、经济地安排核电调峰安全出力,可降低约5%额定功率的调峰深度以及约18%的调峰成本,模型的有效性得以验证。     

含聚合CSP和深度调峰火电机组的电力系统分布鲁棒机会约束优化调度方法

随着“双碳”目标不断推进,可再生能源的装机容量和发电占比不断增加。然而,以风电、光伏为代表的可再生能源所固有的不确定性和波动性,使得以火电机组深度调峰为主的传统运行方式的经济性难以得到保障。针对上述问题,提出一种含聚合光热发电（Concentrating Solar Power,CSP）和深度调峰火电机组的电力系统分布鲁棒机会约束优化调度方法。首先,分析火电机组的基本调峰和深度调峰能力,构建考虑火电机组进行基本调峰或深度调峰成本的深度调峰模型。其次,分析光热电站启动时的热量传递过程,构建考虑启动热量约束的CSP模型。在此基础上,采用基于数据驱动的分布鲁棒机会约束描述可再生能源出力的不确定性,构建以火电机组发电成本、购售电成本和储能使用成本之和最小为优化目标的调度模型。最后,以改进的IEEE 30节点系统为例验证了所提方法具有较好的经济性和鲁棒性。     

考虑火电深度调峰的风光火储系统日前优化调度

深入挖掘火电机组深度调峰能力、实现风光火储多能互补运行是应对规模化新能源并网消纳的重要手段。提出火电机组深度调峰和爬坡成本、污染物惩罚成本、储能系统运行成本及新能源弃电惩罚成本的计算方法,建立了考虑火电深度调峰的风光火储系统日前优化调度模型。分别以风光出力最大、净负荷波动最小和系统运行成本最低为优化目标,并设定火电机组的不同调峰深度,对含高比例新能源的风光火储系统在典型日的优化调度策略进行仿真计算。结果表明：所建立的模型能够满足不同优化目标下的风光火储优化调度策略计算;通过提升火电机组深度调峰能力,可有效降低新能源弃电率。     

电池储能技术在风电系统调峰优化中的应用

针对现有常规机组调峰容量难以满足系统调峰需求的问题,提出了一种基于电池储能的风电系统调峰优化模型。该模型通过对风电储能系统和常规火电机组的运行施加约束条件,使得电池储能系统的运行状况能够及时得到调整,从而实现电池储能参与风电系统调峰和优化调度的目标。通过实际算例对比了电池储能系统在参与风电系统调峰前后弃风现象、调峰容量和日负荷峰谷差的变化。仿真计算结果表明,该方法可以有效提高大规模风电并网后的系统调峰,使系统接纳更多的风电,避免弃风导致的资源浪费,提高了整个系统的经济性和稳定性。     

核电机组与火电机组的外特性对比分析

目前我国有部分核电机组开始参与调峰,这些机组表现出与火电机组较为相似的外特性。通过对比核电机组与火电机组的外特性,掌握核电机组的运行特性,有利于电网和机组安全稳定运行。从结构上对比分析了核电机组和火电机组的差异,基于电力系统分析综合程序分别搭建了核电机组与火电机组模型,并将这两种机组接入同一个电网,分别测试了功率阶跃变化和电网故障等工况下机组的响应特性。结果表明:功率阶跃变化时核电输出功率变化比火电慢;电网故障时,只要故障能够及时清除,核电机组一回路的主蒸汽压力在短时间内变化很小,核电机组表现出的动态特性与火电机组非常相似。     

计及碳交易机制的核-火-虚拟电厂三阶段联合调峰策略研究

在核电机组占比较高的省级电网,为了提高其运行的安全性和灵活性,将发电侧与需求侧调峰资源相结合,建立了核-火-虚拟电厂三阶段联合调峰模型。该模型采用等效负荷的方法处理风电机组出力,并引入碳交易机制,从经济性与低碳性两方面分析运行成本,以系统联合调峰成本最低为优化目标。采用三阶段调度方法,根据系统需求确定核电机组的最优调峰模式与调峰深度,并有效平抑等效负荷的预测误差。利用CPLEX求解器对该混合整数规划问题进行求解,算例仿真验证了所建立模型的合理性与有效性,结果表明所提模型保证了核电机组的安全灵活运行,能够缓解系统的调峰压力,减少火电机组的启停调峰,并有效避免发电机组因负荷预测误差而频繁改变出力,降低了系统的运行成本与碳排放,使经济效益与环境效益得到均衡。     

考虑核电调峰的广东电网机组组合

机组组合可以取得明显的节能效果,但国内以往的机组组合研究没有包括核电机组。在分析核电机组运行模式的基础上,建立了考虑核电调峰的机组组合模型,并以2015年广东电网为例,应用拉格朗日松弛法和动态规划法计算了考虑核电调峰的机组组合方式。对比了核电带基本负荷和以"12-3-6-3"模式参与调峰情况下火电机组的煤耗。结果表明,核电机组参与电网调峰可以显著降低火电机组煤耗,达到良好的节能减排效果。     

