基于混合储能的风光储联合发电系统优化调度策略及评价

针对用户用电需求和可再生能源发电情况,建立以系统总运行成本最小为优化目标的并网型风-光-蓄电池-废弃矿井抽蓄联合发电系统优化调度模型,以等效负荷方差、联络线波动率、供电损失率为评价指标衡量优化调度结果,利用CPLEX求解器对调度模型进行最优求解。对3种不同储能形式的优化调度模型进行仿真对比,结果显示:储能形式为蓄电池和废弃矿井抽蓄的混合储能时的总成本相比蓄电池与废弃矿井抽蓄分别减少了62.21%与49.18%;利用组合熵权秩和比法对优化结果进行排序评价,风-光-蓄电池-废弃矿井抽蓄联合发电系统加权秩和比值为0.833,评分排序最优。所提模型在提升系统运行经济性的同时,提高了系统供电的可靠性,验证了所提模型的合理性与有效性。

风电—光伏—光热发电系统联合优化运行研究

“风光热储”是近几年多种新能源互补发电的新模式,以有效解决用电高峰期和低谷期存在的电力输出不平衡问题,并提高能源利用率,实现清洁发展。为此研究了光热电站的运行机理和工作模式。建立了风电—光伏—光热发电系统联合优化运行模型,以高优先级优化匹配调度曲线的程度,以低优先级优化联合系统的可再生能源消纳能力。为提高风力发电、光伏发电并网的可靠性,采用预测误差描述二者出力存在的不确定性,并采用样本均值近似法对其进行了确定化处理。然后对优化模型中的非线性因素进行了线性化处理,最后调用Cplex求解器得出联合系统最佳调度方案。结果表明,光热电站可以调节联合发电系统的上网功率,使其尽可能满足调度曲线的需求;另外,采用样本均值近似法处理不确定变量,并且将优化模型线性化后,可以更加快速地求出最优解。

光储联合发电系统不对称故障穿越控制策略

针对电网不对称故障下光伏发电系统输出功率与直流侧电压二倍频波动问题,提出了一种光储联合发电系统低电压穿越控制策略。在低电压穿越期间,充分利用光伏并网逆变器和储能变流器容量向电网输送有功和无功功率;在此基础上令储能变流器采取基于负序虚拟电导的负序电压补偿控制策略;同时,分析了单台以及多台储能变流器参与负序电压补偿的原理,并对负序虚拟电导进行了自适应优化设计。仿真结果表明,所提控制策略能够有效削弱光伏发电系统输出功率与直流侧电压的二倍频波动。

计及风光不确定性的风-光-光热联合发电系统中光热电站储热容量优化配置

传统新能源电站之间联合形式单一且未考虑风光出力不确定性,弃风、弃光现象严重。为此,提出了一种考虑风光不确定性的风-光-光热联合系统的光热电站储热容量优化配置策略,利用电转热技术使风光电站和光热电站有效耦合,明确联合系统框架与原理;采用改进拉丁超立方抽样方法抑制风光出力的不确定性。最后,构建基于风光出力典型场景的光热电站储热容量双层优化配置模型,并进行算例求解,结果表明所提方法显著降低了系统总投资与运行成本,提高了清洁能源消纳能力。

光热-风力联合发电系统储热容量双层优化配置研究

基于风力发电与光热发电在时间特性上呈互补优势,且光热电站配备的储热系统能够有效缓解调峰压力,提高风电消纳能力,提出太阳能光热-风力联合发电系统。通过拉丁超立方抽样方法有效降低风电出力和太阳辐照强度的不确定性,并提出了一种两阶段双层优化配置方法合理配置储热容量。上层模型以系统综合运行投资成本最低和系统弃电量最低为目标,通过模糊多属性决策方案确定最优储热容量;下层模型以考虑场景内联合发电系统净效益最大为目标优化运行。结果表明:光热电站储热系统的最优储热容量为906 MW·h,最优储热容量配置下的综合运行成本为243万元;通过不同情形的结果对比,该配置方法下系统的弃电量相比之下降低了69.615 MW,系统净收益提高了7.7%。

