提高火力发电厂一次调频性能指标合格率的研究

大型火力发电厂优良的一次调频性能对维持电网稳定运行具有关键作用。为规范各火力发电厂一次调频操作,提高其一次调频能力,每月电网都会针对各台机组的一次调频性能指标进行考核,具体包括前15 s出力响应指数、前30 s出力响应指数、电量贡献指数三个方面。部分电厂的一次调频性能考核指标不满足要求,既对电网的稳定运行不利,还会产生经济考核。针对这个问题,从测量、控制等方面进行研究,并在火力发电厂中试验,获得一次调频相关参数,为火力发电厂提高一次调频性能提供一个改进的方向。

AGC综合调频性能指标计算方法

由于火电机组具有锅炉响应延迟、汽轮机滑压运行等特性,导致机组在AGC调频时效果不佳。为了弥补机组性能缺陷,许多如电化学储能等新兴技术与火电机组组成联合调频系统逐渐得到重视并实现推广应用,各联合系统在规划时需要建立仿真模型,对系统的运行效果进行性能指标考察,以验证其调频效果。本文论述了AGC综合调频性能指标k值的在线计算方法,充分考虑了机组在调频过程中正常和欠调、过调等特殊情况,并通过实例验证了该算法的可靠性。虽然各地区k值的计算公式不同,但其子项的计算原理大致相同,本文的方法可供其他地区的k值计算参考。

考虑调频性能的风电集群租赁储能竞价策略优化

风电集群通过租赁储能参与调频市场竞价在提高风电集群运营效益的同时,助力电网调频。为此,提出考虑调频性能指标考核的风电集群租赁储能博弈优化竞价模型。模型上层为多主体参与调频市场竞价模型;下层为储能租赁价格/容量主从博弈模型,储能运营商为领导者,响应风电集群租赁计划制定租赁价格;风电集群为跟随者,根据租赁价格调整租赁计划。风电集群内部嵌套阈值公共品演化博弈模型,以解决集群内部自私个体背叛行为导致的合作困境问题。模型联合求解,得到最终风电集群租赁储能容量与调频市场竞价策略。算例结果表明,所提策略能够解决合作困境,并提升风电集群整体收益。

考虑需求响应及调频性能变化的虚拟电厂日前投标策略

随着分布式可再生能源装机容量在电力系统中占比的增大,新能源发电应当承担相应的二次调频任务,而虚拟电厂是分布式电源参与电力市场的重要途径。首先,提出了由分布式风电和电动汽车、空调负荷等广义储能组成的虚拟电厂参与能量-调频联合市场的运行机制。然后,建立广义储能受价格驱动的需求响应模型。为了提前对虚拟电厂调频性能进行预估,引入虚拟电厂调频性能指标。提出考虑需求响应及虚拟电厂调频性能指标的日前投标鲁棒优化策略。最后,通过算例探讨了需求响应模型参数变化对用户及虚拟电厂收益的影响。结果表明,所提虚拟电厂运行机制不仅可以有效提高虚拟电厂综合收益,而且使得虚拟电厂提供优质的调频服务。

风电租赁储能参与电能-调频市场竞价策略

风电参与市场化竞价运营,可有效激发风电的市场力及其主动租赁储能改善调频性能的积极性,在提升风电运营效益的同时,助力电网的调频调峰,但需解决风储调频性能指标优化及其电能-调频双市场竞价策略协同优化等关键问题。为此,提出了风电参与电能-调频市场竞价双层优化模型:上层为双市场多主体竞价出清模型;下层为各主体竞价策略优化模型,响应上层出清结果,优化调整竞价策略,达到各主体效益最大化。下层模型嵌套了考虑风电不确定性的储能运营商与风电集群储能租赁价格/容量主从博弈优化模型。双层模型联合求解,得出最终风电集群租赁储能容量及其双市场竞价策略。算例结果表明,所提方法能够提升风电运营效益,助力电网调频调峰。

