考虑可变速抽水蓄能机组运行特性的低碳调度

针对恒速抽水蓄能机组在调度过程中调节范围小的缺点,当扬程偏离额定值时造成抽水效率降低,提出采用可变速抽水蓄能机组投入电力系统低碳调度,发挥可变速抽蓄机组的运行范围宽效率高的优点。在含有风、火和水电及抽水蓄能机组的系统短期优化调度中,采用图论中的最小费用流算法,建立以系统CO2排放量最小为目标的模型,考虑网络损耗和可变速抽蓄机组运行特性,采用扩展水电调峰法进行负荷分配,利用LINGO11软件对含有二次约束的目标函数进行求解。算例分析表明,考虑可变速抽水蓄能机组的运行特性,能更好地发挥抽蓄机组调峰作用,对实现电力系统的低碳调度具有一定的现实意义。     

计及抽蓄电站调峰运行的水火电优化调度

抽水蓄能电站具有优良的调峰填谷能力,能减少火电机组的调峰压力,增强整个电网的调峰能力。首先,将抽水蓄能电站抽水机组消耗的有功假设成电网中的"可中断负荷",修正了总负荷水平方差的表达式,建立计及抽蓄电站调峰运行的水火电优化调度模型。之后,通过AMPL平台调用高效商业求解器IPOPT对其进行求解。基于湖南黑麋峰抽水蓄能电站的实际数据,选择丰水期典型日的计划负荷曲线进行数值仿真,比较调度前后火电机组与抽水蓄能电站的出力、火电机组深度调峰与启停调峰次数以及弃水调峰电量,验证了该模型在提高电网调峰能力方面的有效性。     

计及抽水蓄能和火电深度调峰效益的抽蓄-火电联合调峰调用顺序及策略

针对抽蓄与火电机组联合调峰同步调用(synchronous dispatching of pumped storage-thermal,SDPT)、抽蓄定时抽发调用(timing dispatching of pumped storage-thermal,TDPT)顺序及策略所存在的问题,统筹抽蓄的调用效益和火电深度调峰经济性,提出了抽蓄-火电分层调用顺序及策略,建立了抽蓄-火电联合调峰分层优化调度模型(hierarchical optimal dispatching of combined peak-shaving of pumped storage-thermal,HDPT)。其中上层模型以改善净负荷峰谷波动性最优和抽蓄的调用效益最大为目标优化抽蓄机组出力;下层模型计及火电深调成本和弃风惩罚成本,以系统总调峰成本最小为目标优化火电机组出力。最后以某实际区域系统为例,仿真对比了TDPT、SDPT、HDPT 3种方案,得出所提方案可大幅改善系统调峰经济性和火电调峰经济性,减小弃风率,并大幅提高抽蓄机组利用率。研究结果可为抽蓄调度决策提供参考。     

风-光-蓄-火联合发电系统的两阶段优化调度策略

针对风电、光伏出力的随机性、间歇性和波动性而导致其在大规模接入电网时对电网发电计划制定和调度产生的影响,提出一种风-光-蓄-火联合发电系统的两阶段优化调度策略。利用抽水蓄能的抽蓄特性,将风电和光伏出力进行时空平移,使风-光-蓄联合出力转变为稳定可调度电源,具备削峰填谷的功能,与火电机组共同参与电网调度。以风-光-蓄联合出力最大和广义负荷波动最小作为风-光-蓄联合削峰模型的优化目标,火电机组运行成本最小作为经济调度模型的优化目标,建立两阶段优化调度模型,分别采用混合整数规划方法和粒子群算法求解。改进IEEE-30节点算例系统仿真结果表明：所提调度策略可以提高风能和太阳能的利用率,缓解火电机组调峰压力,大幅降低风电的反调峰特性对电网的影响,从而保证电力系统安全、稳定、经济运行。     

