基于风电消纳的梯级水电实时调度策略及其评价方法

针对系统调峰能力不足引起的弃风现象,提出了一种基于风电消纳的梯级水电实时调度方法。该方法以风电出力波动最小为目标函数,考虑梯级水电约束和外送功率限制,建立了梯级水电-风电联合调度模型。并提出梯级水电-风电联合运行评价指标,从风电消纳、库容安全、经济性三方面对该调度策略做出评价。最后以甘肃黄河流域刘家峡～乌金峡共8座梯级水电站与甘肃河西风电基地为研究对象进行仿真分析。仿真结果表明,采用梯级水电-风电联合调度策略能显著增进风电消纳。     

考虑降低碳排放的多源微网经济调度方法

在低碳电力的背景下,含多种新能源的微网系统成为节能减排的重要模式.为保证新能源消纳同时兼顾微网的经济性与环保性,本文将碳交易机制引入微网的运行调度模型中,构建了含风电、光伏发电、燃气轮机的微网优化调度模型.该模型综合考虑了碳交易成本,风电、光伏发电的运行成本和外购能源成本以及电力平衡的相关约束.算例对本文模型与传统无碳...     

蓄热电锅炉参与受阻风电消纳的源荷优化控制方法

随着风电接入电网比例的不断提高,冬季供暖期常规电源调峰能力不足造成的风电消纳受阻问题凸显。而在"三北地区"快速发展的大容量蓄热电锅炉负荷具有良好的可时移和连续调节特性,若参与系统调节,可有效提高系统的调峰能力,缓解风电消纳受阻问题。基于此,提出了一种蓄热电锅炉参与受阻风电消纳的源荷优化控制方法。首先基于冬季供暖期系统"下调峰"能力不足造成风电受阻的问题,分析了蓄热电锅炉负荷的可调节特性,以及蓄热电锅炉负荷参与调节消纳受阻风电的作用机理;然后,以受阻风电消纳量最大和蓄热电锅炉用电成本最小为优化目标,建立了蓄热电锅炉参与受阻风电消纳的源荷优化控制模型并进行求解,提出了源荷优化控制方法。最后,利用某区域电网实际运行数据进行仿真分析,验证了蓄热电锅炉的优化控制对提高冬季供暖期风电消纳水平的可行性和有效性。     

含电转气的电—气互联综合能源系统低碳经济运行

针对当前电力系统中弃风现象严重以及二氧化碳排放量高的问题,提出一种含电转气的电—气互联综合能源系统低碳经济调度模型,引入经济折算系数将二氧化碳排放量折算到经济维度和系统的运行成本共同组成综合成本最低的目标函数,并考虑含电转气的电力系统及天然气系统的能流模型与安全约束,用内点法予以求解。采用修改的IEEE 30节点电力系统和比利时20节点天然气网络进行算例分析,通过比较4种不同模型下的综合成本与二氧化碳排放量,验证所提模型能有效兼顾系统运行的低碳性和经济性,同时大大提高消纳风电能力。取不同经济折算系数会得到低碳性与经济性不同侧重的最优调度结果。     

风电与电动汽车协同并网调度环境与经济模型*

建立了风电与电动汽车协同并网环境与经济优化调度模型。采用Weibull分布模拟风速进而得出风电出力,用蒙特卡罗模拟法模拟定量电动汽车不同V2G模式功率。调度风电与电动汽车协同入网,车主响应系统调度满足与风电、负荷时空互补性,最大程度地消纳风电、减小负荷曲线的波动。以火电机组的运行成本和CO2排放量最小化为目标,应用改进粒子群多目标优化算法求解模型,在MATLAB环境下仿真分析比较电动汽车不同V2G模式和入网数量对机组优化结果的影响。     

风电-循环流化床-热电联产机组联合优化调度

并网发电机组整体的调峰调频能力影响着电网消纳风电负荷的能力,火电机组在一定时期内仍然是补偿风电的首选。但主流的普通煤粉锅炉机组,其调峰调频能力难以达到要求。对比发现,循环流化床机组调峰能力优良但调频能力差,而热电联产机组调峰能力差但调频能力优良。对此,将同一发电集团的风电场同循环流化床锅炉机组、热电联产机组组成一个联合调度体,并分析了不同调度模式下的整体收益,探究了循环流化床锅炉机组调峰能力对热电设备的替代效用。算例分析表明,在消纳风电量相同的条件下,所提模型经济性要高于热电设备消纳方案。     

风电与电动汽车协同并网调度环境及经济模型

建立了风电与电动汽车协同并网环境及经济优化调度模型.采用Weibull分布模拟风速进而得出风电出力,用蒙特卡罗模拟法模拟出定量电动汽车不同V2G模式下的充放电功率.调度风电与电动汽车协同入网,车主响应系统调度并满足与风电、负荷时空互补性,最大程度地消纳风电、减小负荷曲线的波动.以火电机组的运行成本和SO_2排放量最小化为目标,应用改进粒子群多目标优化算法求解模型,在Matlab环境下仿真分析比较电动汽车不同V2G模式和入网数量对机组优化结果的影响.     

