基于改进Q学习的虚拟电厂参与调峰辅助服务策略

新型电力系统推进建设中,大规模光伏并网及优先消纳可能会导致电网阻塞而加剧火电机组调峰压力,使其运行工况恶化和成本增加。为此提出虚拟电厂参与系统日前深度调峰辅助服务策略。首先,分析计算电动汽车群组成的虚拟电厂调峰特性和运行费用,并根据火电机组的煤耗和排放数据,计算供电煤耗和建立环保指标;其次,基于运行费用和指标,以火电机组调峰裕度为优化目标,运用模拟退火改进的Q学习求解机组深度调峰电量和分摊费用。算例结果表明,虚拟电厂参与系统调峰可提高调峰灵活性和降低运行费用,缓解火电机组调峰压力。

基于数值模拟的调峰辅助服务经济性分析

新能源的规模化、高速化发展,对电力市场设计配置和运行调峰带来了极大挑战。开展调峰辅助服务市场建设必要且急迫,通过推动发电企业主动参与市场化竞争,建立基于合理激励机制的调峰辅助服务体系,促进新能源的深度消纳。为辅助不同条件下调峰经济性计算,结合某600 MW超临界燃煤机组,对火电机组调峰的经济性进行研究,通过建立火电机组电热特性计算模型,对中低压旁路供热时机组供热能力和调峰能力进行计算。并基于建立的调峰辅助经济效益数学模型,对旁路系统参与供热时机组的调峰收益特性进行计算分析,对比供热机组与纯凝机组的调峰收益差异,绘制多种情况下调峰收益的波动区间图和煤价影响调峰收益趋势曲线。结果表明:调峰收益存在波动区间;火电机组参与调峰辅助服务的收益受多因素影响;不同时期、不同设计条件的机组调峰辅助服务收益不同,但整体收益变化趋势相同;热电联产机组参与电网调峰经济收益更高。利用本研究提出的调峰辅助经济效益数学模型,能够更准确辅助不同条件下调峰经济性计算。

计及调峰辅助服务的风电场/群经济制氢容量计算

针对“双碳”目标下风电深度消纳及电网灵活性提升的规模化风电制氢经济容量配置问题,该文提出计及调峰辅助服务的风电场/群经济制氢容量计算方法,实现单个风电场及省级风电最佳制氢容量计算。在计及电解水制氢系统规模化成本效应的情况下,以净现值最大为目标,考虑电网调峰需求,构建制氢容量经济优化目标函数,对电解水制氢系统的初始投资成本、制氢电价、氢气售卖价格、电解槽转化率和设备退化率等参数进行敏感性分析,并在其基础上预测未来风电场/群制氢经济性。通过吉林省49个风电场进行算例分析,结果表明,风电制氢参与调峰辅助服务市场能够在最大化消纳风电、提升电网动态调节能力的同时,计算出49个风电场及吉林省省级最佳经济制氢容量。该文为风电场/群制氢容量配置提供有效计算方法。

考虑调峰辅助服务的移动储能车路径优化与充放电策略

新能源汽车的发展带动了锂离子电池产业的成熟,使得移动储能车行业得到迅速发展。考虑将移动储能车参与大功率终端用户调峰辅助服务,并针对移动储能车路径优化与充放电策略展开研究。首先,分析移动储能车运营模式,建立考虑调峰辅助服务的移动储能车优化调度框架;其次,在考虑路径选择、充放电功率限制以及荷电状态(SOC)约束下,在目标模型里计入基于大功率工业用户的DCT计费方式;然后,以移动储能车调峰辅助服务总收益最大为目标,构建移动储能车路径选择与充放电优化模型,并进一步分析DCT计费对用户负荷曲线的影响;最后,以某市实际路网为例,通过算例对比分析验证所提方法的可行性和有效性。