基于风-光-蓄-火联合发电系统的多目标优化调度

针对风电、光伏出力的随机性、间歇性和波动性而导致其在大规模接入电网时对电网发电计划制定和调度产生的影响,提出了含风-光-蓄-火联合发电系统的多目标优化调度模型。利用抽水蓄能的抽蓄特性,将风电和光伏出力进行时空平移,使风-光-蓄联合出力转变为稳定可调度电源,具备削峰填谷的功能,与火电机组共同参与系统优化调度。以风-光-蓄联合出力最大、广义负荷波动最小和火电机组运行成本最小作为目标函数,建立多目标优化调度模型,通过多目标处理策略,使目标函数简化为2个,以降低问题维数;在求解阶段,利用分层求解思想,将模型划分为两层,分别采用混合整数规划方法和机组组合优化方法进行求解。10机测试系统仿真结果表明:所建模型可以提高风能和太阳能的利用率,缓解火电机组的调峰压力,大幅降低风电反调峰特性对电网的影响,从而保证电力系统安全、稳定、经济运行。     

抽水蓄能电站水泵水轮机S特性解决方案探讨

正1抽水蓄能电站概况黑麋峰电站位于湖南省长沙市望城区桥驿镇境内,是湖南省第一座抽水蓄能电站。电站安装4×300MW单级立轴混流可逆式机组,总装机容量1200MW,设计年发电量16.06亿k Wh,年抽水耗用低谷电量21.41亿k Wh,年发电利用小时数1338h,年抽水利用小时数1732h,主要担负着湖南及华中电网的调峰、填谷、调频、调相及事故备用等任务。黑麋峰电站机组基本参数见表1。     

基于灵活性裕度的含风电电力系统源荷储协调滚动调度

新能源渗透率提高增加了电力系统调度运行难度,电力系统灵活性不足严重影响了新能源消纳和电网安全运行。从灵活性资源出力特性和灵活性供给能力角度入手,基于电力系统灵活性裕度指标,以最大抽蓄调峰效益、最大风电消纳电量、最小机组运行成本和最小可中断负荷调用成本为目标,计及电力系统运行约束,建立源荷储多种灵活性资源统一协调滚动调度模型。基于协调调度思想,优化日前每个调度时段各灵活性资源出力,然后利用日内超短期风电预测数据,滚动修正各灵活性资源出力状态。最后通过算例验证了模型及其调度方法的有效性和可行性。     

考虑调峰与储能特性的抽蓄电站服务电网综合评价

在“双碳”总目标的引领下,新能源进入高速发展阶段,但其随机性和不稳定性给电网带来影响,需要配备大规模可灵活性调节的储能进行保障。抽水蓄能作为电力系统的主要调节电源,在促进新能源消纳、调峰、储能等方面发挥着重要作用;而综合评价抽蓄电站服务电网的能力,对于引导抽蓄电站合理运行和布局,以更好地发挥其作用具有重要意义。传统的抽水蓄能评价模型无法量化评价抽蓄的储能和促双碳的作用,该文提出了一种考虑调峰与储能特性的抽蓄电站服务电网综合评价方法。针对抽水蓄能调峰和储能的特点及其对双碳的促进作用,提出相关指标,建立抽蓄电站综合评价指标体系;由属性层次模型确定各层次指标的权重,引入物元可拓理论构建考虑调峰与储能特性的抽蓄电站服务电网综合评价模型;通过实例对所采用的综合评价模型进行验证分析。研究结果量化了抽蓄电站的储能和促双碳作用,可为“双碳”背景下抽水蓄能的综合评价提供支撑。     

基于日调峰模式的梯级电站长期调峰效益模型

多源电网环境下水电调峰能力的充分发挥能带来更大的经济效益。考虑水电站年内不同时段日调峰曲线存在差异性,首先基于日调峰运行数据利用场景同步回代缩减方法提取了单峰、双峰及月典型三种典型日调峰曲线及发生概率,其次拟合三种模式下的调峰电价曲线并依据调峰利用小时数生成调峰电价系列,最后构建梯级电站长期调峰效益优化模型并以动态规划求解。以三峡–葛洲坝梯级水电站为研究对象,计算结果表明,该模型能较好地在水电站长期调度中反映短期调峰模式的影响,显著提高调峰效益,为长期调度方案的制定提供决策支持。 关键词：日调峰模式;调峰电价曲线;调峰效益模型;场景缩减技术;优化调度     