小型风光储联合发电系统的设计

针对新疆维吾尔自治区农牧地区自然资源优势及日益增长的用电需求,设计了一种可移动式小型风光储联合发电系统,用于满足当地居民及牧民对便携式发电设备的需求。对该发电系统的总体设计方案、硬件及软件的设计分别进行了介绍,并通过实验验证了该发电系统能较稳定的跟踪太阳。该发电系统整体上实现了太阳能、风能的独立及互补发电,提高了资源利用率,且其结构简单、价格低廉,作为初级阶段的研究成果可供相关设计参考。

漂浮式多能联合发电装置研究进展

海洋可再生能源具有广阔的利用前景。相较于单一能源利用装置,漂浮式多能联合发电装置可以更好地实现资源优化配置,降低能源开发成本。为全面了解多能联合发电装置开发前景,从多能联合发电集成方案入手,分析不同类型联合发电装置的区别,并总结其技术特点。其中,在理论研究和仿真模拟等方面,对漂浮式多能联合发电装置各模块的研究方法和整体装置耦合动力学分析方法的研究进展予以梳理和归纳,分析各类方法的适用场景,探讨漂浮式多能联合发电装置的发展趋势及其所面临的问题和挑战,以便为后续经济可行的漂浮式多能联合发电装置研发提供参考。

抽水蓄能与风电、光伏联合发电系统容量配置研究

为促进新能源消纳和风光蓄多能互补新能源基地建设,解决抽水蓄能与新能源合理容量配置问题,深入分析风电、太阳能开发条件及规模,在抽水蓄能电站装机规模、风光规模、新能源直接上网容量均未确定的情况下,构建联合互补运行双层嵌套规划模型,并提出了求解流程。上层模型以风光蓄多能互补新能源基地规模最大为原则,确定系统抽水蓄能电站与风电、光伏容量配置方案,下层模型以联合发电出力波动性最小为目标,旨在输出一个尽量平稳的外送出力过程,以尽量提高电网安全可靠性,解决风光间歇性电源并网带来的不稳定、调峰调频难度大、限电等问题。以日喀则市新能源和湘河抽水蓄能电站为例进行模拟计算分析,验证模型与算法的有效性。研究结果表明:所构建的双层嵌套规划模型可以科学地提出湘河抽水蓄能电站装机容量1800 MW、新能源开发规模5700 MW(风电2000 MW、光伏3700 MW)的容量配置方案,并能够改善风电、光伏并网条件实现电力稳定送出。

风光储联合发电站参与省间电力市场出清

以风电、光伏为主的可再生能源已成为中国重要的能源供应形式。为解决风光出力的波动性和间歇性问题,提出风光储一体化联合发电的概念。以风光储联合发电站为主体,研究其参与省间现货电能量市场出清的机制与模型。为提高风光消纳能力,减少弃风弃光现象的发生,提出在一次出清的基础上进行二次出清,改进已有的弃风弃光分段惩罚方法为互补变量式弃风弃光惩罚方法,设置风光储联合发电站出力优先级高于普通火电机组。最后基于互联的IEEE-39节点系统对所提机制进行仿真模拟,验证其有效性。

基于黑猩猩算法的风光蓄火联合发电系统优化调度

为了提高风光蓄火联合发电系统的经济效益,降低弃风弃光量,以联合发电系统的收益最大为优化目标,全面考虑系统约束条件,建立了风光蓄火联合发电系统优化调度模型,采用黑猩猩优化算法(Chimp Optimization Algorithm,COA)对调度模型进行求解。将该模型用于我国西南地区某联合发电系统的优化调度,结果表明,通过COA算法对联合发电系统的优化,增加了风电、光伏的出力,这样既提高了联合发电系统的经济效益,同时又减少了对环境的影响。将COA算法与GWO算法、PSO算法和GA算法进行比对,其收敛代数、计算时间、最大发电收益均优于其他对比算法,验证了COA算法在对联合发电系统优化调度时的优势。

