Optimization of Minimum Power Output for Combined Heat and Power Units Considering Peak Load Regulation Ability

Northern China has rich wind power and photovoltaic renewable resources. Combined Heat and Power (CHP) Units to meet the load demand and limit its peaking capacity in winter, to a certain extent, it results in structural problems of wind-solar power and thermoelectric. To solve these problems, this paper proposes a plurality of units together to ensure supply of heat load on the premise, by building a thermoelectric power peaking considering thermal load unit group dynamic scheduling model, to achieve the potential of different thermoelectric properties peaking units of the excavation. Simulation examples show, if the unit group exists obvious relationship thermoelectric individual differences, the thermal load dynamic scheduling can be more significantly improved overall performance peaking unit group, effectively increase clean energy consumptive.

Research on the Prediction of Load Regulation Capacity for Supercritical Thermal Power Unit

Both the modeling and the load regulation capacity prediction of a supercritical power plant are investigated in this paper. Firstly, an indirect identification method based on subspace identification method is proposed. The obtained identification model is verified by the actual operation data and the dynamic characteristics of the system are well reproduced. Secondly, the model is used to predict the load regulation capacity of thermal power unit. The power, main steam pressure, main steam temperature and other parameters are simulated respectively when the unit load is going up and down. Under the actual constraints, the load regulation capacity of thermal power unit can be predicted quickly.

Aggregator-based demand response mechanism for electric vehicles participating in peak regulation in valley time of receiving-end power grid

With the increase in the power receiving proportion and an insufficient peak regulation capacity of the local units, the receiving-end power grid struggles to achieve peak regulation in valley time. To solve this problem while considering the potential of the large-scale charge load of electric vehicles(EVs), an aggregator-based demand response(DR) mechanism for EVs that are participating in the peak regulation in valley time is proposed in this study. In this aggregator-based DR mechanism, the profits for the power grid’s operation and the participation willingness of the EV owners are considered. Based on the characteristics of the EV charging process and the day-ahead unit generation scheduling, a rolling unit commitment model with the DR is established to maximize the social welfare. In addition, to improve the efficiency of the optimization problem solving process and to achieve communication between the independent system operator(ISO) and the aggregators, the clustering algorithm is utilized to extract typical EV charging patterns. Finally, the feasibility and benefits of the aggregator-based DR mechanism for saving the costs and reducing the peak-valley difference of the receiving-end power grid are verified through case studies.

Role of optimal transmission switching in accommodating renewable energy in deep peak regulation-enabled power systems

Due to the shortage of fossil energy and the pollution caused by combustion of fossil fuels,the proportion of renewable energy in power systems is gradually increasing across the world.Accordingly,the capacity of power systems to accommodate renewable energy must be improved.However,integration of a large amount of renewable energy into power grids may result in network congestion.Hence,in this study,optimal transmission switching(OTS)is considered as an important method of accommodating renewable energy.It is incorporated into the operation of a power grid along with deep peak regulation of thermal power units,forming an interactive mode of coordinated operation of source and network.A stochastic unit commitment model consider!ng deep peak regulation and OTS is established,and the role of OTS in promoting the accommodation of renewable energy is analyzed quantitatively.The results of case studies involving the IEEE 30-bus system demonstrate that OTS can enable utilization of the potential of deep peak regulation and facilitate the accommodation of renewable energy.

Optimal Unit Commitment with Renewable Energy in Regulated and Deregulated Systems

In this paper, the impact of the wind power generation system on the total cost and profit of the system is studied by using the proposed procedure of binary Sine Cosine (BSC) optimization algorithm with optimal priority list (OPL) algorithm. As well, investigate the advantages of system transformation from a regulated system to a deregulated system and the difference in the objective functions of the two systems. The suggested procedure is carried out in two parallel algorithms;The goal of the first algorithm is to reduce the space of searching by using OPL, while the second algorithm adjusts BSC to get the optimal economic dispatch with minimum operation cost of the unit commitment (UCP) problem in the regulated system. But, in the deregulated system, the second algorithm adopts the BSC technique to find the optimal solution to the profit-based unit commitment problem (PBUCP), through the fast of researching the BSC technique. The proposed procedure is applied to IEEE 10-unit test system integrated with the wind generator system. While the second is an actual system in the Egyptian site at Hurghada. The results of this algorithm are compared with previous literature to illustrate the efficiency and capability of this algorithm. Based on the results obtained in the regulated system, the suggested procedure gives better results than the algorithm in previous literature, saves computational efforts, and increases the efficiency of the output power of each unit in the system and lowers the price of kWh. Besides, in the deregulated system the profit is high and the system is more reliable.

