基于遗传算法的风光最优互补运行策略研究

为了充分考虑风光功率在不同时间空间尺度的各类特性,发挥风光发电的互补特性及其协同效应,提高风光系统的发电效率和经济效益,提出一种基于遗传算法的风光最优互补运行策略,该方法构建以功率平衡、运行成本最小为目标函数,以风光发电运行条件和风光发电最大功率变化量为约束条件的多目标优化模型,并采用带精英策略的非支配排序遗传算法对模型进行优化求解。

FD5-3000型小型风力发电机及其互补运行

介绍了FD5-3000型风力发电机组的控制、保护及主要特点。还介绍了此风力发电机组多台联网以及与柴油发电机组或太阳能发电机组互补运行,组成24h不间断电源的方法。

多时间尺度耦合的水风光一体化互补运行研究

随着“碳达峰、碳中和”目标的提出,以水电、太阳能、风电为主的清洁能源迎来了前所未有的发展机遇,水风光一体化开发成为未来能源发展的重要方向。为促进新能源的消纳,同时平抑风光波动对电网安全稳定运行的影响,本文分别以年和日为时间尺度构建了“中长期—短期”多时间尺度耦合的水风光互补调度模型,并采用优化算法进行求解。研究成果表明,模型可通过适当调节水电年内出力过程,促进新能源消纳,并利用其调节能力强和启停迅速的特点,将日内随机波动的风电、光伏互补为稳定安全的优质电源,对水风光一体化互补运行有一定指导意义。

基于改进BBO算法的风电-水电互补优化运行策略

为平抑风电的出力波动,同时考虑到风电与水电具有良好的互补性,提出风电与梯级水电站的互补优化运行策略。鉴于风速的不确定性,将风电出力视为随机变量,从兼顾风电-水电互补运行的稳定性与经济性、保证后续发电能力的角度出发,建立基于机会约束的多目标随机优化模型。采用引入余弦型迁移模型、差分进化算法的变异策略以及动态非均匀变异算子的改进生物地理学优化算法(Biogeography-based Optimization,BBO)求解优化模型,并结合随机模拟技术求解机会约束。通过基于风电预测与径流预测的分时段动态滚动决策,来不断修正风电与水电的后续运行方式,进一步提高互补运行的可靠性。以一个大型风电场和一个三级梯级水电站互补运行为例验证了所提模型、算法以及策略的可行性和有效性。

考虑外送输电容量限制的梯级水光互补日前鲁棒调峰调度方法

水光联合外送可促进新能源消纳,但光伏出力预测的不确定性会影响水光互补优化调度的经济性和安全性。提出一种考虑外送输电容量限制的梯级水光互补联合发电系统日前鲁棒调度方法。考虑光伏出力不确定性,构建水光互补联合发电系统的日前调峰鲁棒优化调度模型,该模型以最小化受端电网剩余负荷峰谷差为目标,计及梯级水电的上、下游水力耦合约束。采用高效线性化方法对梯级水电运行的非线性模型进行处理,并利用对偶方法实现鲁棒模型的确定性转化。算例仿真结果表明,利用所提方法制定的梯级水电发电计划能充分考虑光伏出力的不确定性,兼顾联合发电系统调峰效果和光伏消纳,实现梯级水电和光伏的互补运行。

乌江流域水风光一体化互补特性及运行研究

为了有效促进乌江流域水风光一体化可再生能源开发,笔者通过分析乌江流域水能、风能和太阳能资源的分布情况,并在分析水电、风电、光伏电站出力特性的基础上,进行了水风光互补特性的研究分析,以及水风光互补运行的效益研究,提出了出台水风光一体化开发的配套政策的建议。利用水风光互补特性,可实现水电、风电、光伏发电打捆送出,提高上网质量和送出通道利用率,促进水风光可再生能源的协同发展。

