计及风电不确定性和弃风率约束的风电场储能容量配置方法

风电的大规模开发造成了严重的弃风问题,在风电场内配置储能装置可显著减少弃风,文中基于分布鲁棒优化方法研究了考虑风电不确定性和弃风率约束的风电场储能容量配置问题。首先根据历史数据构造风电出力的经验分布函数,为考虑风电出力的不确定性,以Kullback-Leibler(KL)散度作为分布函数距离测度建立了风电出力的概率分布函数集合。随后,将弃风率要求建模为概率分布函数集合中最坏分布下的鲁棒机会约束,进一步建立了以储能投资成本最小为目标、以弃风率为约束的鲁棒机会约束规划模型。最后,通过矫正机会约束中的风险阈值,将鲁棒机会约束转化为传统机会约束,并采用凸近似和抽样平均构建线性规划进行高效求解。基于IEEE 30节点电网进行了算例分析,并与传统的随机规划和鲁棒优化模型进行对比,验证了所提模型在处理风电不确定性时能有效兼顾保守性和鲁棒性。

基于风电接纳空间电量回归模型的弃风率快速计算方法

近年来,风电发展迅速,弃风也日益增多,对电网弃风率做出快速准确评估对指导新能源开发规划、制订常规电源年/月发电计划具有重要意义。提出了一种评估未来电网风电接纳能力和弃风情况的新方法。文中以一段时间的接纳空间电量来衡量此时间段的电网接纳风电能力,经理论分析、回归修正,得到接纳空间电量与备用率、负荷率、负荷电量、常规机组最小出力系数的计算模型。然后,分析弃风率与风电理论电量占接纳空间电量比例的关系,经曲线拟合得到弃风率与该比例的分段线性函数。最后,以接纳空间电量为桥梁,得到弃风率与备用率、负荷率、负荷电量、常规机组最小技术出力系数、风电理论电量的计算模型。利用该方法,算例中评估了我国北部某3个省份2015年的弃风率,与时序生产模拟的对比验证了所提方法的有效性。并定义弃风压力指数作为风电优先调度难度的评估指标。

考虑故障弃风影响的海上风电场集群MTDC系统规划

当前海上风电开发呈现集群化与深远海化特征,多端直流(MTDC)系统因其在大容量风电功率远距离输送中经济性优、可控性强等优点,逐渐成为大规模海上风电场集群并网接入的重要方式之一。围绕大规模海上风电场集群MTDC系统规划问题,提出了一种海上风电场集群MTDC系统故障下的弃风率指标,并构建了兼顾投资成本与风电场弃风率的海上风电MTDC系统优化模型。算例分析表明,该优化模型和指标能够有效优选规划方案,并且可在保证经济性的同时降低风电场的弃风率。

基于二级热网储热式电锅炉调峰的弃风消纳调度模型

针对"三北"地区冬季供暖期弃风严重问题,在二级热网配置调峰电锅炉日调峰方案的基础上,探讨应用储热式电锅炉来进一步消纳弃风。在计及热网延时与衰减特性基础上,分析了储热式电锅炉的消纳弃风机理,提出了储热式电锅炉的电热转换启动条件,构建了储热式电锅炉的数学模型以及基于二级热网储热式电锅炉日调峰的热电联合系统调度模型。对比分析了储热式电锅炉配置方式、储热容量、风电渗透率对弃风率的影响。算例分析表明,在二级热网中配置储热式电锅炉可进一步消纳弃风且效果更好。电锅炉的储热容量越大,弃风率越低。

源网荷储互动调控对降低可再生能源发电弃电率的应用分析

可再生能源发电装机容量快速增加,可再生能源发电的弃水率、弃风率、弃光率维持在高位,而通过源网荷储互动调控对可再生能源、电网、储能和柔性可控负荷的一体化协调控制,可以有效减少可再生能源电站的弃水率、弃风率、弃光率,提升可再生能源的利用效率。首先论述了可再生能源发电的特性,然后探讨了储能系统和柔性可控负荷的应用特点;并建立源网荷储互动控制模式,最后提出快速、有效增强源网荷储的控制与调节性能的控制策略,最大限度的降低可再生能源发电的弃电率。