集成蓄热装置的火电机组调峰特性分析

【目的】随着新能源的大规模发展,新能源出力不确定性和波动性问题展现出来,而为了弥补新能源出力缺点,火电机组承担起了调峰作用。为了提升火电机组的调峰能力,对其调峰特性进行了研究。【方法】首先,以某350 MW供热机组作为分析对象,应用仿真软件搭建热力系统模型,并验证该模型的精确性。其次,以蓄热系统为辅助系统,研究机组在满足供热需求情况下的机组调峰能力,并分析蓄热等储能单元对机组调峰能力的影响。最后,采用启发式粒子群算法对蓄热水罐运行策略进行优化,得到随热负荷变化的储热罐最优运行模式。【结果】通过蓄热水罐与火电机组耦合的方法有效提升了机组的调峰和供热能力,并提出可以根据实际热负荷数据确定最大化收益的运行模式。【结论】该方法对机组的运行策略具有指导意义。

燃煤发电机组灵活调峰下机炉安全状态监测与调控研究综述

“双碳”背景下新能源大量接入电网,燃煤发电机组承担调峰任务,长期处于瞬态运行过程,其灵活运行水平需进一步提升,但深度调峰与快速变负荷使机组运行可靠性下降,机组灵活调峰能力面临设备安全性制约。该文对燃煤发电机组在灵活调峰下安全稳定运行的研究现状进行评述。首先,综述调峰工况下锅炉换热面、汽轮机转子等部件存在的安全技术问题,明确灵活运行对机组设备安全性的影响。其次,对比分析监测温度、应力等关键运行状态参数的不同方法优缺点与适用性;针对存在的安全技术问题介绍现有的机组运行参数优化与设备结构优化方法。未来将可靠性评估与诊断、停机保温预热及智能先进控制等技术应用于燃煤发电机组的调峰运行将对其安全性提升具有重要意义。最后,对目前燃煤发电机组灵活安全运行的研究现状及面临问题进行总结。

考虑核电灵活参与调峰的多源联合运行低碳经济调度

在含高比例核电机组和新能源发电设备的沿海地区电网,系统调峰压力严峻。为了满足系统调峰需求,充分挖掘核电调峰潜力,建立核电灵活出力参与调峰的核-光-储-蓄-火联合运行优化调度模型。首先,针对核电灵活出力的非线性特性,采用0-1变量进行线性化有效约束;然后,充分考虑各电源的运行特性及成本,建立完整的系统运行约束;最后,在传统的以经济调度为优化目标的基础上,引入不同碳交易机制,并兼顾系统新能源消纳水平。算例分析验证了模型的有效性,结果表明,所提优化调度模型充分实现了核电的灵活出力,有效缓解了系统调峰压力,减少常规火电机组的频繁启停,并有效提高了新能源的消纳水平,使系统运行更加经济性和低碳性。

基于逐次变分模态分解的飞轮-火电一次调频控制策略

随着新型电力系统的大力建设与推广,火电机组面临的调频压力增大,提出一种逐次变分模态分解的飞轮-火电一次调频控制策略。首先,以飞轮储能和火电机组为研究对象,建立考虑新能源占比的飞轮-火电一次调频模型;其次,将一次调频功率指令利用逐次变分模态方法分解,由火电机组响应分解后的低频功率指令,同时设计飞轮储能下垂优化控制方法,实现飞轮储能与火电机组响应频率变化的协同控制;最后在不同工况下仿真验证,结果表明所提策略可有效避免火电机组一次调频时的频繁出力,减小火电机组响应频率变化时的调控要求,同时可最大限度地利用飞轮储能调频容量并保证飞轮储能调频期间的运行安全,进一步提升了系统的频率响应能力。