低负荷下燃气‒蒸汽联合循环机组与煤气发电机组经济效益分析

马钢北区拥有1台燃气‒蒸汽联合循环发电机组和1台全烧煤气锅炉发电机组,用于平衡马钢北区高、焦、转炉煤气。为提高煤气综合利用效率,采集2台机组不同负荷下煤气消耗数据并进行分析,根据分析结果对2台机组的煤气资源进行最优分配,优化生产运行组织方式,最大可能实现有限煤气资源多发电。

联合循环发电站电力输出预测

为了使联合循环发电站利润最大化,准确预测其满负载电力输出非常重要。联合循环发电站运行时,前一级产生的废气被用来驱动下一级热机,以此来推动发电机,其满负载电力输出受到环境温度、大气压强、相对湿度和废气气压的影响。为此,首先,采用核主成分分析(kernel principle component analysis,KPCA)对电站发电相关的特征进行特征组合降维完成特征提取;然后,采用极端梯度提升(extreme gradient boosting,XGBoost)算法进行特征重要性评分,并结合序列前向选择法(forward selection,FS)获取最优特征子集;最后,构建了KPCA-XGB-FS模型用于联合循环发电站满负载下小时电力输出预测。通过对某联合发电站的真实数据进行实验,并与使用相同数据的已有研究方法进行对比,结果表明,所提出方法能够有效对电力输出进行预测,预测结果优于已有的研究方法。

风光储联合发电系统储能控制研究

风光储联合发电是一种新时期用于发电的有效模式。基于新时期风光储发电系统的运行发展背景,文章以风光储联合发电系统为主要研究对象,着重从系统储能的角度,以构建模型和理论计算的方式,对基于风光储联合发电系统的储能控制策略进行研究,希望能够为优化风光储联合发电系统提供借鉴的思路和经验。

燃气-蒸汽联合循环发电机组节能降耗措施分析

相较于燃煤机组,以天然气为燃料的燃气-蒸汽联合循环发电机组在节能、环保方面具有诸多优势。然而,在实际运行过程中,机组的设备、运行和检修等各方面仍蕴含着较大的节能降耗潜力,亟待挖掘。因此,在国家“双碳”目标的引领下,以上海某热电有限公司现有的2套9F燃气-蒸汽联合循环发电机组为例,从设备技术改造、运行方式优化和检修管理优化三方面出发,探讨了该类发电厂节能降耗的主要措施,以期为其他同类电厂提供参考。

燃气轮机联合循环发电系统的设计优化与实践

本钢集团投资建设CCPP燃气轮机联合循环发电项目,主机引进上海电气安萨尔多AE94.2KS燃气轮机,这是该机型首次应用在钢铁企业低热值联合循环发电项目,安萨尔多设计理念与国内用户需求存在很大差异,在项目实施过程中对系统设计进行了优化,提升功能的完整性、运行维护的可行性,同时对热力系统进行了优化,采用燃气轮机复杂循环,提高联合循环效率。

燃气-蒸汽联合循环发电机组蒸汽旁路压力控制的研究

蒸汽旁路压力控制策略研究的目的是在机组启动、停止、锅炉并退汽过程中及机组甩负荷或跳闸时实现蒸汽旁路系统全自动控制和蒸汽压力保护。依托于国外某燃气-蒸汽联合循环发电厂两台机组的蒸汽旁路系统的调试和优化,对机组启、停及运行过程中蒸汽旁路的几种压力控制方式及控制问题分析进行描述。旨在为同类型或相似类型发电机组的旁路控制系统组态或系统优化提供帮助,并为带中间再热、蒸汽母管制的汽轮机发电机组的旁路控制策略设计提供参考。