计及核电风险量化的多源互补调峰调度方法

为了应对大规模可再生能源并网造成的电力系统灵活经济调峰难题,本文提出了一种计及核电风险量化的多源互补调峰调度方法。首先,分析核电低负荷的调峰机理,并考虑其调峰风险量化指标,从而实现核电的经济安全运行;然后,以总运行成本最低为优化目标,在目标中权衡弃风光损失和不同电源参与调峰增加的发电成本,建立含风、光、火、核、抽蓄的多源互补调峰调度模型,并对模型进行求解;最后,实际算例证明了所提优化调度模型的有效性。算例结果表明,与火电调峰、无储能参与的核电调峰相比,所提模型可减少弃风弃光量94.17%,碳排放下降1.24%,进而验证了多源互补模式不仅可提升高比例风光电网调峰能力,而且可实现多源互补系统的低碳经济运行。     

抽水蓄能机组参与湖南电网低谷调峰特性的研究分析

基于湖南电网负荷水平和调峰形势,着重从电网丰水期及冬季枯水期典型负荷日的负荷特性、机组调峰性能、电源组成比例等方面,分析抽水蓄能机组参与电网调峰的必要性。根据抽蓄机组抽水工况并网流程及有功曲线特性,针对其对省网联络线功率调整可能会带来的问题,从开机策略上为调度员用好抽蓄机组给出相应的建议。     

湖北新能源出力特性分析及对电网的影响研究

新能源出力特性的研究对于低碳经济发展大背景下电力系统的规划运行至关重要。由于新能源出力的不确定性和随机性将对传统电网规划、设计和运行带来一定的影响。湖北风能和太阳能资源较为丰富,发展较为迅速。根据湖北新能源发电和负荷的历史统计数据,详细分析了影响电网的相关因素,包括新能源出力特性、湖北电网负荷特性、湖北电网调峰能力等,并指出新能源会恶化负荷特性,减小火电利用小时数,恶化系统的调峰能力等。这些结果对电网的规划设计和调度运行提供一定的依据。     

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。     

风电接入后考虑抽蓄-需求响应的多场景联合安全经济调度模型

针对风电反调峰性和不确定性,结合抽水蓄能与需求响应各自优势,提出一种风电-抽蓄-需求响应-火电联合安全经济调度新模型。针对负荷转移在时间及电量上的双重属性,设计二维阶梯交叠式成本函数,结合可中断负荷容量及电量成本进而形成需求响应综合成本模型;在考虑抽蓄电站相关约束和系统安全约束基础上,构建基于预测场景和随机场景的调度决策综合成本评估体系。在10机节点系统上通过评估体系对所提模型进行算例仿真,结果表明,所提模型能够进一步降低系统运行成本、延缓投资并减小风电场弃风,增强系统运行经济性。     

黑麋峰机组调相运行对提升湖南电网暂态电压稳定水平的影响分析

研究湖南电网黑麋峰抽蓄机组调相运行对湖南电网暂态电压稳定水平的影响。首先介绍机组调相运行励磁系统和水机设备本体的基本情况。然后分析湖南电网存在的暂态电压稳定问题。从大负荷时段全省整体供电能力和省内清洁能源消纳的角度,综合评估机组调相运行对电网暂态电压稳定水平的影响。最后仿真对比分析结果表明了黑麋峰抽蓄机组调相运行后,电网暂态电压支撑能力和清洁能源消纳能力得到了增强,有效提升了湖南电网的电压稳定水平。     