考虑多能一体化互补的网源协调规划方法研究

为了充分挖掘不同类型电源的多时空互补潜力、提升能源利用水平,提出一种考虑风光水火储一体化互补运行的网源协调规划方法。首先,引入净负荷、多能互补系数和风光水火储一体化电站约束,构建双层网源规划模型。其次,以人工蜂群(ABC)算法为基础,保留蜂群的全局寻优策略,在蜜源搜索环节引入量子粒子群优化(QPSO)算法,综合考虑局部最优和全局最优进行位置更新,并采用改进混合遗传算法和ABC-QPSO对上下层模型进行求解。最后,以改进IEEE-24节点系统为例,对网源规划模型的有效性与算法的优越性进行验证。该方法考虑风光水火储一体化互补运行,能够减少电网建设投资,得到兼顾经济性、安全性与协调性的规划方案。该方法具有广泛的适用性,能应用于多种场景。

基于C藤Copula理论的水风互补系统调峰方法

水电与风电是我国装机规模最大的两类清洁能源,准确描述风电出力场景是实施水风互补以解决间歇性新能源发电大规模消纳难题的重要途径。依托云南电网实际工程,提出基于C藤Copula理论的水风互补系统调峰方法。耦合风速等气象信息聚类风电出力样本,建立Copula联合分布以描述同地区风电场间的出力空间相关性,引入C藤Copula条件树确定不同地区的风电出力主导电站,将多维联合Copula函数等效描述为系列二维Copula函数,实现多电站高维联合分布的降维求解,并耦合风电出力场景构建了水风互补随机调峰模型。通过13座水电站与21座风电场构成的互补系统验证分析,所提方法可减少余荷峰谷差约67%;与确定性模型相比,在风电出力波动大的典型日调峰效果和运行可靠性更好,呈现出良好的实用性。

“风、光、火、蓄、储”多能源互补优化调度方法研究

高比例可再生能源并网是全球能源战略发展的必然趋势。为了应对未来大规模具有随机波动特性的可再生能源并网,一方面须要推进灵活性储能与可再生能源联合互补运行,另一方面须要对常规机组运行新工况加以考虑,以实现高比例可再生能源安全经济并网。文章提出了考虑常规机组低负荷运行和爬坡工况的发电成本计算模型,建立了"风、光、火、蓄、储"多能源互补优化调度模型,并提出用动态惯性权值粒子群算法求解,以实现系统总运行成本最小的优化目标。算例分析表明,引入爬坡成本与低负荷运行成本能够真实反映常规机组在平衡大规模风、光电波动性时所增加的成本,并在调度过程中充分权衡弃风弃光损失和平衡波动性所增加的发电成本,为高比例可再生能源并网情况下电力系统多能源互补运行决策提供了支撑。

市电和光伏联合供电运行的控制策略研究

针对传统比例复数积分控制只能应用于三相正交坐标系而无法应用于单相坐标系的问题,提出了将广义二阶比例复数积分控制引入到单相并网逆变器的控制中.次单相并网逆变器与电网电压前馈控制和重复控制构成复合控制策略,对市电和光伏联合供电运行系统的能量控制起到较好控制效果.在复合控制策略下,市电和光伏联合供电运行系统可以优先使用光伏,光伏发电量不足时再由市电补足差额部分.这种方法既保证负载用电不断,又能充分利用清洁能源,且光伏侧不会向市电侧馈电,避免对大电网产生谐波污染.本文所建立的基于TMS320F28335 DSP芯片的在MATLAB仿真中证明了实现了光伏优先、市电候补来供电的可行性.