利用热网蓄能辅助供热机组调频的控制研究

随着如风电、太阳能等可再生能源的并网,使得火电机组需要进行深度调峰且快速响应调度指令。然而,传统的负荷调节控制方法难以使得机组应对调度指令的频繁变化。火电机组热网包含着大量的管道与热力设备,它们均具有很强的蓄热能力,合理利用其蓄热可在短时间内提升机组负荷响应速度。针对上述问题,对利用热网蓄能辅助供热机组负荷调节进行了研究,并设计了基于调度指令与负荷响应偏差的协调控制系统。仿真结果表明,所设计的协调控制系统能够提高机组负荷响应调度指令的能力,且保证供热压力的稳定。

论无人海洋系统的国际法规制与我国的因应

无人海洋系统国际规制的难点体现在无人海洋系统自身法律地位界定、主权豁免、航行(或飞越)权等多个领域,而国际海事组织(IMO)无人船国际造法则代表着该领域的规则变革。无人海洋系统国际法规制困境,不仅因为无人海洋系统触及海洋治理的多个治理维度,而且因为其规制具有治理主体多元化、规则碎片化和国际话语权不均等特征。我国未来应从加强无人海洋系统完善海洋治理能力、推进国际和国内法治建设三个层面予以因应。

多规合一视角下昆明市郊野单元规划编制推进路径探析

郊野地区的发展影响城镇化进程与品质,加强郊野地区的规划引导是重点城乡工作之一。昆明市郊野地区的发展有实现“多规合一”、全域管控的现实需求,也面临乡村收缩、规划目标复杂多样的困境。随着郊野单元规划理论发展,我国多地开展了郊野单元规划实践,上海、杭州、广州、武汉从各地实际出发探索了具有地方特色的郊野单元规划路径,为昆明市的郊野单元规划编制提供了方法借鉴:从体系上理顺郊野地区各项规划关系,谋划顺畅的纵向传导机制;从实施上以土地综合整治为手段,实现空间优化提升;从方法上开展分类引导,构建分类适用的规划引导方案;从管理上以单元为平台,实施管理制度创新。

新型电力系统下燃煤火电机组一次调频面临的挑战与展望

频率稳定是未来新型电力系统运行的最关键要求之一。中国的能源禀赋决定了燃煤火电机组是最核心、最可靠的一次调频资源。然而,燃煤火电已开始出现一次调频能力不足的趋势。为了满足当前和长远发展的需要,文中综述了燃煤火电在一次调频领域所面临的挑战、研究现状和关键科学问题。首先,总结了新型电力系统发展背景下火电一次调频的4个重要趋势,分析了下一步调频在电网和火电厂运行中的不足,提炼出提高一次调频能力和快速准确模拟调频的关键挑战。其次,从电网和火电厂运行的双向视角,综述了调频能力提升和调频动态仿真的研究现状和存在的问题。最后,结合上述挑战和瓶颈,展望了未来新型电力系统火电一次调频的关键技术问题。

计及灵活经济环保运行的火电-飞轮储能系统容量配置与调频参数协同优化

提出了一种计及灵活经济环保运行的火储系统容量配置与调频参数协同优化方法。首先,设计了一种基于低通滤波自动分配火储功率和考虑储能荷电状态自恢复的火储联合一次调频协调控制策略;综合考虑系统调频性能、投入运行成本、污染物排放等,建立了火储容量配置与调频参数协同优化模型,并给出了基于粒子群算法的求解方法。最后,以某火储系统为例进行仿真验证。结果表明:协调控制策略和协同优化方法具有有效性。

面向燃气机组调峰的天然气管网动态安全域

燃气机组调峰的灵活性有助于提升可再生能源消纳水平,但所造成的管道压力剧烈波动却为天然气管网引入新的安全风险。该文提出一种面向燃气机组调峰的天然气管网动态安全域,以表征满足动态管流安全的燃气机组有功调整量的集合。首先,分析以时域连续的气负荷质量流率作为注入空间的天然气管网动态安全域难以实用化的原因。为此,提出将燃气机组进气口质量流率转化为有功调整量的函数,定义以初始运行点为基准、以各燃气机组有功调整量为注入空间的天然气管网动态安全域。为兼顾计算精度和效率,基于时空正交配置法对管网连续变量进行近似离散,建立安全域边界搜索优化模型。并进一步揭示天然气管网稳态安全域可通过松弛该优化模型中部分约束条件求解得到,为动态安全域的一种退化形式。算例结果表明,所提方法克服天然气管网稳态安全域对于日内安全分析过于乐观的局限性,有助于增强电力-天然气耦合系统的协同态势感知能力。