考虑附加成本的燃气机组深度调峰及电力系统能源效率

由于新能源出力的随机不确定性及源荷分布的不平衡,区域电力系统的调峰压力日益加大,利用燃气机组深度变负荷能力进行调峰是解决该问题的一个思路。分析了中国现有燃气机组的调峰能力,针对燃气机组深度变负荷调峰与启停调峰这两种深度调峰方式,研究了燃气机组深度变负荷调峰过程中的附加成本,提出了其参与系统调峰控制的全过程调峰成本。在全额接纳风电的基础上,以系统发电成本最小为目标,建立了考虑燃气机组附加成本的电力系统经济调度模型。进而从经济、社会、环境角度建立电力系统能源效率指标,评估燃气机组参与深度调峰的经济性与可行性。以某实际电网为实例进行仿真验证,结果表明综合考虑系统能源优化与环境因素,在非采暖期采用燃气机组深度调峰具有合理性;同时需要建立考虑燃气机组附加成本的经济调度机制,以提高电力系统的整体能源效率。     

考虑核电参与的多类型电源联合调峰优化方法

大规模间歇性风电和大容量核电基地并网给电力系统调峰带来了新的挑战,分析了新一代核电机组参与调峰运行的特性,提出了考虑核电机组参与的多类型电源系统联合调峰优化模型,通过求解模型获取不同类型电源间的日调峰优化策略;针对模型中的非线性函数和递归约束条件,提出了线性化处理方法,将原模型转化为混合整数线性规划模型进行求解。通过修改的IEEE-24节点系统进行测试计算,验证了方法的有效性。     

凝结水变负荷深度调峰技术实现方法及其经济性评价

目前,国内火电机组参与深度调峰需要满足机组负荷响应速率及中低负荷段运行经济性的要求,虽然主蒸汽滑压运行能在一定程度上提高机组的运行经济性,但单一静态滑压运行曲线没有考虑环境参数变化、供热及工业用汽等影响。本文提出一种凝结水变负荷深度调峰技术的实现方法,通过凝结水节流快速变负荷控制技术及基于凝结水变负荷的深度滑压优化控制系统,根据电网自动发电控制(AGC)和一次调频指令需求,综合调配机组主蒸汽调节阀和凝结水泵变频器,同时根据环境和供热等工况变化,实时优化给定主蒸汽压力,实现深度调峰滑压节能优化运行,并通过对比试验评价该技术的经济性。结果表明,该技术能显著提高机组的综合经济效益,满足机组电网考核与运行经济性的需求。     

核电机组参与调峰的双市场联合经济调度研究

面对我国电力系统调峰压力日益严峻以及核电快速发展的现况,迫切需要调用核电机组的调峰能力。为此提出考虑核电机组调峰的联合市场机制,将电能量市场和调峰市场的2种市场竞价相结合;继而基于分档分方式运行模式和"错位相当"调峰档报价机制的设计,构建考虑核电机组调峰的双市场经济调度模型,提出了价格和机组出力共同主导的二次计算出清方法,既缓解了核电机组调峰服务性能和安全性之间的矛盾,又避免了单一市场同类机组的出清绝对优势,实现了火电机组与核电机组的最优联合发电调度;最后采用IEEE 39节点算例系统,验证了所提机制和模型的有效性。     

考虑火电机组深度调峰的实时发电计划模型及应用

伴随我国大规模新能源接入和用电峰谷差日趋增大,调峰需求逐步提升,而由于我国电源结构不尽合理,调峰电源紧缺,造成电网调峰困难。深度挖掘火电机组深度调峰能力,分析其运行特性,在常规优化模型的基础上,引入深度调峰出力平稳段运行时间、最小深度调峰时间等约束,并对机组最大最小出力、爬坡等常规约束进行改进,建立考虑火电机组深度调峰的实时发电计划优化模型。采用广东电网实际运行数据进行算例分析,结果满足电网实际运行需求。     

考虑火电调峰主动性与需求响应的含储能电力系统优化调度

风电等可再生能源大规模并网,对电力系统调峰能力提出了更高要求。分别从源、荷、储3方面挖掘系统的调峰能力:首先,在负荷侧利用价格型需求响应引导用户主动参与负荷调整,降低系统峰谷差;然后,在考虑火电机组调峰成本与调峰补偿的基础上,加入火电机组调峰主动性约束,该方法利用经济手段提高了火电机组主动调峰的意愿,为风电上网挤出空间;其次,在火电厂侧配置储能设备辅助调峰火电机组共同参与到系统的调峰辅助服务中,相当于增加了火电机组调峰深度;最后,以系统经济性最优和弃风率最小为目标函数,构建了考虑火电深度调峰主动性与需求响应的含储能电力系统优化调度模型,并给出算例分析,验证所提模型提升了系统调峰能力以及促进了系统对风电消纳。