风电并网系统的区间动态经济调度方法研究

大规模风电并网对电力系统的优化调度提出了新的挑战。通过用三元区间数刻画负荷与风电输出功率的不确定性,建立了区间动态经济调度模型。模型以常规机组的发电成本最小为目标,考虑了对应净负荷区间中值和区间上下限的机组出力调整约束;引入了调度权重的概念,通过对不同权重下机组出力的比较,分析了以三元区间数刻画负荷和风电输出功率的不确定性对系统有功调度的影响。利用MATLAB二次规划程序包对所建模型进行求解,以IEEE-30节点系统为例进行了仿真分析,仿真结果表明所列区间动态经济调度模型对风电与负荷的随机变化具有较好的适应性。     

考虑需求响应和风电不确定性的能源系统调度

将价格型需求响应的影响因素分为电、气分时自弹性和电-气交叉价格弹性,两者分别考虑价格调控下能源需求在时间、类型上的转移. 依据模糊数的物理意义对风电历史数据进行拟合;考虑不同场景的发生概率对不确定性的影响,提出基于多场景的模糊优化模型. 依据模糊规划理论,考虑价格型需求响应、风电出力和系统负荷的不确定性,建立考虑风电消纳的电-气综合能源系统源荷互动日前模糊优化调度模型. 采用模糊期望约束、模糊机会约束的等效处理方法和天然气气潮流线性化方法将非线性约束转化为线性约束并求解该模型. 算例表明,通过考虑价格型需求响应和风电不确定性,可以更加准确地模拟在不确定的市场环境下,用户在不同能源间的选择行为,同时降低用能的峰谷差,提高风电的消纳能力.     

热电联产中电锅炉调峰问题

为充分利用风能进行发电,减少化石燃料的燃烧量,需要解决将风电并入电网带来的弃风问题.采用在二级热网设置调峰电锅炉的方法来消纳过剩的风电,通过合理分配各机组的出力来降低整个电力系统的运行成本,建立了考虑风电的热电联产电力系统优化调度模型,以机组的煤耗量作为目标函数.考虑到风电的消纳问题,设置了反映煤耗量和弃风量的适应度函...     

风电—光伏—光热发电系统联合优化运行研究

“风光热储”是近几年多种新能源互补发电的新模式,以有效解决用电高峰期和低谷期存在的电力输出不平衡问题,并提高能源利用率,实现清洁发展。为此研究了光热电站的运行机理和工作模式。建立了风电—光伏—光热发电系统联合优化运行模型,以高优先级优化匹配调度曲线的程度,以低优先级优化联合系统的可再生能源消纳能力。为提高风力发电、光伏发电并网的可靠性,采用预测误差描述二者出力存在的不确定性,并采用样本均值近似法对其进行了确定化处理。然后对优化模型中的非线性因素进行了线性化处理,最后调用Cplex求解器得出联合系统最佳调度方案。结果表明,光热电站可以调节联合发电系统的上网功率,使其尽可能满足调度曲线的需求;另外,采用样本均值近似法处理不确定变量,并且将优化模型线性化后,可以更加快速地求出最优解。     

计及用户满意度的蓄热式电采暖与风电互动运行优化策略

随着“双碳”战略目标的提出,要求进一步推进以风、光为主体的清洁能源大规模接入电网。为提升电网风电消纳能力,减少弃风现象,提出计及用户满意度的蓄热式电采暖与风电互动优化运行模型。首先,分析蓄热式电采暖设备参与风电消纳的运行机理;然后,在综合考虑风电消纳、经济性以及用户满意度等方面的优化需求后,建立蓄热式电采暖与风电联合运行的多目标优化模型,并采用一种基于灰色关联分析与改进混沌粒子群算法的电网优化运行模型求解方法;最后,基于某电网数据仿真,提出满足系统优化运行需求的方案。算例结果表明：模型可有效地增加风电消纳能力,减少设备运行成本,满足用户对温度的舒适体验,为未来的蓄热式电采暖以及风电的投资提供决策支持。     

考虑电热需求响应的光热-电热综合能源系统源荷协调经济调度

负荷侧灵活性资源协同源侧多模式供热有利于电热综合能源系统低碳运行,为缓解“三北”地区“风热冲突”现象、提高风电消纳量从而降低系统碳排放量提出一种计及电热需求响应的光热-电热综合能源系统源荷协调经济调度模型。源侧通过配备储热装置的光热电站(Concentrated Solar Power, CSP)和电加热装置(Electric Heater, EH)协同热电联产机组(Combined Heat and Power, CHP)供热在一定程度上解耦其“以热定电”工作模式,网侧建立了稳态电热潮流,荷侧计及电热需求响应,模型的综合优化目标考虑了系统总运行成本、弃风惩罚成本及碳交易成本。基于改进的IEEE30电网与6节点热网系统对所建立模型进行仿真,算例结果表明源荷协调运行可有效降低系统总调度成本、提高风电并网发电量及减少系统碳排放量。     