电网储能与弃风协调运行方法

提出电网通过储能建立消纳风电的安全屏障,研究储能投入能力评估和判别方法,建立储能运行模型和储能额定功率与风电消纳需求关系模型,构建电制热储热负荷与供暖期弃风相关性分析方法,探索弃风电量、弃风小时数与弃风电力的定性关系。实际分析案例表明,储能消纳弃风效果明显,储能功率按最大弃风功率配置,储能利用效率并不高,电制热储热负荷消纳的是供暖期的弃风电量。

面向调峰弃风消纳的分时电价政策制定与评估

介绍基于日前风功率预测制定分时电价政策的理论基础,建立仿真平台,用于评估分时电价政策对降低弃风率的作用。分析实行分时电价后,日前风功率预测准确率和用户对分时电价响应度与弃风率的定量关系。结果表明:一般情况下,分时电价可以减少调峰弃风;提高风功率预测准确率对降低弃风率有比较显著的效果;用户响应度并不是越高越好,应根据日前风功率预测,合理设置电价,以消纳更多的风电。

我国出现弃风限电现象的原因及缓解措施

一、弃风限电现象的严重性结合2015年我国弃风限电分布图(图略)和2018年我国弃风限电预测图(图1),不难发现我国弃风限电率比较高,西北部分省区弃电率超过了30%。2014年到2016年弃风率提高尤其快,虽然2017年后弃风限电率有所下降,但是2018年仍然保持在10%左右,风电浪费现象较严重。二、出现弃风限电现象的原因(1)从能源的供需看。

考虑送出限制的水-风-储系统优化调控研究

随着我国西北地区风电的规模化开发,探索西北地区的水-风-储多能互补送出模式有利提高电力系统的灵活性、缓解并网消纳问题。通过构建兼顾电力送出通道利用率和互补系统收益的多目标模型,提出互补系统的容量配置及分时电价下的运行策略,并将该方法应用于黄河上游的多能互补基地。经过对两种大型互补系统的容量配置与调控策略进行对比分析,验证了互补系统对于提高电力送出通道利用率、消纳弃风及改善运行收益的重要作用。模拟结果表明,风电不确定性程度、分时电价和电力送出通道容量对系统互补效果影响较大。该方法可为未来新能源与水电互补系统的规划和运行提供技术支持和参考。

基于能效、低碳等多目标改进粒子群模型的蓄热式储能优化建设决策

中国北部地区存在风电弃风问题,尤其在“三北”地区更为严重,为减少能源浪费,提高能源消纳水平,通过在电网末端园区建设蓄热式电锅炉就地消纳风电以缓解弃电严重问题。本文主要从降低弃风率、实现“双碳”目标,以及电锅炉建设成本角度出发进行方案设计优化。

计及热负荷需求弹性共享的多区域电-热综合能源系统协调调度方法

多区域电-热综合能源系统是包含多个独立供热系统的电热耦合系统,但能源市场的发展使得传统调度难以满足多个综合能源系统之间资源共享的需求。综合考虑区域间灵活性资源共享模式及协调调度求解手段,建立了多区域电-热综合能源系统协调调度模型。首先,对热负荷需求弹性进行建模,考虑区域间电能共享对多区域电-热综合能源系统调节潜力的影响,计及电网、热网传输约束,建立了多区域电-热综合能源系统协调调度模型。为解决多区域协调运行时各区域间的信息壁垒与利益分歧,采用交替方向乘子法对多区域电-热综合能源系统协调调度模型进行分布式求解。算例分析表明:通过多区域灵活性共享,各区域弃风率可以得到明显改善,即所建立的协调调度模型可以在保证各自区域间能源调度独立性的前提下提高整个系统能源利用率及灵活性。

考虑风电不确定出力的风电并网协调优化模型

针对风电出力的随机性和间歇性等特点,首先,提出了风电预渗透率的概念,结合风电预测精度,建立了风电预测误差计算模型。其次,考虑到误差随时间的迁移性,建立了风电预测误差增长模型,并建立了基于误差增长的风电不确定出力计算模型。在建立负荷可参与调度的权重区间模型以及引入可调度负荷与储能系统的基础上,建立了风电成本模型和考虑可调度负荷与储能系统风电并网协调优化调度模型。最后,以某地区电力系统为研究对象,采用Matlab对优化模型进行仿真求解,结果表明,所用方法能够有效降低弃风率以及火电备用容量。

