考虑需求响应的源荷协调多目标优化方法

大规模风电并入电网时,常规电源调峰能力不足,导致风电消纳受阻,而电解铝和电动汽车负荷具有可调节能力,能够消纳一定风电。因此,该文提出一种考虑需求响应的源荷协调多目标优化方法。首先,基于电解铝负荷与电动汽车负荷的响应能力,建立以弃风电量和系统运行成本最小的源荷互动调峰多目标优化模型;其次,采用NSGA-2算法对模型进行求解,获得Pareto最优解集,并利用满意度评价方法选取最优折衷解,从而得到可调节负荷参与受阻风电的决策方法;最后,通过IEEE33节点对系统进行仿真,并与传统调度方案进行对比,验证了所提方法的优越性和可行性,为可调节负荷参与消纳受阻风电提供技术支持。     

多形态可控负荷参与风电消纳的荷源优化模型

针对我国大规模风电消纳受阻问题,提出了多形态可控负荷参与风电消纳的荷源优化模型。文章分析了多形态可控负荷参与调节对消纳受阻风电的影响,研究了多形态可控负荷的调节特性,并建立了可调节模型。在此基础上,分别建立了多形态可控负荷参与风电消纳的日前荷源电量优化模型以及日内功率优化模型,并综合日前、日内荷源优化模型,建立了多形态可控负荷参与风电消纳的荷源优化模型。采用该模型可深入挖掘多形态可控负荷的互补调节能力,提高风电消纳水平。通过算例验证了该荷源优化模型的可行性和有效性。     

风电与电动汽车协同并网调度多目标优化模型

建立了风电与电动汽车协同并网调度多目标优化模型。首先调度风电和电动汽车协同入网,优化电动汽车充放电时间和功率来适应风电和负荷的波动,最大程度地消纳风电,减少净负荷峰谷差;然后对火电机组负荷进行经济分配,达到可调度协同并网的经济性。对可入网电动汽车数量进行敏感性分析,结果表明,电动汽车入网数量越多,削峰填谷效果越好。文章通过算例证明了所提模型的有效性和合理性。     

电动汽车与风电机组协同作用的微电网经济调度

构建以风电机组、电动汽车和汽轮机等为核心的微型电网系统,通过蒙特卡洛法对电动汽车的充放电功率进行分析,并结合酒泉某风电基地风电出力数据,以总运行成本最小为目标构建风电与电动汽车协同调度模型,分析电动汽车对增强风电消纳的调节作用,最后通过IEEE 9节点微型电网算例验证调度模型与优化算法的有效性,为今后发展智能电网的多资源协调互补利用提供依据。     

聚合商模式下电动汽车消纳风电研究

电动汽车协同新能源共同规划为新能源的充分利用带来新机遇。文章研究了聚合商模式下的电动汽车消纳弃风的调度策略;设计了聚合商、电动汽车车主、风电场三方共同获利的合作方法;提出了包含电动汽车的可信度和剩余电量的电动汽车可调度潜力评估方法;对参与聚合商充放电控制的电动汽车进行排序,建立了考虑风电出力不确定性的聚合商协同风电场消纳弃风的优化调度模型。该模型以聚合商收益最高为目标函数,在分析购电分时电价、电动汽车充电分时电价的基础上,结合各类基础参数对模型进行求解。文章以上海某区域为研究对象进行算例仿真,验证了所提策略既能使三方获利,又能取得消纳部分弃风和减轻电网负荷高峰的效果。     

考虑系统附加调峰需求的荷源协调控制模型

在荷源协调控制过程中,存在高载能负荷与风电特性不匹配的问题,导致不能充分利用负荷调节能力,受阻风电消纳效果有限。文章在分析高载能负荷的调节特性和大规模风电出力特性的基础上,提出了在受阻风电短时较低的时段,采用附加调峰功率进行填补供电,来解决高载能负荷与风电特性不匹配问题。文章建立了以最小附加调峰需求最大化消纳受阻风电的荷源协调控制模型,并通过算例仿真验证了所建立模型的有效性。     

基于负荷参与的源荷互动调峰多目标优化方法

大规模风电并网后,外送通道狭窄以及常规电源调峰能力不足导致弃风问题严重,为此,需要寻求提高风电消纳能力的新途径。分析了高载能负荷、电热锅炉和电动汽车负荷的可调节特性,基于各类负荷的可调节能力,建立以消纳风电最大和系统运行成本最小的源荷互动调峰多目标优化模型,并采用改进遗传算法进行求解。通过算例验证了调峰优化方法的可行性与有效性。     

