考虑避振条件的水风光互补发电系统运行经济性评估

为更加全面、准确评估水电机组在风光水互补发电系统中的经济性表现,本文将水电机组寿命损耗成本纳入机组运行成本,建立以机组运行成本最小、发电量最大、功率负荷偏差最小为目标的风光水互补发电系统经济性评估模型,充分考虑水电机组运行策略的区别,对比机组避振与不避振运行时的系统经济性特征与机组运行特点。基于NSGA-Ⅱ智能优化算法对模型求解,以国内某清洁能源基地为例分析了风光典型出力场景下系统运行经济性。研究结果表明,相比水电机组不避振运行,采用避振运行方式的水风光互补系统虽然发电量和功率与负荷偏差均值分别降低了0.09%(0.02 GWh)和2.10%(1.89 MW),但运行成本均值下降了0.24%(1.71万元)。综合来看,在发电量未有明显提升的情况下,虽然功率与负荷偏差方面不避振运行方式表现较为优越,但由于机组疲劳损耗导致的运行成本显著增加、机组安全问题突出,其综合经济性表现不如避振运行方式。该研究对于优化水风光互补系统中水电机组的运行方式,提高互补发电系统整体经济效益有一定指导意义。

风光水互补发电系统的优化配置

为提高风光水互补发电系统的供电可靠性,降低经济成本,研究了电源容量的优化配置。首先提出独立和并网运行调度策略,然后考虑供电可靠性和蓄水库水量平衡等约束,建立了以全寿命周期成本最小为目标的优化配置模型,采用改进遗传算法进行求解。算例探讨了供电可靠性和联络线传输容量对优化配置的影响,验证了所提方法的有效性。由仿真结果可知,独立运行时,利用风光水互补发电即可保证较高的供电可靠性;并网运行时,采用联络线的双向交互电能能力,可进一步提高系统供电可靠性,有效降低经济成本。

考虑动态频率响应的风光水互补发电短期优化调度模型

针对风光并网会降低系统惯量、削弱系统调频能力的问题,综合考虑水电机组同步惯量、风电场和光伏电站的虚拟惯量和下垂控制作用,提出含风光水的多机系统动态频率响应模型,推导系统频率变化率约束、最低点频率偏差约束和准稳态频率偏差约束。基于此,为实现清洁能源利用最大化,以弃风、弃光、弃水最小及水库调度期末蓄能最大为目标,兼顾梯级水电、风电、光伏和发电系统的多种运行约束,构建风光水互补发电系统短期优化调度模型,并使用混合整数线性规划方法进行求解。最后通过算例仿真验证所提模型的有效性和适用性。

水风光蓄互补发电系统中风光容量配置研究

【目的】大力发展新能源,进行能源供给侧改革,是应对能源危机和生态环境问题的根本措施,有助于“双碳目标”的实现。调节性水电具有良好的调蓄能力,可以作为调节电源与风光电源联合运行,从前端减缓风光不稳定出力对电力系统的冲击,促进新能源集中上网消纳。但在如今大力发展清洁能源的背景下,仅靠常规水电站已无法调节规模巨大的风光发电。故考虑引入抽水蓄能电站,与常规水电站联合运行,构建水-风-光-蓄多能互补发电系统。【方法】基于研究区域亟需扩大风光发电规模的需求和互补发电系统并网过程中的弃风、弃光问题,从互补发电系统的配置容量和优化运行考虑,构建了多能互补发电系统容量配置的双层规划模型,外层模型以可接入风光规模最大和弃风光功率最小为目标函数,内层模型考虑了电源侧系统出力与电网负荷的匹配度,以源荷匹配度最大和系统在典型日售电收入最大为目标函数,分别采用粒子群算法和逐步优化算法对其进行优化求解。旨在获得系统可接入的风光资源的最优比例和容量配置。将该模型应用于金沙江上游川滇段清洁能源基地。【结果】结果显示:系统在有无抽蓄电站接入时接入风光规模的最佳比例均为0∶1。系统在接入抽蓄后,在弃风光率为0%的条件下,风光接入比例分别为1∶0、1∶1和1∶0时,相较于未接入抽蓄时,风光可接入规模分别提升了74%、68%和75%;在弃风光率为5%时,分别提升了52%、66%和65%;在弃风光率为10%时,分别提升了41%、60%和63%,均有大幅度提升。【结论】结果表明:系统应尽可能少地接入风电,尽可能多地接入光伏发电,且系统接入抽水蓄能电站后,抽蓄电站与常规水电联合运行,可充分发挥系统的调节能力,从而大幅度提升系统可接入的风光规模。同时在满足外层模型中互补发电系统中风光项目的容量最优的条件下,能够改善系统运行条件,使系统出力过程与负荷过程高度匹配,验证了研究方法与模型的有效性。研究成果可为水风光蓄互补发电系统的容量配置提供参考。

