储能对可再生能源并网发电的支撑作用

可再生能源发电并网对于电力系统的节能减排具有关键作用,选择合理的储能容量,并分析储能对可再生能源并网发电的支撑作用具有重要意义。从节能减排和供电可靠性角度建立具有储能装置的单母线电力系统和剩余电力系统的随机规划模型,并通过蒙特卡罗模拟算法对国外某地区的风力发电和储能联合运行系统进行模拟分析。结果表明,适度规模的储能容量不仅能有效解决可再生能源发电的功率波动问题、减小系统停电损失概率,而且能够降低系统的环境成本,但其减少程度与储能的全过程效率有关。

面向可再生能源并网的发输储电力系统协调扩容规划模型

为了分析大规模可再生能源并网发电对电力系统带来的挑战,提出了一个含有发电、输电和储能设施在内的混合电力系统协调扩容规划模型。该模型将可再生能源发电、输电网以及储能的长期投资动态性与系统电力供求的短期波动性和空间分布特性整合起来。将这个模型应用于3区域电力系统中。分析结果表明,对于输电网和储能容量进行适量的、适时的扩容投资以及大规模可再生能源发电的并网运行是非常重要的。

引导市场主体多渠道增加可再生能源并网规模

《通知》明确提出了鼓励可再生能源发电企业自建合建、购买调峰资源等方式,以及增加并网规模的政策措施和运行管理要求,有利于发挥政府、企业和市场多方能动性,引导市场主体多渠道促进可再生能源发展,有效推动双碳目标顺利实现。

中国电力市场在大规模可再生能源并网中面临的主要问题

大规模的可再生能源发电,如风电和太阳能发电,与传统的化石燃料发电、核电和水电相比,给电力系统运行带来了更多的变动性和不确定性。可再生能源发电的成功并网需要对传统的电力市场结构以及相应的输电规划和市场运营方式按不同可再生能源的特点和要求重新审视。对支持电力市场发展所需的基本的输电规划结构进行了分析,也对随着日益增加的可再生能源发电并网,确保电力系统可靠运行的关键问题,如电力市场管理区域范围、备用要求、机组协议以及经济的调度方式,进行了分析和阐述。

考虑可再生能源并网的多阶段电源与电网协调规划模型

综合考虑可再生能源并网的技术要求和节能减排的现实需要,以需求侧响应成本、碳排放成本、可再生能源发电并网比例为规划要素,将协调规划期划分为多个阶段,分场景模拟未来负荷需求、发输电成本等变量的变化趋势,建立多阶段电源与电网协调规划模型;引入有限元法,利用Sierpinski地毯构造搜索空间改进模拟植物生长算法,开发基于改进模拟植物生长算法的协调规划模型求解流程;以改进IEEE-24节点系统(含可再生能源并入节点)为例,测试所构建的协调规划模型的合理性和求解方法的可行性。

非对称信息下可再生能源并网机制设计

可再生能源并网实践中,不仅存在其发电产出与电力需求随机性的问题,而且并网补贴政策还受到电网成本信息非透明的影响。本文借助收益共享合约理论,通过将分享系数构造成电网边际成本的函数,调整发电方与电网的部分转移支付,建立非对称信息情景下的收益共享合约。进而基于电网成本显示激励机制理论,对可再生能源电力产出与需求的随机性及电网边际成本进行参数变动性分析,得到合约协调的供应链均衡。

可再生能源竞争性并网发电决策研究

可再生能源并网发电投资决策不仅受到技术、成本、政策等不确定因素的影响,相同和不同可再生能源电力技术间的竞争关系将对决策施加重要影响。针对两种不同可再生能源电力技术,构建投资时机选择期权博弈模型并分析可再生能源并网发电投资决策特征。结果表明,电网对两种可再生能源电力的收购歧视度将决定可再生能源双寡头企业在投资时机选择博弈中的均衡类型。一定参数条件下,电网收购歧视度呈由小到大变化时,博弈所产生的均衡类型相应地表现为同时投资均衡、占先均衡和顺序投资均衡。