电动汽车与风电协同入网的双层优化策略

文章提出了一种电动汽车(EV)与风电协同入网的双层优化模型。该模型上层以电动汽车与风电协同入网时负荷方差与充电站运营商购电成本最小为目标,得到电动汽车与风电联合的负荷指导曲线。模型下层以电动汽车和风电实际等效负荷与负荷指导曲线偏差最小为目标,进行实时负荷跟随。为保证电动汽车进行有序的充放电,提出了用户综合评价系数和放电影响因子等电动汽车参数,对电动汽车进行队列划分和充放电优先级排序。仿真结果表明,电动汽车与风电协同优化调度,不仅能够减小风电预测误差的影响,促进风电消纳,还能增加充电站运营商的收益,同时实现削峰填谷的目的。     

考虑风电波动性的源荷优化调度策略

针对风电波动性和随机性及电网调节能力不足的问题,在分析风电波动特性的基础上对风电波动过程进行划分,基于聚类算法以风电波动量和持续波动时间为特征向量划分风电波动类型,并提出一种源荷优化调度策略。针对不同类型的风电波动,日前优化模型以系统运行成本最优为目标安排高载能可连续、可离散负荷进行消纳;日内优化模型以风电消纳量最大为目标,通过调节可连续调节负荷来追踪风电波动。最后通过自适应惯性权重粒子群算法求解模型,验证了所提调度策略的有效性。     

考虑风电消纳的电热联合系统多源协调优化运行

为解决中国"三北"地区风电消纳问题,从提升电力系统调节能力的角度出发,通过在供热侧配置储热、供电侧配置抽水蓄能,与常规机组共同参与电网优化调度,形成电热联合系统多源协调运行的调度模式。在研究电热负荷与风电出力分布特性的基础上,深入分析电热联合系统多源协调对风电消纳的影响机理,以风电消纳电量最大和系统运行成本最小为目标建立电热联合系统多源协调优化模型,并采用多目标和声搜索算法对模型进行求解。以6节点系统为例验证了模型的有效性,结果表明电热联合系统多源协调运行可有效降低系统运行成本,提高风电消纳水平。     

风电并网下含核电受端电力系统调峰问题研究

  目的  随着风电装机规模和比重的不断提升,受风电反调峰特性的影响,含核电的受端电力系统（如广东电网）在汛期的调峰问题将更为凸显。为了保障多类型电源协调发展和电网的安全可靠运行。  方法  针对风电并网下含核电的受端电力系统调峰问题,在充分分析国内外核电机组参与调峰情况及其技术经济性的基础上,结合常规确定性调峰校核方法存在的不足,提出了确定性与概率性相结合、典型周/典型日和全年8 760 h全景模拟相结合的系统调峰平衡分析方法。  结果  以我国某沿海省级电网为例,采用所提方法,分析不同风电和外电场景下电网的调峰形势,并提出相应措施建议。  结论  所述方法能够发挥确定性与概率性两种方法各自的优点,对系统调峰平衡进行更为全面和有效的分析与校核。     

Research on non-grid-connected wind power/water-electrolytic hydrogen production system

Hydrogen has been recognized as the most promising future energy carrier. At present, industrial hydrogen production processes are not independent of traditional energy resources, which could easily cause secondary pollution. China has abundant wind energy resources. The total installed capacity of wind power doubled every year in the last five years, and reached 26 000 MW by the end of 2009, but over 9880 MW wind turbines were not integrated into grid because of the peak shaving restraint. In this paper, wind power is directly used in water-electrolytic process by some technical improvements, to design non-grid-connected wind power/water-electrolytic hydrogen production system. The system all works properly, based on not only the wind/grid complementary power supply but also the independent supply of simulation wind power. The large-scale fluctuation of current density has little impact on current efficiency and gas quality, and only affects gas output. The new system can break through the bottlenecks of wind power utilization, and explore a diversified development way of large-scale wind power, which will contribute to the development of green economy and low carbon economy in China.     

