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。     

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。     

考虑需求响应的含光热电站可再生能源高渗透率电力系统多源优化调度

在可再生能源高渗透率电力系统中,如何考虑可再生能源发电的不确定性并实现多源协调优化调度是电力系统运行的重要问题。为此,构建了基于光热电站出力灵活调度的多源电力系统随机机组组合优化调度模型,并将需求响应机制引入该模型,以应对可再生能源高渗透率电力系统中光伏、风电的预测误差以及波动性导致的不确定性问题。该模型以多个场景集下的综合成本最优为目标,在兼顾场景多样性的同时,综合考虑系统的综合成本。最后,以改进的IEEE-30节点系统为例,通过多种调度方式的对比,验证了所提模型的有效性与经济性。算例结果表明,所提调度方式总成本较传统方式降低了4.41%,切负荷量减少了93.74%,可再生能源渗透率提高了1.93%。通过源荷两侧的协调调度,该模型能够在降低系统调度成本的同时保证高渗透率电力系统的稳定性与安全性。     

面向灵活资源配置的电力系统超短期优化调度

大规模新能源的并网,导致电力系统的波动性增加,产生较为严重的调峰和爬坡问题。为了研究面向灵活资源的配置如何在超短期优化调度中进行灵活资源的使用以满足系统调峰、爬坡的要求,首先提出超短期时段内的灵活资源运行模型和电力系统优化调度模型;其次,为考虑电力系统灵活性不足时需增加灵活资源的数量,提出灵活资源配置模型,并给出面向灵活资源配置的超短期优化调度流程;最后通过某省实际算例,对灵活资源两种情形的超短期优化调度进行仿真分析,证明了所提方法的有效性。     

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。     

发用两侧参与调峰的现货市场联合出清模式设计

针对新型电力系统下新能源装机容量大,发电侧调峰资源紧缺,弃风、弃光现象严重的问题,文中设计了一种考虑发用两侧参与调峰的现货市场联合出清模式,将发电侧深度调峰、柔性负荷调峰、新能源消纳与现货市场相结合,充分发掘发用两侧的调峰能力。首先,将独立储能和用户作为用户侧调峰资源,并根据用户是否具有实时跟踪调度指令的能力,将其分为灵活调节用户和非灵活调节用户,在此基础上设计了发用两侧参与调峰的日前市场和实时市场出清模式并建立出清模型。其次,综合考虑各市场主体的贡献和受益程度,设计了调峰辅助服务费用的结算与分摊机制。最后,通过算例验证了所提市场模式对于新能源消纳的有效性和合理性。算例分析中,文中所提市场模式相比仅发电侧参与调峰的模式可降低17.3%的弃风弃光量。     

考虑核电参与的调峰优化运行模型

综合考虑核电调峰成本及安全约束,建立了考虑核电参与调峰的优化调度模型。该模型从经济性和安全性两方面定量分析压水堆核电机组的调峰成本,并引入核电安全价值系数实现经济安全的协调平衡,以机组联合运行总费用最低作为优化目标;在调度问题常规约束条件的基础上,计及了考虑调峰深度和线性功率变化速率的工况转换时间耦合约束条件以满足核电调峰安全运行要求。算例仿真验证了所建立模型的有效性;在调峰运行方式下,核电机组满足安全约束要求,并能够根据系统实际需求选择最优调峰深度和功率变化速率;核电机组参与调峰能够缓解常规机组的调峰压力,减少火电机组启停调峰频率,提升电力系统运行的经济性。     

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。     

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。     

含大规模风电及光热电站的电力系统优化调度方法

含储热和电加热的光热电站的出力具有良好的灵活性和可调度性,能够有效提升电力系统调节水平和新能源消纳能力。首先,基于光热电站运行机理,建立含储热及电加热的光热电站运行模型,描述光热电站的能量转换特性及运行约束。进而,以系统运行成本最优为目标,计及系统各项运行约束,建立含大规模风电及光热电站的电力系统优化调度模型,并利用优化软件CPLEX求解模型。该模型综合考虑光热电站提供备用容量能力、系统运行稳定性及整体经济性,从而确定最优日前调度策略。最后,通过IEEE 39节点系统算例仿真验证了该方法的可行性和有效性。     