可再生能源发电并网后大电网运行的智能调度

随着风力发电等可再生能源的并网及需求响应的实施,电力系统平衡稳定运行的不确定因素显著增加。为应对这些不确定性,区域输电组织(RTO)或大型电网公司的调度系统需要在传统的实时监控基础上有更强的超前预测能力。提出了一种新型的调度体系——发电控制应用(GCA),以应对可再生能源并网带来的挑战。此系统凭借动态的、鲁棒的调度算法和灵活的系统配置,使调度系统可以确保电力系统具有足够的跟踪能力以应对可再生能源的不确定性、间歇性,保证大电网运行的可靠性。

基于柔性直流互联的抽水蓄能与可再生能源协同运行策略

为了抑制大规模可再生能源的并网波动,提出一种适用于含抽水蓄能电站与可再生能源发电系统的多端柔性直流输电协同运行策略。该策略根据多端柔性直流输电系统的直流电压波动情况,在可再生能源发电系统利用直流输电系统并网之前,通过调整抽水蓄能机组的运行速率以及计划输出功率,减少其实际出力与预测出力偏差,从而降低可再生能源输出功率波动对交流系统带来的影响。通过建立由互联抽水蓄能电站、风力发电场、光伏发电站和交流电网组成的四端柔性直流输电系统进行仿真,验证了所提控制策略的有效性。

基于异地输送的可再生能源消纳成本仿真分析

通过跨区输送实现可再生能源的异地消纳是促进我国可再生能源规模化利用的重要途径,亟需从经济视角开展风电异地输送消纳的成本模拟仿真研究。构建了三阶段模型,在两区域电力系统下进行输电线路投资、发电投资和电力市场模拟分析,研究可再生能源及跨区输电投资的跨区合作对降低成本的贡献。仿真结果表明,两区域在跨区可再生能源开发与输电线路投资2个方面同时合作能够显著降低可再生能源消纳成本。

内陆清洁能源基地±800kV/10000MW直流外送拓扑设计

大力开发大规模清洁能源基地是国家“十四五”现代能源体系规划明确的重点任务。针对藏东南地区大规模水电、光伏送出场景,计及新能源基地海拔高、输电走廊受限问题,设计了±800 kV/10000 MW多直流电压等级混合直流、多直流电压等级柔直和四端混合直流系统送出拓扑。针对沙戈荒地区风电、光伏送出场景,设计了±800 kV/10000 MW三端柔直、四端柔直和多直流电压等级混合直流系统送出拓扑。最后,在PSCAD/EMTDC仿真平台搭建了各拓扑方案的仿真模型,对比分析了各拓扑的技术特点。通过研究,以期为未来相关工程实践拓扑设计提供参考。

可再生能源电力优先并网权之证成——以应有权利为视角

可再生能源电力逐步替代传统能源电力是我国电力发展的趋势。目前,我国的相关法律和政策已经为可再生能源电力优先并网提供了规范依据。从应然层面而言,可再生能源电力优先并网权不仅是实质正义的体现,也能够有效平衡各种利益冲突。作为应有权利的可再生能源电力优先并网权,已经存在于社会关系之中,因而成为一项可再生能源发电企业所享有的包含优先获取发电份额、优先出售其电力电量、优先获得调度在内的权利。可再生能源电力优先并网权兼具公法属性和私法属性,相应地,可再生能源发电企业应享有行政法上的请求权和合同法上的缔约请求权。

多形态激励型需求侧响应协同平衡可再生能源波动的鲁棒优化配置

可再生能源发电固有的波动性是限制其大规模并网消纳的重要因素。为此,利用激励型需求侧响应(IBDR)响应速度快、可调度性好的特点,并考虑可再生能源和IBDR出力的不确定性,提出一种利用多形态IBDR协同平衡可再生能源波动性的多目标鲁棒优化配置的方法。首先,引入鲁棒优化理论,采用鲁棒区间的形式对可再生能源与多形态IBDR出力的不确定性进行描述。然后,分别以配电网运行成本和可再生能源利用率为目标,以可再生能源并网波动性约束、IBDR响应能力约束和功率平衡约束为约束条件,建立多目标条件下IBDR鲁棒优化配置模型。最后采用鲁棒对等转换将不确定性问题转换为确定性问题,并使用非支配集排序多目标遗传算法(NSGA-II)进行求解。以实际运行配电网为例,对所提模型和算法进行验证。计算结果表明,采用多形态IBDR协同平衡可再生能源波动的鲁棒优化配置方法可以有效平衡可再生能源波动。

