碳交易机制下旁路补偿供热消纳风电的电热经济调度

针对“三北”地区突出的弃风消纳问题,提出利用热电联产机组汽轮机旁路补偿供热实现风电消纳的电热经济调度方案。调度模型计及阶梯式碳交易机制,考虑整机旁路和高低压旁路两种供热补偿热电解耦方案。基于热量法建立了旁路供热煤耗量计算模型,探究了夜间风电高峰期启用旁路供热对煤耗量和弃风量的影响,进行了热电机组电热运行特性分析。算例结果表明:整机旁路供热的调度方案能有效地实现热电解耦,达到最佳的低碳经济热电分配结果,热电机组汽轮机电热运行特性良好。

基于电锅炉的火力发电厂消纳风电系统运行性能仿真研究

针对"三北"地区弃风限电的原因,提出了通过在火电厂引入电锅炉系统加热火电厂凝结水的方案,以达到消纳风电过剩产能、减少火电厂燃煤量的目的。以某350 MW国产亚临界燃煤机组为例,与某50 MW风电场形成配套系统。基于STAR-90仿真平台建立实时动态仿真模型,对以上方案进行了仿真实验,模拟了机组运行过程,进行了经济性分析,对电锅炉的运行参数、选型提出了指导意见。模拟结果表明,该方案可以在消纳风电的同时有效减少燃煤机组的燃煤量,从而提高机组经济效益。相较于已经提出的其他方案,具有更普遍的应用前景。

基于储能协调蓄热式电锅炉消纳风电供暖系统的经济性评估

针对蓄热式电锅炉消纳风电过程中无法匹配快速波动的风电功率等问题,本文提出了基于储能协调蓄热式电锅炉消纳风电供暖系统的方案,并对该方案的经济性进行了评估。从“风电-电网-电锅炉-储能”联合运行系统的成本与收益出发,以蓄热供暖日收益最大为目标函数,在充分考虑分时电价、风电上网电价、弃风电量以及蓄热式电锅炉功率调节次数等约束条件的基础上,建立了“源-网-荷-储”联合运行系统风电消纳经济性评估模型,利用粒子群算法对模型求解。采用某电锅炉消纳风电示范工程实际运行数据进行测试,验证了该模型的有效性。测试结果表明,储能系统的加入可以有效减少电锅炉功率调节次数,可为储能协调蓄热式电锅炉蓄热供暖消纳风电提供理论依据。

基于电锅炉的热电厂消纳风电方案及其国民经济评价

针对当前中国"三北"电网在冬季供暖期面临大量弃风的问题,提出了热电厂通过配置电锅炉来解耦其"以热定电"约束,进而降低强迫出力消纳弃风电力的方案。文中介绍了方案的基本运行原理,讨论了方案实施的机制条件,建立了评价方案节煤效益和国民经济性的数学模型,分析了其影响因素。理论和算例分析均表明,在当前国内"三北"地区各弃风严重的电网中,实施该方案具有明显的节煤效果和国民经济可行性。

火电厂汽轮机抽汽回热系统消纳风电的研究

依据我国风力发电的现状,分析了弃风原因,提出了利用电锅炉替代火电厂汽轮机抽汽加热回热系统的凝结水来消纳风电的方法.定量分析了利用电锅炉加热凝结水的10种方案的经济性,同时分析了其设备及系统的安全性,得出了投资少、适应性强、安全性高、经济性好和技术上具有可行性的方案.利用电锅炉加热凝结水,对于降低火电厂的煤耗、减少CO2等污染物的排放、消纳风电及改善环境质量,具有一定的理论和现实意义.

大规模消纳风电的常规水电运行方式

在中国风电迅猛发展和大规模接入电网的背景下,结合风电运行特性和电网安全需求,提出了大规模风电接入电网后水电年度运行方式的制定原则和原理,建立了考虑水电调峰对风电消纳贡献的水电运行调度数学模型。以东北电网桓仁水电厂为例,模拟计算了典型来水方式下的水电运行方式,计算结果表明该方法有利于提高电网的清洁能源消纳比例。

利用制氢系统消纳风电弃风的制氢容量配置方法

在分析风电制氢系统结构和运行特性的基础上,提出一种利用制氢系统消纳风电弃风的制氢容量配置方法。采用区间估计方法建立风电年弃风电力统计模型,以经济收益最大为目标,运用区间优化理论确定制氢系统最优容量配置区间;通过建立多属性决策模型,确定制氢系统最优电解槽配置方案。分别以东北某30 MW风电场和100 MW风电场群为例进行对比分析,结果表明风电场群共建制氢系统的方案其经济性更为显著。进一步量化分析电解槽电耗量、H2市场价格、弃风利用率和风电机组年利用小时数等关键因素对制氢系统配置容量的影响。

