电热协同互补提升电网灵活性的评估及仿真

电热协同互补对于提升能源安全、克服长时储能能力的不足意义重大。从满足电网功率调节灵活性的需求出发,以蓄热式电采暖作为电热协同互补系统的代表,建立了描述其功率调节特性的模型;提出了蓄放热可行域的概念,进一步实现了灵活调节能力的量化评估。基于实际场景,分析测算了典型日大规模电热协同互补对系统预防停电和促进新能源消纳的提升效果,结果表明,配置大规模储热容器有利于实现电热解耦,提升电热协同参与调峰备用的能力。

高比例新能源接入下电网灵活性爬坡能力市场化获取机制现状分析及思考

高比例新能源接入下电网灵活性爬坡能力不足不仅会影响系统运行可靠性,同时在市场环境下将产生经济性问题,因此需通过市场化方式获取电网灵活性爬坡能力。首先对比分析了电网灵活性爬坡能力同调频、备用等传统调节能力的区别,说明其市场化获取的必要性;然后详细介绍了美国爬坡能力产品的市场设计,分析其实施效果;拓展介绍英国、德国的相关机制,对比各类灵活性爬坡能力的获取方式;综述电网灵活性爬坡能力的模型建立、市场化获取与市场运营效果等方面的研究,展望未来研究趋势;最后,结合中国的市场发展现状,从灵活性产品多样、灵活性资源多元、市场化定价机制、分阶段市场化构建等方面对我国电网灵活性爬坡能力的获取方式进行了深入思考。

基于配电网灵活性需求评估的投资方法研究

通过对电能质量参数进行灵活性需求评估来确定配电网的投资优先次序,并提出了一个全新的框架。该框架包括输入数据准备、运行计算和用于量化灵活性需求,并提出投资优先级列表的结果处理方法。应用现有配电网络一部分的总线节点来证明该框架的普遍适用性。通过评估灵活性需求,得出了一份投资优先次序表,并确定了节点的安全供电缓冲区间与功率范围,以进一步缓解网络约束。除了为配电网络运营商提供有价值的信息外,新提出的框架还为市场参与者计划和自我平衡投资组合和方式提供了建议。

电网灵活性的高性能分析

电网近年来的高速发展需要内外兼备的灵活性以保障其经济可靠的运行。世界各地智能电网的迅猛发展让电网和其他系统之间的关系越来越紧密。电网和其他系统正逐渐融合成为一个能源有机体。这给能源领域带来了根本性的挑战,同时也为电网消除传统的严格边界条件进而提升其灵活性提供了难得的机遇。从能源有机体的各个层面探讨了提高电网灵活性的可能性。电网存在着巨大的灵活性潜力,但是挖掘这些潜力需要高性能的分析方法和工具以实现电网的整体设计和能源有机体的全方位评估,并适应系统规模的逐渐扩大和复杂度的不断提高。介绍了几个开源软件平台和软件包作为灵活性电网高性能分析的样例。它们已被应用于能源有机体的大规模分析、优化和控制。提出的"电网沙盘"(GridSandbox)概念可作为一个开放式的环境,用于评估各类高性能分析方法和工具的有效性。建设灵活性电网所需的高性能分析方法和工具的开发需要来自数学、计算、数据科学、电网以及其他能源领域等多个学科专家的通力合作。高性能分析研究领域仍有许多空白亟需填补,具备广阔的研究和应用前景。

考虑源荷侧灵活性资源的风光消纳互动调控

针对大规模新能源并网导致电网调控的灵活性不足问题,考虑电网灵活性供需平衡,提出灵活性资源(FR)参与风光消纳的互动调控方法,建立规划—运行双层模型对风光消纳进行调控优化。规划层考虑FR改造成本与电压稳定性初步分配新能源安装位置与灵活性资源改造容量,运行层综合经济成本、灵活性缺失度及峰谷差值等指标协同调控源荷资源,通过混合种群迁徙算法进行多目标优化,筛选求解后的多样性方案反馈规划层,得到最优调控结果。最后,结合东北某实际电网进行仿真分析,结果表明合理配置多元化FR能改善电网的风光消纳能力及其调控灵活性,验证了所提方法的合理性和有效性。

考虑电网灵活性的微电网储能优化配置方法

针对微电网的灵活性问题,提出了量化指标,以及一种考虑电网灵活性指标的储能配置优化方法,通过优化配置微电网中储能系统来增加系统的灵活性。该方法以一个规划周期内电网灵活性指标最优和储能配置运行成本最小为目标建立数学模型,并用NSGA-Ⅱ算法求解上述模型。通过算例仿真,结果表明所提方法可以通过合理安排储能配置容量,在保证微电网灵活性的同时提高微电网经济性。

考虑微电网灵活性资源属性的配电网规划方法

针对含微电网的配电网,提出了一种考虑微电网灵活性资源属性的配电网规划方法,该方法从变电站规划和网架规划两阶段考虑了微电网的灵活性资源属性。首先,建立了微电网内各灵活性资源的数学模型,进而组成微网的对外等效模型;然后,通过更新定容公式以及在网架规划中添加约束条件来考虑灵活性资源;最后,建立以配电网投资和运行成本最小为目标函数的规划模型,并基于改进的遗传算法进行求解。通过含3个微电网的待规划区域进行算例设计和仿真,结果表明文章提出的规划方法可以在成本少量增加的情况下提升系统传输灵活性,使得未来配电网运行过程中出现分布式电源波动或负荷预测不准确时,线路留有足够的灵活性供主网或微电网进行功率传输,证明了所提出模型的合理性和有效性。

考虑典型场景的配电网调控方案灵活性评估方法

风电、光伏等新能源以及电动汽车充电站等时空分布高度不确定性负荷的逐渐渗透向配电网提出了调控灵活性的需求。针对配电网升级改造规划中不同的调控方案,从应对多场景、满足多目标这2个维度提出了矩阵形式的灵活性评估模式。在运行性能指标维度方面,提出包含新能源消纳、网络损耗、馈线均衡等在内的指标体系,并利用信息熵理论进行降维;在运行场景维度方面,通过K-medoids聚类算法提取典型场景集,并利用DS证据理论进行降维;最后得到对应于每种调控方案的灵活性量化指标。在IEEE 33配电网算例中,对以无功补偿电容器、无载调压变压器为代表的传统调控方案和以柔性多状态开关为代表的新型调控方案进行灵活性分析,验证了柔性多状态开关调控具有更高灵活性。