一种考虑可再生能源不确定性的分布式储能电站选址定容规划方法

储能具有响应快、灵活性强等特点,可为电网提供多种辅助服务,是消纳高比例可再生能源的重要灵活资源。随着储能成本的快速下降,集中式、分布式储能在电网中的应用近年来得到了国内外研究者的广泛关注。本工作提出了一种考虑可再生能源出力不确定性的分布式电化学储能选址定容双层优化模型。首先,建立计及可再生能源不确定性的电化学储能投资成本和运行成本最小的优化目标函数,其次,采用双层优化算法对储能选址和容量配置进行优化求解,外层采用分支界定法确定储能的选址位置,内层采用改进遗传算法得到最优容量配置与储能充放电运行策略,最后,以IEEE-39节点测试系统为例对所提方法进行仿真,验证了该方法的正确性和运算效率。

中华人民共和国可再生能源法

(2005年2月28日第十届全国人民代表大会常务委员会第十四次会议通过) 目录第一章总则第二章资源调查与发展规划第三章产业指导与技术支持第四章推广与应用第五章价格管理与费用分摊第六章经济激励与监督措施第七章法律责任第八章附则第一章总则第一条为了促进可再生能源的开发利用,增加能源供应,改善能源结构,保障能源安全, 保护环境,实现经济社会的可持续发展,制定本法。第二条本法所称可再生能源,是指风能、太阳能、水能、生物质能、地热能、海洋能等非化石能源。

含综合能源的多直流电压等级互联电网运行控制及其直流故障隔离策略

为了满足不同地区的电力分配、电压等级和灵活调度需求,采用柔性直流输电技术构建互联电网成为了当前的主要趋势。文中分析了风电、光伏、DC/AC及DC/DC等关键组网设备的运行控制策略,组建了含新能源的多直流电压等级互联电网,分析了其结构特点和运行原理。为了应对不同位置的直流故障,提出了基于DCCB的故障隔离策略,在PSCAD/EMTDC平台下搭建了仿真模型,进行了不同工况的仿真分析,仿真结果验证了所提出的控制运行与直流故障隔离策略的有效性。

适应高比例可再生能源发电并网的电源规划体系设计与应用

电力系统电源扩展规划(Power Generation Expansion Planning,PGEP)是电力系统发展规划的重要组成部分,其主要任务是根据系统若干年内的负荷需求预测,在满足未来负荷需求的条件下,考虑各种约束条件(如电源建设顺序、投资约束、系统可靠性要求等),寻求一个最优的电源建设方案,确定在何时何地建设何种类型、多大容量的电厂。

兼顾技术性和经济性的储能辅助调峰组合方案优化

高比例可再生能源发电并网给电力系统调峰带来了较大压力,应用储能辅助调峰是解决系统调峰问题的有效途径,但现阶段储能的高成本限制了其规模化应用。为充分发挥有限储能的调峰作用,降低储能调峰的容量需求,文中提出一种储能与正常调峰、深度调峰、投油调峰和启停调峰等常规手段优化组合调峰的实用方法。分别建立基于年调峰不足概率的技术性指标和基于年调峰费用的经济性指标的计算模型,构建组合调峰方案的技术性指标曲面和经济性指标曲面,将两个曲面交线处的组合调峰方案作为不同可再生能源渗透水平下电力系统的组合调峰优化方案。最后,以含风电、光伏发电的区域型系统和规划的全国系统为例,制定和分析了不同可再生能源渗透率下系统的组合调峰优化方案。

对未来电力市场形态的若干思考

探索未来电力市场形态是一个涉及面很广且存在众多不确定性因素的难题.为此,从3个方面进行分析.首先,分析影响未来电力市场形态的若干重要技术因素;其次,由未来电网技术出发,分析未来电力市场的基本特征,包括发电低碳化、交易范围扩大化、辅助服务市场功能增强等;最后,讨论未来电力市场形态设计的若干重要问题,如零售市场设计、辅助服务市场设计、排放权市场设计及容量市场设计等,重点研究电网友好负荷及可再生能源发电并网等技术因素在未来电力市场形态中产生的重要影响,并给出初步的建议.