大规模水能富集电网短期多目标嵌套多能互补运行方式研究

在“双碳”的背景下,亟需深入研究如何促进多能互补系统内不同能源之间的协同作用,促进能源深度融合。针对这一问题,在考虑水能富集地区大规模电网不同断面输送电任务的情况下,提出一种区分内外层,逐层递进优化并尽可能消纳风光清洁能源,且兼顾全网源荷匹配程度的多目标嵌套多能互补模型,两层均采用混合整数线性规划算法(MILP)进行求解。内层立足于断面角度,以通道利用率最大化为目标,将水风光打捆进行互补优化,使其出力最大化,尽可能占满通道。外层立足于全网角度,以源荷匹配最大化为目标,采用全网水风光电源联合调节后的剩余负荷波动最小来表达源荷匹配目标,使剩余负荷平稳。本文以西南某水能富集地区大规模电网为研究对象,包含304座水电站,12个断面,选取夏秋丰水期和冬春枯水期风光峰谷差最大日、风光平均发电日共4个典型日进行模拟计算,得到电网丰水期平均通道利用率约为80%,枯水期平均通道利用率约为40%,丰枯期内全网剩余负荷波动率均小于5%。得出以下结论:在夏秋丰水期,水风光系统可为电网提供更多电能,在冬春枯水期,水风光系统出力过程更为稳定。在风光出力平稳时期可为电网提供更多电能,同时使得电网运行更为稳定。本次研究成果对大规模水能富集地区电网多能互补优化调度运行提供参考。

调峰水电站消纳新能源的能力评价

调峰水电站在电网中担任追踪用电负荷的任务,其发电出力常随负荷增减而被动变化,因此在不影响其调峰任务的前提下更多消纳风光成为调峰水电站消纳新能源的能力评价的关键。为此,以四川主力调峰电厂--大渡河流域瀑布沟水电站及其近区风光资源为例,构建水电站调峰能力评价指标体系,提出基于风光互补效应最优的风光最佳配比决策方法,运用k-均值聚类法选择水电出力及风光聚合出力的典型日,进而提出6种不同风光规模的水风光综合配比方案,采用层次分析法和熵权法对各方案进行主客观耦合赋权,得到调峰水电站可接纳的最佳风光规模。结果表明,在最佳光风比为2∶1的基础上,瀑布沟水电站消纳风光效果最好的方案是风电30×10^(4)kW,光伏60×10^(4)kW。