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。     

热电联产机组的电力调峰运行模式研究

随着社会发展和产业结构的不断调整,用电结构不断变化,广东电力系统面临着日益加剧的调峰问题,系统调峰能力的不足成为制约电力发展的一个重要因素。利用热电联产机组参与调峰是解决上述问题的有效途径。文章从热电联产机组的建模出发,研究发电热耗、供电气耗、热电比与联合循环供电出力、供热量之间的关系,得出影响机组调峰能力的因素及调峰范围,通过对热电联产机组调峰能力的分析,提出热电联产机组应对电力系统调峰的运行模式。     

计及火电深度调峰的高比例可再生能源电力系统日前优化调度研究

针对高比例可再生能源并网,提出含风、光、火、蓄的高比例新能源电力系统多目标日前优化调度模型。该模型考虑在火电机组深度调峰及频繁爬坡等新工况下的火电机组运行成本、污染物惩罚成本以及可再生能源弃电成本,以系统运行成本最低、风光出力最大以及净负荷波动最小为优化目标,采用NSGA-Ⅱ算法进行优化求解。通过对某典型日不同调度场景进行仿真计算,结果表明所建立的系统运行总成本计算模型能够兼顾该系统的经济、环保与消纳,所提出的多目标优化调度策略能够促进高比例可再生能源的消纳,缓解火电机组的调峰压力,降低系统运行总成本,指导电力系统火电灵活性改造,保证电力系统安全、稳定、经济运行。     

Thermal-fluid-solid coupling of electric heat storage device based on wind power absorption

电网调峰能力不足，弃风问题严重，已成为我国风力发电规模进一步扩大的瓶颈。通过配置蓄热装置参与风电调峰，改变传统“以热定电”的约束模式，是解决我国大量弃风问题的一个趋势。提高电热蓄能装置效率及优化蓄热装置分布对于实现有效调峰具有重要意义。本文针对固体电蓄热装置内流动、传热、应力等现象，建立了热-流-固多场三维耦合传热数学模型，采用流-固耦合传热模型将难以确定的热流边界转化为系统内部边界，分析固体电蓄热装置温度场及应力场分布，并对比三种不同孔隙率、电热丝排布方式对蓄热装置温度分布均匀性及热膨胀量的影响。研究结果对提高固体电蓄热装置的效率以及电网调峰具有一定的参考价值。     

Collaborative optimization model of renewable energy development considering peak shaving costs of various flexibility resources

China has set carbon emission goals for 2030 and 2060. Renewable energy sources, primarily wind and photovoltaic power, are being considered as the future of power generation. The major limitation to the development of new energies is the limited flexibility of regulations on power system resources, resulting in insufficient consumption capacity. Thus, the flexible resource costs for peak shaving as well as the reasonable coordinated development and operation optimization of regional renewable energy need to be considered. In this study, a renewable energy development layout configuration analysis method was established by considering the composite cost of a power system, comprehensively analyzing the potential of various flexibility regulation resources for the power system and its composite peak shaving cost, and combining renewable energy output characteristics, load forecasting, grid development, and other factors. For the optimization of various flexible resource utilization methods, a peak shaving cost estimation method from the perspective of the entire power system was established by combining the on-grid electricity prices and operating costs of different power sources. A collaborative optimization model of power system operation that aims at the lowest peak shaving cost and satisfies the constraints of operation, safety, and environmental protection was proposed. Finally, a certain area of Gansu Province was used as an example to perform detailed analysis and calculation, which demonstrated that the model has an optimal effect. This model can provide an analysis method for regional renewable energy development layout configurations and system optimization operations.     

包含风电的电力系统调峰能力计算方法探讨

在我国风电大规模并网的背景下,针对水火电混合系统,结合风电并网后系统负荷特性的变化情况,提出并分析了一种更接近于电网实际调峰能力的计算方法。该方法对风电接入后电网实际调峰能力的研究有借鉴意义。     

考虑风电不确定性的电热系统经济调度

随着风电等新能源大规模并网,其出力的不确定性给电力系统日前调度带来很大挑战。传统的研究方法多是假设风电功率预测误差服从某种概率分布,但风电功率预测误差受到多种因素影响,概率分布模型无法准确描述其特性。为此,采用基于神经网络的组合预测方法对风电功率误差进行建模,再将预测的风电误差加入到包含热电机组、火电机组、风电、储热装置和电锅炉的热电联合优化调度模型中,最后以实际的10机系统为例进行仿真,分析了风电预测误差对机组出力、风电消纳及调度成本的影响。结果表明,与传统方法相比,所建模型可减少机组燃煤成本与旋转备用成本,降低了经济调度成本,提高了风电消纳水平。