基于改进权重因子的火储联合调频综合性能评估

随着新能源在电力系统中渗透率逐渐升高,电网的调频需求和对火电机组的调频要求越来越高。储能是缓解电网和机组调频压力的重要手段,但缺乏有效评价储能调频过程的方法。针对此,提出一种基于改进权重因子的火储联合调频综合性能评估方法。通过重构火储联合调频的性能指标体系,引入关联分析法和熵权法,从根本上解决专家经验矩阵的主观性影响,以保证权重因子分布的客观性和合理性;同时,采用模糊方式与时间尺度相适应方法构造判断矩阵,并通过主成分分析判据综合评价调节过程优劣。实验结果表明,所提方法能有效判别不同时间尺度下火储联合调频的调节性能优劣,有助于建立储能系统参与电力系统调频的新辅助补偿标准。

考虑新能源与储能参与调频的联合市场出清模型

新能源渗透率的不断增加以及越来越多的储能装置并入电网,使得现行的调频市场机制已不能再适应电力系统的实际情况,基于此现状构建风、光以及独立储能装置与常规火电机组共同参与的调频辅助服务市场与电能量市场联合出清模型,模型中利用层次分析法(AHP)进行调频性能指标的权重优化,使得新能源与独立储能装置参与电网调频后的电力系统的调频压力减小,同时进一步提高对新能源的消纳力度。通过算例分析表明,引入高渗透率的新能源机组与独立储能装置参与调频市场不仅能减少调频性能较差的火电机组中标,减少弃风、弃光现象,也能减少运营商购买调频服务的费用支出。

基于综合能源储能渗透率的碳排放调频辅助研究

“十四五”规划中强调未来我国的能源结构将发生变化,为降低碳排放量,风电、光伏等新能源装机容量将迎来大幅增长,系统的调频需求将进一步增加。调频辅助服务市场的定价及出清机制对电网调度和安全运行有着重大影响,合理的调频市场设计及定价机制有利于促进调频资源的优化配置,减少碳排放。考虑到储能资源具有良好的调频性能,文中主要探讨了联合出清模式下不同储能渗透率调频辅助服务机制。提出了含储能渗透率因子的调频市场的价格机制;以现有调频辅助服务市场为参考,提出基于层次分析法(APH)的调频性能指标计算方法。文章给出主能量市场与调频辅助服务市场的联合出清模型进行算例仿真,并与传统出清模型进行对比分析,验证了所提方法的有效性。

适用特高压跳闸事故的一次调频性能评价方法

针对目前一次调频性能评价方法不能准确描述所有一次调频过程的问题,提出特高压跳闸事故下的一次调频性能评价方法。通过对比正常情况下一次调频过程的统计结果,得出特高压跳闸事故下一次调频过程的特性。基于该特性构建新的性能评价指标体系,同时对原性能评价指标存在的问题进行补充完善。可对特高压跳闸事故后不同机组的一次调频动作过程进行精确的区分描述,并在河南电网环特高压重点电厂网源协调专项检查中得到应用,对一次调频的综合治理和特高压跳闸事故恢复提供数据参考和指导依据。

基于密切值法的机组一次调频性能综合评价

机组一次调频性能对电网的安全运行具有重要影响。根据机组一次调频性能指标的重要程度,构建了包括机组一次调频响应滞后时间、一次调频稳定时间、一次调频效果、一次调频最大负荷调整幅度和调差能力等的机组一次调频性能评价指标体系,并提出了基于密切值法的机组一次调频性能综合评价方法。利用某地区多台机组的WAMS实测一次调频数据,对基于密切值法的一次调频性能综合评价方法进行了验证,结果表明所提机组一次调频性能综合评价方法是有效的。

基于熵权-密切值法的机组一次调频性能综合评价方法

机组一次调频性能对电网频率安全稳定具有非常重要的影响,但目前缺乏有效的综合评价方法。在分析一次调频各项性能指标的基础上,构建了包含响应滞后时间、稳定时间、调频响应幅值、实际转速不等率、调频贡献度指数等指标的机组一次调频性能评价体系,提出了基于熵权-密切值法的机组一次调频性能综合评价方法。利用某电厂深度调峰后一次调频性能试验数据和某地区统调机组的WAMS一次调频实际动作性能数据,对基于熵权-密切值法的一次调频性能综合评价方法进行了验证。算例分析结果表明,所提出的机组一次调频性能综合评价方法是有效的。