面向新能源消纳的调峰辅助服务市场双边交易机制与模型

高比例新能源接入对我国电网的调峰能力提出了更高要求,发展调峰辅助服务市场将成为促进新能源消纳利用的重要手段。梳理了我国现行调峰辅助服务的市场规则与交易流程,建立了基于火电机组单边报价的市场交易模型,该模型以火电调峰资源的调用成本最小化为目标,并考虑分时功率平衡、新能源弃电、火电爬坡等电网技术约束。为了充分发挥新能源机组的市场主体作用,设计了新能源与火电双边参与报价的市场机制及实施模式。并提出了以综合效益最大化为优化目标的双边交易模型,给出了不同市场主体效益评估方法。在实际算例中,分析单/双边交易机制下调峰市场交易结果、弃风弃光情况和不同主体收益,验证了模型的有效性。

基于火电机组容量差异的调峰辅助服务补偿机制改进模型

随着风电等可再生能源装机比例不断增大,电网对调峰辅助服务的需求日益增加。目前中国六大发电区域在调峰辅助服务的补偿上存在对火电机组深度调峰的补偿标准单一,以及调峰能力较弱的中小型机组难以得到补偿的问题。现行调峰辅助服务补偿机制中的不公平因素造成了大量火电机组缺乏调峰的积极性。文中基于火电机组容量和最高调峰率指标,采用K均值聚类分析对机组进行了分类,提出对于不同类别的机组应采取不同的有偿调峰与无偿调峰划分界限;进一步提出一种考虑机组调峰能力实现程度的调峰辅助服务补偿模型,旨在激励更多的机组在电网负荷低谷期参与调峰辅助服务,在增加电网稳定性的同时为更多的风电并网创造条件。通过对东北电网统一调度的63台机组的算例分析,证明了改进后模型对激励更多火电机组参与调峰辅助服务的有效性。

基于两阶段随机规划的热电机组深调峰辅助服务竞价策略

随着中国电力体制改革的推进,热电厂可参与的能量市场呈现多样化。为了在多能量市场中使热电厂的收益最大化,提出基于两阶段随机规划的热电厂深度调峰辅助服务市场竞价策略。采用拉丁超立方场景法对负荷不确定性建模,并通过相应指标对场景的生成质量进行评估。为考虑竞争对手的可能报价和投标量及相应约束,采用动态排队法对深度调峰市场进行出清,得到深度调峰市场边际出清价格和出清量以确定热电厂在电能市场和深度调峰市场的投标量。最后以热电厂总收益最大为目标确定报价系数。算例结果表明,拉丁超立体法生成的场景质量比蒙特卡洛法生成的场景质量高,此外,同时参与电能市场和深度调峰市场的收益高于只参与单一市场的收益,而且配置储热罐会进一步提升收益。

考虑用户侧参与的调峰辅助服务费用分摊机制

现行调峰辅助服务费用的分摊机制仅在电厂侧收支平衡,而电网的峰谷差在一定程度上是由负荷的峰谷特性造成的,不考虑用户分摊的调峰费用分摊机制并不合理,为此,建立考虑用户侧参与的调峰费用分摊机制。在电厂侧,根据负荷率大小对常规机组的分摊电量进行修正,利用波形相似性理论对风电机组的分摊电量进行修正,保证分摊的合理性;在用户侧,通过分析用户负荷曲线并结合电网负荷曲线提取出调峰影响指标,通过调峰影响指标评价用户调峰效果,从而分摊用户侧调峰费用。算例结果表明,所提分摊机制能有效划分电力用户、发电企业调峰责任,促使电力用户合理用电,保证电力市场公平化运行。

基于等效负荷率分析的风电场调峰辅助服务需求计算方法

当前,以风电为代表的新能源快速发展。电网调峰能力不足已成为限制风电消纳的主要因素。组织调峰辅助服务市场,形成市场化的调峰辅助服务价格机制,成为激励传统电源调峰积极性的重要途径,调峰辅助服务需求是风电场参与调峰辅助服务市场的重要基础。本文引入等效负荷率指标,从预期收益角度出发分析风电场调峰公平性;以此为基础,提出了基于等效负荷率分析的风电场调峰辅助服务需求计算方法,以支撑风电场参与市场交易;最后基于IEEE-30节点系统构造算例验证了本文所提出方法的有效性。