深度调峰背景下火电机组热电解耦技术路径对比分析

新能源发电在出力和发电负荷上具有波动大、不稳定的特点,为解决新能源机组上网后带来的上述问题,利用多种热电解耦方式对火电机组进行改造,并对不同技术路径进行对比分析,探究火电机组解耦潜力与调峰能力。采用EBSILON Professional软件进行模拟仿真,对不同热电解耦方案下调峰负荷空间进行评估和对比分析。计算结果表明,低压缸零出力热电解耦改造方案可以使机组的调峰能力得到最大的改善。在原最大供热负荷304.60 MW下,最小发电量下降172.21 MW,最低电负荷率下降32.70%。火电机组经过热电解耦改造可显著提高热电机组与新能源机组的协调调峰能力,提高发电单元整体发电的稳定性。

融合Q学习和梯度搜索JAYA算法的水电机组优化控制研究

为提高水电机组调节系统的动态性能,提出一种融合了Q学习和梯度搜索JAYA算法(QJAYA)的机组调节系统参数优化方法。通过引入电路等效理论推导有压管道电路等效模型,利用BP神经网络建立充分反映水轮机流量和力矩非线性特性的水轮机神经网络模型。结合调速器和发电机模型,构建了水电机组调节系统整体非线性精细化模型。利用QJAYA算法对水电机组调节系统的PID控制参数进行优化,并通过仿真试验验证了所提方法能够有效提高水电机组调节系统的动态性能。

基于动态能量贡献度的机组调频能力评估方法

针对不同类型的同步机组缺乏统一、有效的调频能力评估方法的问题,从一次调频过程中的动态能量角度出发,在调频动态过程的不同阶段,构建机组一次调频能力评估指标,从能量贡献速度、深度、强度多维度评估机组一次调频的速动性、可靠性和重要性。基于改进的10机39节点系统,通过不同调频能力场景下各指标的计算情况以及和传统评估指标的对比,验证了该方法的合理性和有效性。在此基础上,量化研究了影响机组调频能力的关键因素,从能量的角度解释了各参数对调频动态指标的影响。该方法对于发现电网中存在的调频瓶颈以及提升电网的调频能力具有一定的参考价值。

辅助燃煤机组AGC调节的熔盐电加热器动态性能研究

燃煤机组耦合熔盐电加热器系统可大幅提升其调频调峰能力。基于Modelica语言建立了熔盐电加热器的动态模型并完成了试验验证,揭示了熔盐电加热器在熔盐流量扰动和机组自动发电控制(AGC)负荷扰动下的动态特性。基于其动态特性提出了“前馈+PID”调节的温度控制方法,计算分析了熔盐电加热器辅助燃煤机组AGC调节时的电负荷变化特性和热力参数变化特性。研究结果表明,配置10 MW熔盐电加热器可使660 MW燃煤机组AGC变负荷速率提升340%,且所提控制方法能够维持电加热器热力参数的稳定。

考虑不对称转速边界约束的变速抽蓄机组综合惯量调频控制

当系统出现频率跌落时,变速抽蓄机组可大幅降低转速、迅速释放转子动能,从而为系统提供惯量支撑,但目前已有的调频方案未能有效发挥变速抽蓄机组的这一优势。为充分利用转子动能,提出一种考虑不对称转速边界约束的变速抽蓄机组综合惯量调频控制策略。首先,从变速抽蓄机组的有功支撑特性和不对称转速约束条件出发,得出适用于变速抽蓄机组的最优频率控制结构,该结构中包含两个时间常数不同的虚拟惯量控制环节。然后,分析各惯量控制环节的作用并整定相关参数。在此基础上,计及变速抽蓄机组运行特性与电力系统调频需求,设计了变速抽蓄机组不对称综合惯量控制策略,使得机组转速降低时可以为系统提供更大的惯量支撑。仿真结果表明,所提调频策略能够充分发挥变速抽蓄机组的优势,维持系统频率稳定。