考虑源侧灵活性改造及可调节电热负荷的电热联合调度模型

在对电热联合系统源侧灵活性改造的基础上,协调运用电热柔性负荷以进一步增强系统风电消纳能力。建立了纯凝火电机组深度调峰运行成本、补贴及分摊模型,以蓄热罐蓄放热特性为基础建立了配置蓄热罐后的等效热电机组调节范围扩展模型,并以弃风开启的调峰电锅炉为可调节电负荷、其输出为可调节热负荷,构建了以总运行成本最小为目标、综合考虑热电机组调节范围扩展、火电机组深度调峰改造及负荷侧可控电锅炉3种弃风消纳方案的电热联合系统优化调度模型。算例分析表明,所提模型能够对3种方案的任意组合场景进行仿真,且能在利用源侧灵活性的同时挖掘负荷侧调节潜力,依次调度成本低、消纳效果好的可调度资源,实现弃风的低成本梯级消纳。     

考虑源侧灵活性改造及可调节电热负荷的电热联合调度模型EI北大核心CSCD

在对电热联合系统源侧灵活性改造的基础上,协调运用电热柔性负荷以进一步增强系统风电消纳能力。建立了纯凝火电机组深度调峰运行成本、补贴及分摊模型,以蓄热罐蓄放热特性为基础建立了配置蓄热罐后的等效热电机组调节范围扩展模型,并以弃风开启的调峰电锅炉为可调节电负荷、其输出为可调节热负荷,构建了以总运行成本最小为目标、综合考虑热电机组调节范围扩展、火电机组深度调峰改造及负荷侧可控电锅炉3种弃风消纳方案的电热联合系统优化调度模型。算例分析表明,所提模型能够对3种方案的任意组合场景进行仿真,且能在利用源侧灵活性的同时挖掘负荷侧调节潜力,依次调度成本低、消纳效果好的可调度资源,实现弃风的低成本梯级消纳。     

风-光-抽蓄零碳电力系统多时间尺度协调调度模型

高比例新能源并网带来的波动性影响和新能源消纳水平不足已成为新型电力系统中亟须解决的问题。为此,基于风、光、负荷预测精度随时间尺度缩短而逐级提高的特点和抽蓄机组日内灵活调节特性,建立风-光-抽蓄零碳电力系统多时间尺度协调调度模型。以运行成本最小为目标,建立日前24 h发电计划、日内1 h发电计划和实时15 min发电计划。通过多时间尺度的协调配合,保证风、光、抽蓄出力良好跟踪负荷,逐级修正发电计划。以含6台抽蓄机组的风-光-抽蓄零碳电力系统为例开展仿真分析,结果表明所提多时间尺度协调调度模型有利于减少系统弃风、弃光量,且系统消纳风光的能力与抽蓄电站装机容量有关。     

敦化抽水蓄能电站接入后电网稳定特性及控制措施

敦化抽蓄电站4台机组预计将于2022年全部投运,电站接入系统后可显著提高东北电网调峰能力、降低电网弃风弃光压力,但因其接入位置的特殊性,在热稳定、电压控制、动态稳定等多方面对东北电网和吉林城网的稳定运行造成影响.基于2022年东北电网规划数据,通过潮流、小干扰分析、时域仿真分析等方法,从多方面研究敦化抽蓄电站投运后电网安全稳定存在的问题,指出制约敦化抽蓄电站发电能力和近区电网输电能力的主要因素并提出了相应的改善措施,可为敦化抽蓄电站投运后电网实际运行提供参考.     

区域电网水火电系统短期协调控制方法及应用实践

以我国水电主要受端华东电网为背景,提出了特高压直流水电和区内多电源混联的水火电系统短期协调控制方法,以多电网调峰为优化目标,耦合逐次关联搜索、改进切负荷以及直流水电网间协调分配方法和抽水蓄能电站状态交替搜索方法,优化水电、火电、直流联络线和抽蓄电站等电源出力,并以峰荷差异合理分配网间受电,满足多个省网调峰要求。所提方法已集成到华东网调水火电协调优化系统,并通过华东电网某年实际调度数据验证了方法的可行性和实用性。