基于改进粒子群算法的风光水互补发电系统短期调峰优化调度

风光水互补发电系统优化调度需要考虑风光电源的间歇性及波动性,同时还要处理梯级水库复杂的水力联系及不同电源之间的电力联系,因而建立风光水互补发电系统短期调峰优化调度模型,并采用粒子群算法进行求解,针对粒子群算法的早熟及后期收敛速度慢等问题,从惯性因子和种群拓扑结构两方面对粒子群算法进行改进,并对福建省电力调控中心管辖的12座常规水电站、木兰溪1座抽水蓄能电站、31座风电场、5座光伏电站组成的风光水多种电源互补系统进行数值分析。结果表明,所建模型能较好地实现对电网负荷的削峰填谷,所提算法显著提高了求解效率和求解质量,是一种解决风光水互补发电系统短期联合优化调峰调度实用性很强的有效算法。

风光互补型发电和提水两用机组的研究

针对我国目前普遍存在的利用常规能源来提水时能耗大和污染排放超过国家标准等问题,创制出新一代风光互补型发电和提水两用机组,采用高效离心潜水电泵、太阳能电池组和达里厄型立轴式风力机、S型低风速启动风车等这些关键技术来节约大量燃料、电能资源,降低生产成本。这种机组以最优的结构匹配,实现了功能和用途的多样化,达到了节能降耗及提高生产效率之目的。

风光水互补发电系统发电效率分析

笔者主要探讨风光水互补发电系统发电效率的分析。由于煤石油天然气等资源日益枯竭,清洁能源的利用变得非常重要。风光水互补发电系统是一种将风电、光伏发电、水电结合的发电方式,其发电效率对于清洁能源的发展具有重要意义。笔者首先介绍了风光水互补发电系统的原理和构成,然后分析了不同风光水互补发电系统中各种因素对发电效率的影响。最后,提出了一些提高风光水互补发电系统发电效率的建议,为清洁能源的发展做出一定的贡献。

风光水互补发电集控系统总体设计初步研究

为缓解风光等新能源并网消纳问题,将集控系统应用于风光水多能源电站群,利用风光水资源互补性实现资源的有效整合,推进能源的综合开发。详细分析了风光水互补发电集控系统的主要功能需求,在功率预测系统、水调自动化系统的基础上提出了风光水多能源综合优化运行,实现多目标风光水互补优化运行调控,提高风光水多能源电站群的安全经济运行水平。分析了监控数据流程,在此基础上,提出了集控系统总体架构,采用分层分布式体系结构,1+N多冗余设计,并从可靠性、安全性、实用性等方面提出了集控系统软硬件配置要求。设计研究可为解决新能源安全稳定经济并网运行提供较好的技术支撑,为类似工程设计提供参考。

风光接入下瀑布沟水电站短期调峰优化调度研究

针对水风光一体化清洁能源基地中,风光接入后水电站调峰运行遭遇挑战的问题,文章以瀑布沟水电站及周边风光电站为研究对象,探讨风光接入对于水电站运行情况及调峰能力的影响。建立以源荷匹配最优和弃电量最小为目标的短期调度模型,采用基于电网负荷原则的方法优化初始调度线生成并使用POA算法求解模型。结果表明,接入风光后,瀑布沟水电站午后水位升高;出力过程改变,午间电量存续至夜间发出;调峰能力随径流丰枯有不同程度的削弱。该研究给水电站在异质能源互补运行背景下的优化调度提供参考。

基于人工鱼群算法的水风光联合调峰优化模型

本文提出基于多Agent人工鱼群算法(MAAFAS)的,以剩余负荷均方差最小为目标函数的梯级水风光短期调峰优化调度模型。该模型充分结合了Agent算法的自主性和人工鱼群算法的全局寻优性,降低了约束的复杂性,易于获得复杂问题求解下的最优解。并以我国南方地区某流域的6座水电站,11座风电场,4座光伏电站组成的风光水电源互补系统为研究对象,从不同来水场景下(汛期、枯期)进行实例分析。结果表明:该模型可以有效地利用水电能源的调峰能力,平均提高负荷峰谷差降幅率到44.65%,缩小原始负荷峰谷差3300 MW,剩余负荷趋于平稳,便于风光能源的更好消纳,是一种实用性较强的水风光短期调峰优化方法。

“风光水”互补发电系统的调度策略

已有的可再生能源发电调度策略的研究成果大多针对单一风能或太阳能以及"风光"、"风水"互补发电系统,较少涉及到综合了"风光水"3种能源的互补发电系统。为此,提出了"风光水"互补发电系统的调度策略,在综合考虑了投资、系统运营成本、环境治理等因素,以及孤网、并网这2种运行方式的前提下,建立了最低成本的优化模型。在此基础上,提出了"风光水"互补发电系统的调度策略,实现了"风光水"这3种新能源输出功率的最佳配置,相关仿真结果验证了上述调度策略的可行性。研究表明,最优运行和调度策略可以评估系统在不同运行方式下的经济性能,提高互补系统的可靠性和灵活性。