燃煤火电机组提供调峰辅助服务的成本和效益分析

广西汛期水电消纳与低谷调峰矛盾突出,为避免弃水需充分挖掘燃煤火电机组深度调峰潜力。燃煤火电机组提供调峰辅助服务存在多级调峰过程,应考虑给予涵盖调峰成本的合理补偿。本文针对此问题,首先研究了燃煤火电机组的多级调峰过程及原理,其次从燃煤火电机组的煤耗成本、油耗成本、损耗成本、环境成本等方面对其调峰成本进行综合分析,给出了燃煤火电机组调峰成本数学模型并进行算例分析。在此基础上,进一步提出了燃煤火电机组多级调峰的调度模型,对火电机组参与调峰辅助服务及在其不同补偿力度下的经济效益进行仿真分析,算例采用标准10机系统,应用商业软件GAMS对调度模型进行求解。通过仿真验证了所提出燃煤火电机组调峰成本模型和多级调峰调度模型的有效性。     

考虑调峰主动性的梯级水光互补与火电耦合系统经济调度

为了解决可再生能源大规模并网而引起的电力系统调峰难度增大的问题,根据调峰补偿和分摊,提出一种考虑调峰主动性的梯级水光互补与火电耦合系统经济调度模型。针对多能源耦合系统复杂问题的求解,文中采用分层调度的思想,上层以净负荷波动最小为目标,考虑梯级水电站约束,建立梯级水光互补优化调度模型,并借助帝王蝶优化算法对模型进行求解;下层根据上层的调度结果以系统总调峰成本最小为目标,建立考虑火电深度调峰煤耗特性的经济调度模型,并通过MATPOWER中的MOST工具包以及CPLEX求解。以改进的IEEE 30节点系统进行仿真,结果表明,所提模型能有效提升系统运行经济性与稳定性。     

考虑需求响应与光热电站参与的多源系统优化经济调度

针对新能源消纳及电力系统经济调度问题,提出了一种考虑需求响应与光热电站参与的多源系统优化经济调度方法。首先,建立了需求响应及光热电站模型。然后,引入价格型需求响应(Price-based Demand Response, PBR)、激励型需求响应(Incentive-based Demand Response,IBR)及光热电站参与多源系统调度,并将条件风险价值理论(Condition Value at Risk, CVaR)引入目标函数中刻画不确定性因素引起的系统运行风险,建立了多源系统优化经济调度模型。算例结果表明:协同实施多种需求响应具有更好的削峰填谷效果,引入光热电站配合火电机组可以提高系统消纳深度。条件风险价值理论可以有效反映不确定性引起的系统风险水平,为管理者提供调度决策依据。     

计及含储热光热电站与电锅炉联合运行的供热期弃风消纳策略

为解决西北地区冬季供热期热电联产机组以热定电运行模式下系统风电消纳能力不足的问题,提出了计及含储热光热电站与电锅炉联合运行的供热期弃风消纳策略。该策略通过考虑电锅炉与光热电站联合运行,在利用光热电站的储热系统实现热能的存储与时移利用的同时,由光热电站与电锅炉、热电联产机组一同提供系统热负荷,以此提高热电联产机组的调峰能力,进而促进系统风电消纳。基于IEEE-30节点系统以及甘肃河西电网的算例仿真对所提策略进行来的验证,结果表明:所提弃风消纳策略能够在促进系统风电消纳的同时,提高光热电站对太阳能热的利用率,并降低系统总成本。研究结果可为西北地区冬季供热期热电联合调度提供参考。     

基于“双碳”目标的光热电站调峰能力规划研究

在“双碳”目标驱动下，我国新能源将更加快速发展，系统调峰能力日益紧张，对调峰电源需求加快增长。光热电站作为自带储热型新能源电站，其调峰能力的发挥对于促进新能源消纳意义深远，光热电站储热容量和聚光集热配置需充分考虑系统调峰需求。首先基于新能源特性参数、消纳目标和实际调度运行经验改进了传统的净负荷曲线，提出了等效日最小负荷率及等效日负荷率等系统调峰需求衡量指标，然后以此为基础从系统整体角度对光热电站的调峰能力进行规划研究，并提出一种光热电站主要技术参数配置方法，最后以西北某省区实际电网的仿真算例验证了所提方法的有效性。研究结论可为电力系统调峰能力评估和光热电站工程优化设计提供参考。     

