大规模新能源基地经特高压直流送出系统中长期运行方式优化方法

大规模新能源基地经特高压直流送出是我国未来新能源消纳的重要形式,合理优化特高压直流中长期运行方式,是提高新能源基地外送消纳能力的重要基础。提出了基于时序生产模拟的大规模新能源基地经特高压直流送出系统中长期运行方式优化方法。首先,考虑生产模拟计算准确性与复杂度的要求,建立了不同类型光热电站、火电机组和储能电站的聚合运行模型;然后,考虑特高压直流运行模式、灵活调节性能和受端电网负荷调峰需求,建立了不含整数变量的特高压直流运行模型。最后,建立了以新能源最大化外送消纳为目标,考虑各类电源与特高压直流运行约束的中长期运行方式优化模型,提出了基于逐周计算的全年8760h生产模拟计算方法。算例基于含风电/光伏/光热/火电/储能的大规模新能源基地开展测试,结果表明所提出方法能够优化特高压直流年/月运行曲线,实现新能源的最大化外送消纳,计算准确性与效率能够满足工程实用性需求。

金沙江上游水光互补中长期协调运行方法研究

充分发挥流域梯级水电站的灵活调节能力,实现水光互补系统的协同运行,是提升可再生能源消纳水平的重要途径。以金沙江上游川藏段正在开展前期规划工作的梯级水电站及沿江光伏电站为研究对象,建立了水光互补系统发电量最大化的中长期协调运行优化模型,同时计及梯级水电站、光伏电站和外送直流输电线路的运行约束,以评估水光互补系统的外送消纳水平。在算例分析中,测算了不同梯级水电站规划装机下的光伏电站最大装机和典型日外送发电曲线,并从丰-平-枯水平年、直流日最大调节幅度和是否配置抽水蓄能电站等方面进行模型验证和灵敏度分析,结果表明,金沙江上游川藏段水光出力具有季节资源互补性和日内电源互补性,提升梯级水电站或直流输电线路的调节能力、配置抽水蓄能电站均可以使光伏最大可接纳装机进一步增长。

多能源系统中长期协调运行模型与方法

中长期运行是电力能源系统运行的重要内容,能有效应对能源供应的季节性矛盾。针对电力、天然气等多种形式能源间耦合性不断增强的趋势,提出一种面向多能源系统的中长期运行模型和方法。考虑可再生能源的季节特性、天然气价格的波动情况,计及系统运行约束以周为时间单位构建多能源系统运行模型,对年度的发电机组检修计划、水电电量分配和天然气的购买及贮存计划进行统一优化。以修改的IEEERTS79系统为算例,分析验证所提模型与方法的正确性、有效性。算例结果表明,统筹安排多能源系统的中长期运行能发挥不同能源形式的互补效益,提升系统的运行经济性;引入储气装置能缓解冬季供气紧张现象,降低系统的运行成本。

考虑储氢物理特性的含氢区域综合能源系统中长期优化运行

针对储氢系统建模粗糙、氢能利用模式考虑不足等问题,提出了考虑储氢物理特性和氢能多模式利用的区域综合能源系统中长期优化运行方法。首先,考虑储氢系统物理特性,建立了基于范氏方程的高压储氢罐运行模型和考虑动态压缩比的压缩机线性功耗模型。然后,构建了氢能多模式利用架构,以运行成本最小为目标,建立了考虑氢能多模式利用的中长期优化运行方法。最后,通过算例仿真验证了氢能中长期多模式利用对系统运行效益的提升作用以及准确刻画储氢系统物理特性的必要性和有效性。

基于中长期风电光伏预测的多能源电力系统合约电量分解模型

针对大量新能源参与的电力系统中长期运行,提出考虑电量分解与检修计划相互影响的含风光水能源的电力系统合约电量分解模型。以新能源消纳和检修经济性为目标,旨在合理分解电量的同时提高新能源在资源丰富时段的消纳率,并根据资源分布和各时段能源参与情况安排各类机组检修计划,从而保证机组检修的经济性。由于风光资源的不确定性,从数据挖掘角度出发,提出基于聚类方法的光伏电量预测方法和非参数核密度估计的风电电量预测方法,并以此作为含风光水能源电力系统合约电量分解的基础。最后,通过算例验证了所提模型在含风光水多种能源的电力系统电量分解及机组检修联合优化中的有效性。

考虑多能源电力特性的电力系统中长期生产模拟

中长期模拟是电力系统生产模拟的重要组成部分,是处理与应对清洁能源电力季节特性的重要途径。针对现有研究的不足,该文考虑新能源发电、火电、水电、抽水蓄能等多种发电形式,提出电力系统中长期运行模拟方法,以实现中长期时间尺度下的多能互补。文章以持续负荷曲线建模为基础,考虑各类型发电机组检修要求和运行约束、新能源和水能等一次能源特征以及系统的新能源消纳能力,建立中长期运行模型,并采用混合整数规划方法求解。基于改编IEEE-RTS系统算例分析表明,该文所提出模型和方法正确有效,能充分反映、应对多能源电力特性,实现中长期运行方式的优化。

改进的多层次优化算法在水库群优化调度中的应用

随机动态规划(SDP)方法是水库优化调度的基本方法,但将其应用于包含有多年调节水库的水库群的优化调度时会引起"维数灾"问题,并且难以反映多年调节水库调节周期不定的特点。针对这种情况,本文提出多层次的改进遗传模拟退火优化算法(IGA-SA),把库群优化问题分解为第1层次的SDP优化与第2层次的IGA-SA优化,从而获得库群的优化调度结果,并应用于贵州乌江梯级水库群中长期发电优化调度研究中,取得较好的结果。实践表明,该方法可以克服随机动态规划应用中遇到的"维数灾"问题,并给包含有多年调节水库的水库群的优化调度问题研究提供了有效的工具。

计及检修计划的远洋海岛多能源系统协同优化

为了提高远洋海岛多能源系统的中长期运行经济性,提出一种以系统年综合运行成本最小为目标、考虑风光预测出力不确定性和安全运行约束等因素的检修与调度协同优化模型。建立远洋海岛多能源系统内各组件数学模型,采用场景分析法对风光机组出力进行预测,得到典型出力场景;建立协同优化模型,通过算例得到不同检修方案下的综合运行成本、可再生能源机组检修计划,以及给定方案下系统内机组调度安排和不同储能模式的综合运行成本。算例结果表明:场景分析法能够降低风光预测误差对系统运行经济性的影响,检修与调度协同优化有助于提高系统运行经济性,验证了新模型的有效性;多种储能装置配合使用能进一步提高系统运行经济性。