风电动态接纳区间与备用的协调优化

消纳问题是制约大规模并网风电高效利用的瓶颈,而调度决策是消纳并网风电的核心问题。根据风电功率预测误差概率分布及功率波动概率分布与备用需求变化间的关联关系,建立并网风电的备用需求模型,定量的表示风电出力的不确定性。在调度决策中,将风电视为可“主动”参与调度的电源,构建了风电动态接纳区间与备用协调优化的调度模型。模型计及了风电的不确定性,通过制定合理的风电并网容量区间计划和机组出力计划,在保证系统运行安全性的同时兼顾了系统运行的经济性,为含大规模并网风电系统最大程度地合理消纳风电提供了方法。     

基于风电可调节不确定代价的风光柴储联合优化调度

针对孤岛微电网中间歇式能源出力的不确定性问题,基于可调节风电的不确定代价,考虑蓄电池储能系统和柴油发电机组的控制特性.在系统稳定供电的前提下,以系统运维成本、污染物排放量为目标,引入可调负荷充放电等相关约束,建立孤岛微电网能量优化调度模型,优化储能充放电与柴油机组出力.并在此基础上,利用改进粒子群算法对模型进行求解,根据所建模型三种情景对比,进一步分析9个不同调度区间系数对调度结果的影响机理,算例仿真验证了可调节风电不确定代价优化模型和优化方法的有效性和可行性.     

计及碳排放权交易的风电储能协同调度优化模型

为了缓解风电出力的随机性和间歇性对电网安全稳定运行产生的影响,提升电力系统的风电消纳能力,基于传统风火电节能调度优化模型,引入碳排放权交易和储能系统,构建了碳交易、储能系统及两者共同参与下的系统风电消纳优化模型。以10台火电机组和2 800 MW的风电场构成模拟仿真系统,分析碳交易和储能系统对系统消纳风电的影响。算例分析显示,碳交易的引入能够提升具有清洁特性的风电并网电量,减少系统发电煤耗;储能系统的引入有利于平缓风电输出功率,抑制功率波动幅度;同时引入碳交易和储能系统对提升电力系统风电消纳能力的优化效果达到最佳。     

面向规模化风电消纳的电-气-氢能源互联系统协同规划

高比例风电接入系统趋势下,考虑将规模化新能源转化为氢气等清洁气体,配合燃气设备发电,以解决可再生能源消纳和减少碳排放问题。首先介绍了电-气-氢能源互联系统能流结构框架和关键设备运行模型;其次,计及源、荷的不确定性,构建含燃气机组、储氢装置、燃料电池以及电转气(Power To Gas, P2G)设备的优化规划模型,通过二阶锥松弛和分段线性法将其转化为混合整数线性规划模型进行求解;最后采用IEEE-9节点电力网络和7节点天然气网络联合系统进行算例验证。结果表明,储氢装置及燃料电池的应用,降低规划总成本的同时能够提升风电消纳和减少碳排放,且考虑不确定性的规划方案能够提高系统灵活性,保证系统可靠运行。     

基于机会约束的含多风电场动态经济调度

为了解决风电出力的不确定性给电网安全运行带来的威胁,提出基于快速傅里叶变换(FFT)快速计算卷积化简机会约束规划的动态经济调度算法.针对多个风电场同时接入系统的复杂情况,在风电出力概率和负荷预测的基础上,保证正、负旋转备用能满足负荷和风电实际出力的波动,应用机会约束规划建立了考虑失负荷和弃风风险的含风电场电力系统动态经济调度模型;利用FFT快速计算卷积求取联合变量的概率分布以将机会约束转化为确定性约束简化得到确定性模型,并用CPLEX进行求解,该方法大大减少了算法的运算时间.以修改的10机39节点系统为算例验证了所提调度模型的正确性及化简方法的有效性.     

基于改进萤火虫算法的含风电系统环境经济调度

人们对环境保护意识的提高以及风电渗透率的不断攀升,使得电力部门对含风电系统的调度提出更高要求。为了在降低碳排放量及促进风电消纳的同时将发电成本控制在最低,该文建立考虑环境与经济指标的含风电系统环境经济调度模型,模型中的目标函数考虑火力发电成本、旋转备用成本、碳排放权交易成本、风力发电成本及弃风惩罚成本。针对传统萤火虫算法寻优过程中易出现的振荡问题,该文提出一种变步长萤火虫算法对模型进行求解。结合修改后的IEEE 39节点算例进行仿真分析,仿真结果验证了所提模型的可行性以及变步长萤火虫算法求解此类问题的有效性。     

一种分时段多目标火电机组实时调度策略及可再生能源消纳能力评估

在可再生能源大规模入网、调频调峰资源严重不足的背景下,兼顾火电机组灵活性及经济性,推动火电机组主动参与电网调峰调频,对最大化消纳可再生能源具有重要意义。提出一种分时段多目标火电机组实时调度策略,根据超短期预测数据,通过经济-消纳目标函数转换,修正火电机组下一时段出力曲线;提出消纳充裕度评价指标,综合评价所提控制策略效果。以西北地区某实际风火联合运行系统为仿真算例,评估其可再生能源消纳能力,验证了所提控制策略的有效性。