泛在电力物联网背景下微网参与调峰辅助服务研究

传统以火电为主的电源侧参与调峰辅助服务市场灵活性差、社会效益较低,制约了我国新时代能源转型战略的实施。通过分析泛在电力物联网接入下微网架构、当前调峰辅助服务市场建设情况,论证了微网参与调峰辅助服务市场的可行性、必要性、经济性;基于微网内储能装置、电热转化设备分析建模,设计了泛在电力物联网设备投资建设下微网参与调峰辅助服务市场运营模式;结合算例分析,对比验证了微网参与调峰辅助服务市场比仅参与传统电量市场更具经济优势。从而为促进微网内储能发展、电力物联网建设、完善调峰辅助服务市场建设、提高电力系统运行经济灵活性提供参考。

考虑调峰辅助服务的热电联合调度方法

中国三北地区风资源丰富,但受制于热电联产机组以热定电的出力特性,在供热季节弃风严重。集中供热系统覆盖的范围大,管道容积巨大,储热能力与热惯性强,如能对集中供热系统加以合理调节,可对改善电力系统调峰、促进风电消纳起到显著效果。为了改变电网调峰能力不足的现状,中国各地陆续开展调峰辅助服务市场,以激励火电机组改造,提高灵活性,挖掘出力下限。在此背景下,针对考虑调峰辅助服务的热电联合调度方法开展研究,对供热系统进行了建模以刻画其动态特性,并在目标函数中计及了辅助服务的调用顺序。在省网规模的系统进行了仿真测试,验证了所提出模型的合理性,并计算了其在促进风电消纳方面的经济效益。

面向高比例新能源消纳的西北调峰辅助服务市场机制及实践

“源网荷”灵活互动是智能电网发展、电力市场化改革背景下能源系统转型升级的必然发展趋势,也是解决西北地区新能源调峰资源短缺、消纳空间不足的关键。梳理了国内外面向高比例新能源的“源”“荷”“网”及“源荷”联动下的辅助服务市场的市场机制、交易品种等关键技术及建设经验,立足西北电网的调峰瓶颈及障碍,基于现行西北区域省间调峰辅助服务市场平台,提出了适宜西北地区负荷特性及新能源消纳需求的“源网荷”联动调度模式及交易机制,以期利用市场杠杆与调度策略并行的调控手段,激发源网荷各主体调峰意愿,联动多主体协同参与调峰,共同促进西北地区新能源的全面消纳。

区域电网省间调峰辅助服务交易机制研究

区域电网中各省的资源分布、装机情况及负荷情况存在差异,开展省间调峰辅助服务市场交易,可以实现调峰资源跨省互济,减少“三弃电量”,保障电力供应。针对区域电网中各省级电网可能出现的低谷调峰资源不足的问题,提出了区域电网省间调峰辅助服务交易机制。构建了低谷调峰辅助服务市场出清定价模型,以明确的价格信号激励相关机组提供调峰辅助服务。以某区域电网简化模型为算例进行了模拟分析,结果表明所提交易机制是可行、有效的。

基于多时间尺度随机优化的年度调峰辅助服务需求评估模型

为探寻电力系统的年度调峰需求,构建了基于多时间尺度随机优化的年度调峰辅助服务需求评估模型。该优化模型包含中长期、短期以及调峰服务3个阶段:在中长期阶段考虑日电量与最大最小负荷的随机性及其平衡关系,优化机组检修、跨日启停及水库水位的中长期计划;在短期阶段考虑源荷小时功率平衡及其波动性,基于中长期计划逐旬优化机组出力;在调峰阶段通过分析日调峰能力与弃水情况实现对辅助服务启动条件的模拟,考虑火电机组深度调峰与启停调峰能力对短期阶段进行矫正优化。基于中国某省级电网实际数据的仿真分析结果表明,所提模型能有效模拟多时间尺度下的源荷随机性,实现年度调峰辅助服务的需求评估。