综合能源系统运行策略研究

化石能源的枯竭和全球气候变暖,使得综合能源系统受到广泛的关注。本文在长沙市某游泳馆综合能源系统原有的传统运行策略的基础上,考虑太阳能、地热能、空气能和天然气等能源之间的互补性,提出了一种启发式的多能互补运行策略,并对传统运行策略和多能互补运行策略下系统的经济性、环保性和能效性进行了对比分析,结果表明:多能互补运行策略比传统运行策略具有明显优势。

“双碳”目标下中国清洁电力发展路径

目前,第三次能源革命已经开始,为了减少碳排放,发达国家先后制定了清洁能源发展战略,并公布了放弃火电、核电的时间表.与此同时,中国也向世界作出承诺:2030年前碳排放达峰,2060年实现碳中和.因此,在"双碳"目标下,研究清洁电力发展路径具有重要意义.分析了中国水、风、光等清洁能源储量及其特征,预测了中长期电力需求,依据电力电量平衡原理,估算了2030和2050规划水平年电力系统结构组成,并分析了未来CO_(2)排放趋势,提出了未来中国清洁电力的发展对策与建议.结果表明:预计2027年中国电力系统将实现"碳达峰";2030年中国清洁电力发电量将超过总发电量的50%;2050年火电、核电将被水、风、光等清洁电力全部取代,电力行业将实现CO_(2)的"零排放",基本全面实现电力系统的绿色转型,以响应国家的"双碳"目标.

考虑热备用的气-电耦合园区综合能源系统弹性调度

随着气-电耦合园区综合能源系统IEGS(integrated electricity and gas community system)内部能源耦合程度的逐渐增强和其日益增长的供能可靠性需求,制定合理有效的调度策略增强系统对供能端故障的适应性愈加重要。为此,计及IEGS电、气互补运行特性,制定了考虑蓄热装置热备用的气、电互补多阶段弹性调度策略。首先,计算各个时刻发生气源、电源故障时满足重要负荷所需的最小储能备用容量;然后,基于备用信息进行考虑热备用约束的日前经济调度,若发生源端故障,系统切换至故障运行模式,优先保证重要负荷供能;最后,选取夏季运行日数据进行调度策略的验证分析。结果表明,考虑热备用的IEGS气、电互补弹性调度策略可在不明显改变运行成本的情况下提升系统对源端故障的适应性,保证故障域内重要负荷的可靠供给,具有较强的运行弹性。

参与调峰控制的空调负荷建模仿真研究

调控空调负荷参与电网削峰填谷对于维持系统稳定运行、减少发电机备用容量提高效率,从而增大电网运行效益具有巨大潜力。基于家用分散式空调的工作原理,在MATLAB/Simulink环境下搭建了简化空调房调温模型,以该模型为基础依次探究了定/变频空调调温、增大变频区间调温的特性。考虑空调的工作特性,提出了一种对空调控制系统进行简单改造,使其自适应电网预测负荷大小进行互补运行的策略。最后开展基于RT-LAB实时仿真平台的模型仿真测试与试验,验证了仿真模型的正确性以及控制策略促进空调负荷参与调峰控制的有效性。

碳达峰背景下抽水蓄能-风电联合系统建模及有功功率控制特性研究

随着“碳达峰,碳中和”目标的提出,风电并网规模日益扩大,抽水蓄能电站在风电出力消纳上将发挥越来越重要的作用。建立抽水蓄能-风电联合系统仿真模型是研究抽水蓄能电站消纳风电波动出力的重要手段。针对现有多能互补模型中的抽水蓄能机组模型通常只适用于小波动过渡过程、且通常简化风电机组动态发电过程的问题,为了进一步揭示联合运行过程中抽水蓄能机组和风电机组的动态调节特性,介绍了抽水蓄能-风电联合系统数值仿真模型架构,建立了一种能模拟抽水蓄能机组全工况范围和反映风电机组发电特性的水风互补联合运行系统仿真模型,重点研究了联合系统在有功功率控制下的动态响应特性。仿真结果表明系统在功率跟踪模式和功率平滑模式下均能较好平抑风电出力波动,并显示出水流惯性限制了抽水蓄能机组的响应速度,可为风电大规模并网下的抽水蓄能机组控制提供技术支持。