基于分时充电电价的电动汽车消纳风电的机组调度优化模型

随着风电的大规模入网,其间隙性和随机性导致弃风现象严重,电动汽车的快速发展为风电消纳提供了新途径。文章以风电消纳最多、负荷方差最小和火电机组发电成本最低为目标函数,综合考虑电力系统的功率供需平衡、火电机组和风电出力等约束条件,建立了基于分时充电电价的电动汽车消纳风电的机组调度优化模型。根据电动汽车负荷对充电电价的响应,得出电动汽车的充电负荷,进而得到电力系统总负荷,以此为基础采用分步优化的方法对模型进行求解。首先以负荷方差最小和风电消纳最多为目标,通过多目标遗传算法NSGA-II对风电出力进行优化;然后以火电机组的发电成本最低为目标对火电机组的出力进行优化,达成风火机组的联动调度。算例结果表明,对电动汽车实行分时充电电价能够提升风电的消纳能力,平滑负荷曲线,降低火电机组的发电成本。

分时电价下大用户直接消纳风电优化模型

风电出力与负荷需求的不协调性导致弃风现象时有发生,实行分时电价和引导大用户直接消纳风电可以优化弃风问题解决方案。文章建立了分时电价下大用户直接消纳风电时火电、风电、大用户3方的收益模型;建立了考虑火电、风电、大用户3方约束条件下的系统利益优化模型;以利益最大和弃风最小为目标,对提出的算例进行优化,表明大用户与分时电价双途径可以优化风电消纳,同时需要考虑合理的弃风,以使各方利益均衡。算例分析验证了所提出模型的有效性和适用性,表明该模型对风电与需求侧组合调度策略具有一定的参考价值和指导作用。

利用大用户直接消纳风电的利益均衡优化模型

中国风电存在严重弃风问题,风力资源的地理分布与电力负载之间并不匹配。大用户在电力负荷中占有较大比例,可通过调整大用户生产计划来实现风电的消纳。首先以风电消纳发电量最大为目标建立调度优化模型,分析了大用户与风电联合调度下,风电场和大用户在合作和不合作情况下的盈利情况。由于大用户风电联合调度,导致大用户在夜间作业降低了生产效率,增加生产成本,为鼓励大用户参与风电消纳的积极性,建立了以风电与大用户的效益最大化为目标的调度模型,根据大用户的经济损失进行经济补偿。

消纳风电预测偏差功率的电采暖负荷群运行调度策略

构建以新能源为主体的新型电力系统将面临尖锐的调节资源供需矛盾,电采暖负荷具有可时移特性,是优质的存量可调节资源。拟挖掘电采暖负荷调节功率作为电网辅助备用,针对风电功率预测偏差消纳问题,设计了负荷聚合商响应风电预测偏差功率的调度架构,构建了电采暖负荷群响应风电预测偏差功率的轮流调控响应策略以最大化消纳偏差功率,设计了电采暖负荷群-风电场算例系统,基于此对所提出的电采暖负荷群响应风电预测偏差调控方法的有效性进行了仿真验证,并分析了负荷群参与响应后的经济性。

考虑可消纳风电区间的多区电力系统分散协调鲁棒调度方法

多区域分散协调调度是提高电力系统风电消纳水平的有效措施。针对风电出力的不确定性以及多区域电力系统动态经济调度的安全可靠性要求,采用仿射可调节鲁棒优化结合分层协调技术,构建了考虑可消纳风电区间的多区电力系统分散协调鲁棒调度模型,将跨区电力系统可消纳的风电区间与自动发电控制（automatic generation control,AGC）机组的参与因子一同优化,以确保调度方案的可行性。基于目标级联分析技术,建立由各区域优化调度并行子问题和确保区域间联络线安全运行主问题组成的分散调度实现方法。以2区12节点和3区354节点算例验证了所提模型通过同时优化跨区系统可消纳的风电区间和AGC机组的参与因子,能够有效应对风电出力的不确定性,实现了多区电力系统整体运行的经济性和风电消纳最大化。

基于非零和博弈的互联系统协同消纳风电调度法

实现可再生能源的大规模利用和共享是能源互联网的主要目的。以"开放、平等、协作、分享"互联网精神为主旨,文中针对输电网,提出了一种基于非零和博弈的多区域大规模风电协调消纳策略,使区域间以进一步分配的形式共享所创造的利益,提高其风电消纳积极性。首先,设置区域等效成本作为博弈因子,生成非零和博弈双成本矩阵;其次,结合离散粒子群算法和策略迭代博弈法找出纳什均衡点以及混合策略纳什均衡;最后,采用帕累托最优分析法确定谢林点。算例结果表明,所提出的博弈消纳策略在兼顾互联系统经济性的同时,可以实现区域间利益的合理分配,提高风电消纳区的积极性,进一步消纳大规模风电。

有效消纳风电的储热与储能装置热-电联合系统

"三北地区"冬季弃风现象日益严重,如何有效地消纳弃风是急需解决的关键问题。应用大容量储热装置虽然能够增强电网运行控制的灵活度,提升系统消纳弃风的能力,但是仅仅依靠储热装置并不能完全消纳弃风。提出储热装置与电动汽车耦合的热电联产弃风消纳协调调度模型。通过对储热环节与储能环节的控制,打破电-热刚性耦合关系,提高系统消纳弃风的能力。采用10机系统进行仿真分析,对比了储热装置不同工作方式及储热装置与电动汽车协调供热时的经济性,仿真结果验证了储热与储能装置协调供热时更具经济性,风电消纳能力更强。