基于单元机组燃料效益的调峰辅助服务市场机制评估

针对固定补偿模式、一段出清模式和多段出清模式的调峰辅助服务市场机制,为了比较三种机制在不同调峰需求下机组的经济性和环保性,本文定义了单元机组燃料效益的概念。从交易机构的角度出发,基于目标函数为机组费用最低的假设和统一出清电价理论,对三种交易机制进行了数学刻画,模拟了有6台火电机组参与的调峰辅助服务市场交易。实验结果表明:多段出清交易机制下,机组中标的调峰电量较为分散;当调峰需求较大时,单元机组燃料效益较好。多段出清交易机制有利于提高单元机组的经济性和环保性,能有效促进电力系统对新能源的消纳。

促进风电利用的调峰辅助服务补偿及交易机制研究

随着不可再生能源紧张局势的日益严重,现在风电等可再生能源装机比例在持续增大,电网对于调峰辅助服务的需求也越来越多。因此本文针对调峰辅助服务补偿以及交易机制进行研究具有重要的理论意义和现实意义。本文首先建立了调峰辅助服务补偿模型并进行了简单的计算分析,然后重点分析了现阶段我国调峰辅助服务补偿以及交易机制中存在的不公平性问题,同时提出对应处理方法。

火电厂参与调峰辅助服务策略研究

随着风电等可再生能源大规模并网,电力系统对调峰的需要日益增加。针对东北调峰辅助服务市场机制,分析了调峰辅助服务政策、火电机组调峰能力、火电机组调峰成本,提出了火电厂参与调峰辅助服务策略,为更深入挖掘火电机组调峰潜力,提高电网对风电等可再生能源的实际消纳量提供依据。

电网侧储能参与调峰辅助服务市场的交易模式设计

针对高比例可再生能源并网引起的调峰问题,提出了一种电网侧储能参与调峰辅助服务市场的交易模式。首先分析了电网侧储能参与辅助服务市场的必要性及其带来的直接和间接经济效益。基于我国现行的调峰辅助服务市场,提出了一种储能参与辅助服务市场的交易模式,采用市场化机制来进行补偿。建立了储能参与调峰辅助服务市场出清模型,并采用CPLEX软件进行模型求解,以电力系统某日模拟运行数据来构造算例,验证了所提模型的有效性。最后通过Matlab中的图形用户界面(MatlabGUI)模块对相关算法进行封装,以此来提高上述算法的通用性、简单性和直观性。所提交易模式旨在应对当前储能参与辅助服务市场机制不完善的问题,为电网侧储能在电力系统中的商业化推广应用提供参考。

考虑调峰辅助服务市场的电热泵容量优化配置

针对三北地区严重的弃风问题,提出了增设电热泵提高电力系统风电消纳能力的优化配置方法。一方面,利用电热泵辅助供热,释放热电联产机组运行的灵活性;另一方面,使热电厂有能力参与调峰辅助服务市场交易,在市场利益激励下提高热电厂深度调峰的积极性。首先,根据不同风电出力水平,建立了多场景热电厂深度调峰收入模型;然后,在此基础上,分别建立了增设电热泵的投资成本及运行效益模型,以热电厂年投资回报率最高为目标配置电热泵容量;最后,以吉林省集中供暖区域为例,验证了电热泵容量配置方法的有效性,为解决电力系统调峰难题提供了重要技术参考。

考虑风电波动性的调峰辅助服务交易方法研究

燃煤电厂参与低谷调峰期间出力调整能力下降,将导致系统频率响应能力不足。为此,首先基于互联电网频率与联络线交换偏差控制要求,提出了考虑风电波动的燃煤电厂出力调节能力控制约束。据此构建了考虑风电波动性的调峰辅助服务市场交易模型,以满足低谷期间频率控制要求。最后基于我国某省区实际数据构造算例,验证了方法的有效性。