热电联产与风电机组联合运行滚动优化调度模型

我国北方地区电力过剩、热力紧缺、电网弃风率高等问题凸显,为提高运行经济性,提出一种结合热电联产机组与风电机组联合运行滚动优化调度方法。针对风电等可再生能源出力存在较强波动性的现象,提出滚动修正的策略,并与单次预测结果进行了对比。同时,给出了优化调度的模型,利用智能单粒子算法将不同类型机组化作不同子矢量进行优化,较传统粒子群算法寻优能力更强。引入分布式电力驱动热泵用于改善热、电负荷布局,能够有效改善可再生能源弃电问题。所提出模型和策略在IEEE30节点系统算例中得到验证。

我国非化石能源发电现状及存在问题探析

加快发展非化石能源是我国推进能源生产和消费革命、推动能源转型的重要措施。本文总结了我国非化石能源发电现状,指出非化石能源发电发展存在的发电技术、并网技术、经济政策等方面的问题,建议建立完善促进非化石能源消纳的政策体系和责任体系、通过政策干预合理布局逐步优化非化石能源发电分布、不断完善非化石能源发电行业科学发展经济政策体系、加快推进非化石能源发电侧及电网输送双方技术发展,以实现我国非化石能源发电的进一步发展。

我国风电的消纳问题及发电侧定价机制研究

针对当前我国"弃风限电"形势加剧和风电发电侧上网电价的形成机制急需改进等问题,通过分析我国风电发展的实际情况,探讨我国风电定价机制的优势与不足,并选取弃风率、风电新增并网容量、地区生产总值和电力消费量这四个指标,采用回归分析方法对我国13个重点"弃风"省份有关弃风率的影响因素进行分析,得到提高电力消费量可以降低弃风率以促进风电消纳的结果,最后提出要完善风电发电侧上网电价的核算方法,逐步引入可再生能源配额制和提高风电在电力消费量中的占比来改善我国风电发展现状的合理建议。

组合预测技术在风电中的研究分析

高精度的风速及风功率预测可以为电网调度提供发电依据,常规的单一的风速及风功率预测方法已经不能满足当前风电预测需求。首先,对组合预测技术进行了全面诠释;其次,详细描述了几种经典组合预测模型的算法及其优缺点;最后,阐明了将统计学应用到风速及风功率预测中,组合预测技术所体现的潮流趋势,可为组合预测技术的进一步研究提供参考。

集成CFD与Kalman滤波的微尺度风电场风功率预报方法

基于Kalman滤波的风功率预测方法难以捕获风电场的风力空间分布特征,集成计算流体力学CFD模型和Kalman滤波能将风资源分布纳入风力发电预报框架,对提高微尺度风能利用率有重要意义。以黄土高原沟壑区的中国华电集团公司甘肃省环县南湫风电场为研究区,首先利用CFD模拟风电场风速分布特征和划分风区,再利用Kalman滤波订正BJ-RUC模式预报的各风区长时间序列风速变化,并对比不同风区的订正效果,最终基于发电能力评估风电场的风功率预报效果与效益。结果表明:(1)风电场内部的风机均不同程度地受到复杂地形的影响,围绕"马蹄形"山梁和山谷形成明显的"阶梯式"风区,风速差最高达2.78 m·s^(-1);(2)CFD与Kalman滤波的集成订正方法使风速预报准确率由BJ-RUC的20%~30%提高到90%以上,并使风功率预报准确率达到80%以上,显著提高了微尺度沟壑区风速-风功率预报精度;(3)风电场容量因子C_P平均在12.4%~16.8%之间,弃风率η为5.5%~17.5%,表明该电场的风功率预报精度明显受其发电效益制约;(4)还讨论了风电机组监控数据采集控制系统SCADA的数据质量、CFD计算效率和能源部门决策等不确定性因素对风速分区及风功率预报的影响。

友好型智能风电场远程集中调度系统

本文提出一种基于智能风电场远程调度系统,电网弃风现象的解决方案。将接入系统风电场的风功率预测、风电场有功控制和风电场自动电压控制集中统筹考虑,同时将接入集控中心的大量数据做统计处理,提供更多风机的高级应用分析模块,提高接入风电场的运行效率,降低业主风电场的弃风率。

浅谈我国风电产业发展现状及前景

首先介绍了我国风电行业的发展现状,分析了目前存在的问题,然后说明了风电行业的发展前景,最后提出了对风电行业发展的建议。

山西省风电现状和未来发展探讨

介绍了山西省风电资源、装机容量、建设水平、运行调度等情况,分析了山西省风电未来发展面临的容量空间、资源限制、消纳、电价等关键问题,探讨了山西省风电未来发展的可能途径。