智能电网环境下负荷响应对系统消纳风电能力影响的研究

随着可再生能源的跨越式发展,大规模风电并网消纳不畅问题导致了严重的风电弃风现象。智能电网环境中自我响应负荷具有良好的弹性,对于减小风电波动性对电网安全的影响,提高风电资源的利用率十分有益。根据负荷需求响应的特点,建立了基于市场供需比的负荷弹性模型,分析了负荷弹性对系统消纳风电能力的影响。并以10机系统和一个风电场的数据为依据进行了算例分析,即对含风电系统的三种模式下的日前风电消纳情况进行了对比,最后结果表明,负荷弹性可有效减少弃风,提高系统对风电的消纳能力,为电力系统的安全经济运行提供可靠保障。

基于目标优化的火电协助消纳风电的经济补偿模型

火电为风电提供调峰服务,会影响其发电份额,降低自身经济效益。要实现火电协助风电消纳,鼓励火电参与风电调峰的积极性,关键在于给予火电调峰合理的经济补偿。通过分析火电参与调峰服务对火电经济效益的影响以及火电参与调峰程度对风电弃风的影响,建立了基于目标优化理论的火电提供辅助服务的经济补偿模型。算例分析表明,发电侧风、火电协作能够提高风电的消纳水平,进一步扩大风电机组的利用效率,同时,该经济补偿机制也可以有效地保障火电机组的经济效益。

考虑电转气消纳风电的电–气综合能源系统双层优化调度

电转气（power-to-gas,P2G）技术使电力网络与天然气网络的单向耦合转变为双向耦合,其运行特性为风电消纳提供了有效途径。该文提出一种考虑电转气合理利用弃风并考虑天然气系统优化运行的电力–天然气综合能源系统双层优化调度模型。首先,介绍含电转气的天然气系统运行模型;其次,以基于价格的含电转气的天然气系统优化调度为上层模型,基于直流潮流的含风电和电转气的电力系统经济调度为下层模型,构建电–气综合能源系统双层调度模型;再次,根据下层模型的Karush-Kuhn-Tucher（KKT）条件将双层模型转化为单层模型,并对非线性方程进行线性化,从而将非线性模型转化为混合整数线性规划（mix-integerlinear programming,MILP）问题,并调用CPLEX求解器进行求解;最后,通过算例分析验证所提出模型的合理性与有效性,并证明电转气可以有效提高电网的风电消纳能力。

基于蓄热电锅炉负荷参与消纳风电的市场激励方法

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。通过市场交易激励蓄热电锅炉企业挖掘调节潜力参与消纳风电是一种可行的新举措。基于此,本文提出了基于蓄热电锅炉负荷参与消纳风电的市场激励方法。首先,提出基于蓄热电锅炉负荷参与消纳风电控制的市场激励机理及模式,其次对风电场和蓄热电锅炉企业的收益进行了分析建模,然后,提出了基于蓄热电锅炉负荷参与消纳风电的市场激励方法,最后利用某区域电网运行数据进行仿真计算,验证了所提方法的可行性和有效性。

海水淡化与电制热负荷联合消纳风电的多时间尺度调度策略

协调控制负荷侧灵活性资源消纳风电是构建新型电力系统的关键技术之一。考虑到风电预测精度随预测时间尺度缩短而提高,提出利用海水淡化、电制热等灵活性负荷消纳富余风电的多时间尺度优化调度策略。首先,分析多元协调消纳风电的电力电量平衡关系,建立海水淡化和电制热负荷的可调控支撑能力运行特性模型。其次,考虑负荷调度优势及运行边界,分析其在不同时间尺度下风电消纳调度需求的适应性,建立多时间尺度优化调度机制。在此基础上,建立日前、日内和实时优化调度模型,提出含电-水-热-储的多介质、多能源转换协调消纳风电的多时间尺度优化调度方法。最后,以中国北方某沿海城市冬季供暖期为例进行数值分析。结果表明,该方法在风电正调峰出力和反调峰出力时均表现出很强的跟随风电波动能力,能够有效提升风电利用率和运行经济性。

考虑电动汽车分类的V2G消纳风电优化策略

电动汽车的调度问题由于汽车种类的多样性以及车主充电行为的自主性不能简单地被视为一个群整体模型。为此基于充电需求和电动汽车出行特征,将电动汽车分为经济型、合约型和常规型三类后执行价格激励和延时充电的方法,建立以运营商收益最大和电网负荷均方差最小的多目标函数,充分考虑风电场、电网、运营商和充电汽车用户的各方利益需求,为实际系统中各类型充电汽车进行合理调度指导,最终实现大规模电动汽车有序充放电以消纳弃风功率。算例对比三种优化策略,验证了同时采取电价激励和延时措施的策略能使综合目标最优。