考虑可控负荷的光热电站和风电系统调度策略

随着风电并网规模不断增大,为解决其随机性及波动性导致弃风现象严重的问题,提出了考虑可控负荷的含储热光热电站和风电系统调度策略。该模型将电加热装置与储能系统一起视为需求侧灵活性资源,充分利用其快速调峰能力,与火电机组及光热电站配合,共同参与到风电系统调度中。模型考虑使用电加热装置时产生的能量损耗对系统的影响,以系统运行成本和弃风量最小为目标,求解最优储热容量和电加热装置最大功率,以及系统日前调度计划。以4种已有调度模型作为对比,对西北地区一典型日实测数据进行算例分析,结果表明所提调度策略能够在降低系统运行成本的同时,进一步提高风电消纳。     

考虑风–光–光热联合直流外送的源–网–荷多时段优化调度方法

为解决西北地区大规模风光并网下电力系统的新能源弃电问题,提出一种考虑风–光–光热联合直流外送的源网荷多时段协调优化方法。首先,对源网荷三侧具备的调峰能力及其互补特性进行分析,充分利用源侧光热电站、网侧特高压直流联络线以及柔性负荷的灵活调节能力,提高风光资源利用率。其次,针对新能源、负荷预测精度日前–日内逐步提高的特点,结合源网荷三侧各类调峰资源具有不同响应速度的特性,并以系统综合运行成本最低为目标,构建源网荷日前–日内两阶段多时段优化调度方法;最后,以西北某省电网2025规划构造的算例仿真验证了该调度方法能够有效促进高比例新能源电网的风光消纳,降低系统运行成本。     

考虑热电联产调峰主动性的电热协调调度

挖掘热电联产机组的调峰能力可以有效改善中国“三北”地区的弃风问题。调峰补偿机制是激励热电联产主动参与,电网调峰的有效手段。在考虑调峰补偿的前提下,对热电联产机组参与电网调峰进行研究。首先,计及热力系统复杂供热约束的影响,建立热电联产机组的可用调峰容量和调峰成本评价模型,可以反映热电联产调峰中的供热依赖特性和时序耦合特性。然后,基于热电联产调峰成本及调峰补偿机制,提出考虑机组调峰主动性的电热协调调度方法,相较于传统的垂直一体化电热协调调度,所提出的方法可以反映热电联产在经济手段激励下主动参与电网有偿调峰的意愿。最后,通过算例分析研究了热电联产机组的可用调峰容量和调峰成本的影响因素,并验证了所提出的调度方法在调峰补偿机制下的有效性。     

热电联产机组参与系统调峰的调度策略

冬季占一定比例的热电机组按"以热定电"方式运行,无法参与系统调峰,使得电力系统在谷荷时段的调峰能力严重匮乏。针对这一问题,在分析背压式热电机组运行特性的基础上,利用供热系统热迟滞性的特点,建立了热电机组参与系统调峰的优化调度模型。该模型以研究周期内相应谷荷时段的有功调节功率最大为目标,综合考虑了热电机组的热电关联约束;通过分析热电机组出力变化对供热质量的影响规律,提出了求解该模型的简化方法。所提模型和方法可以在保证供热质量的前提下,实现合理组织热电联产机组的生产运行,增加系统的调峰容量。算例分析验证了所提模型和方法的有效性。     

降低火电机组调峰成本的光热电站储热容量配置方法

光热发电是大规模利用太阳能的新兴方式,其储热系统能够调节光热电站的出力特性,进而缓解光热电站并网带来的火电机组调峰问题。合理配置光热电站储热容量,能够有效降低火电机组调峰成本。该文提出一种光热电站储热容量配置方法,在对光热电站运行特性及其对电网调峰影响分析的基础上,综合考虑了火电机组向下调峰成本与储热成本对储热系统容量配置的影响。最后分别基于IEEE 30节点系统以及西北某省电网系统的仿真算例,验证了该文方法的可行性和有效性。