含风光储联合发电系统的主动配电网无功优化

为了提高风、光能的利用率及降低其出力波动性对配电网的冲击,利用风力与太阳能时间与空间上的互补性及储能装置对功率的平抑作用建立含风光储联合发电系统的主动配电网模型,以无功补偿装置作为优化变量对主动配电网进行多时段动态无功优化,以电压偏差及网络损耗最小为多目标建立优化模型,利用凸松弛技术将优化模型转换为具有凸可行域的二阶锥规划(SOCP)模型。在IEEE 33节点配电系统上进行仿真,对含不同类型的分布式电源发电方式的配电网进行无功优化,对比分析其对主动配电网调压降损的作用,并且对风光储联合发电系统的优化策略进行分析,最后验证了二阶锥规划松弛技术的精确性及可靠性。

新型风浪联合发电浮式平台浮筒-立柱-浮子多尺度流场演化与荷载特性

风能波浪能联合发电是实现“海上风电+”融合发展的最新模式,而风浪联合发电结构浮式平台中浮筒、立柱和浮子存在不同尺度的圆柱间干扰效应,对整个结构体系的荷载分布和整体稳定影响不可忽略。提出一种适合中国南海海况的新型风能-波浪能联合发电结构体系,再基于延迟脱体涡模拟方法分析平台内部波浪场演化过程,揭示平台区域水质点能量分布特性以及多浮体干扰机理,最后对比研究浮子对风浪联合发电平台水动力荷载的影响特性。结果表明:浮子的存在影响到两种平台各区域的水体能量变化,最大能量分布区域由波浪传播起始位置区域转变为浮子影响下波浪非线性干扰强烈的区域;浮子顺向波浪力最高达到8.27×105量级,较单浮子增幅22.3%,风浪联合发电平台中间立柱顺向波浪力极值荷载较半潜式平台减幅11.3%,但使得平台立柱所受顺向波浪荷载能量部分往高频转移。研究结论可为此类新型风浪联合发电结构体系水动力荷载设计提供科学依据。

考虑峰谷分时电价的风储联合发电系统跟踪风电计划出力控制策略

风电场配置电池储能系统(Battery Energy Storage System,BESS)是提高风电场调度计划精确度的有效手段。为提高风储联合发电系统跟踪调度计划出力能力、增加BESS收益,文章提出了一种基于模型预测控制(Model Predictive Control,MPC)和双层模糊控制的BESS跟踪风电计划出力控制策略。首先,基于MPC方法建立了以并网功率与计划出力偏差、储能系统剩余容量偏离理想值最小为目标;其次,结合BESS实时荷电状态(State of Charge,SOC)与风电功率计划值动态跟踪需求,通过引入第一层模糊控制规则,实时调整目标函数中的权重系数,以获得最佳跟踪效果。同时,为提高BESS收益,结合SOC和峰谷分时电价,采用第二层模糊控制规则,对BESS的充放电功率进行修正;最后,在风储联合发电系统实验平台上对所提控制策略进行了验证,仿真结果表明,与传统MPC方法相比,所提控制策略提高了风储系统跟踪计划出力能力,避免了BESS越限,具有良好的峰谷套利收益。

含光热电站的风光联合发电系统互补效益评估

针对包含新能源的多能互补发电系统难以合理量化互补效益的问题,提出了一种基于蒙特卡洛与可信容量的含光热电站的风光联合发电系统互补效益评估方法。基于序贯蒙特卡洛建立含光热电站的风光联合输出概率模型,实现风电、光伏、光热机组的随机生产模拟,对该联合发电系统的可信容量进行计算并建立互补效益评估指标;然后通过计算不同光热、风光装机配比下的互补效益指标实现含光热电站的风光联合发电系统互补效益的评估;最后采用IEEE-RTS来验证,结果表明,该方法可有效评估含光热电站的风光联合系统的互补效益。