电力市场环境下火电机组调频性能提升研究

调频性能指标是机组参与电力市场调频辅助服务能力的重要参考,提升机组调频性能对稳定电力市场下系统频率具有重要意义。通过对浙江省电力现货市场4次结算试运行期间火电机组调频性能现状的分析,指出了导致目前火电机组调性能指标偏低的主要原因,提出了提高AGC(自动发电控制)速率设定、优化协调控制策略、综合分析“两个细则”、滑压曲线切换、加强运行管理、储能调频等改善机组调频性能的方法。应用结果表明,所采取的措施能够有效解决部分机组调频性能指标偏低的问题,并可增加火电企业电力市场调频辅助服务收入。

电力市场环境下凝结水辅助调频控制策略研究及实施

针对大型燃煤火电机组锅炉系统可利用蓄能较少,在电力调频市场中调频性能不足的问题,研究凝结水系统辅助参与调频市场的控制策略,充分利用机组低压回热系统蓄能加快调频响应,并解决锅炉蓄能和回热蓄能协同安全利用的难题。研究成果在1000MW超超临界燃煤火电机组中实施,应用成果表明,凝结水辅助调频控制可有效提升机组综合调频性能指标,增加火电企业在调频市场中的收入。

潘家口蓄能电厂一次调频性能介绍

研究电网对各电厂一次调频的要求,逐级分析各主要参数的意义及要求,即在电厂实现安全稳定运行的基础上,达到电网与电厂的双赢,同时要注意考虑到一次调频与外围回路的配合问题,以确保调节精度和稳定性。

南方电网储能联合火电调频技术应用

为更好地指导储能联合火电调频工程的建设应用,推动中国南方区域辅助调频市场的发展,阐述了中国南方电网储能联合调频工程建设和运行情况,重点分析了储能系统调频效益及对电网系统稳定的影响,得出的主要结论是:储能系统对机组的轴系扭振模态、电力系统稳定器功能、一次调频等基本无影响,采用重复控制等谐振抑制技术后储能谐波含量能控制在1%以下。储能联合调频能显著提高机组综合调频性能指标和调频里程,增加调频里程补偿收益,经济效益可观。

考虑风电不确定性的风电场参与调频市场投标策略

针对风电大规模并网将增加电网调频需求的问题,提出考虑风电不确定性的风电机组同时参与能量市场与调频市场的日前投标方法.分析风电场在2种市场中的收益机制,在调频市场收益中考虑调频性能指标(FRPI),提出调频性能指标的估值方法.分析风电场参与2种市场的投标策略.利用核极限学习机(KELM)和核密度估计(KDE),建立风电功率概率预测模型KELM-PSO-KDE.基于功率概率密度的预测结果,以风电场收益最大为目标函数建立优化模型,利用蚁狮优化(ALO)算法求解该模型,得到风电场同时参与2种市场的日前最优投标功率.风电场真实数据的仿真表明,提出的风电场同时参与2种市场的投标策略,可以使风场侧获得更大收益,有助于缓解电网的调频压力,具有优越性和普适性.

山西电力调频市场机制设计与运营实践

长期以来,'两个细则'在激励发电企业设备改造、增加调频辅助服务供给、提高调频辅助服务质量等方面起到了显著作用,但也存在补偿与考核机制有待完善、市场化价格机制尚未形成、辅助服务资源配置效率有待提高等问题。为以市场化方式进一步激励发电机组提升调节能力,研究建立山西电力调频市场及相应机制。山西电力调频市场机制设计,以调频服务供应成本最小化为目标,综合考虑机组报价和调频性能两方面因素确定调频机组,并按其实际调频贡献和调频效果支付补偿费用。山西电力调频市场的运行结果表明,市场竞争机制能够激励机组提高调节性能、优化调频资源配置、提升电网总体调频效率、引导新兴技术和产业发展。文中在介绍山西电力调频市场机制设计与运营实践的基础上,总结提炼调频市场的运营效益,并提出下一阶段调频市场深化发展完善的建议。

独立储能参与调频辅助服务市场机制设计

在能源绿色低碳转型的大背景下,电力系统的调频缺口日益增大。储能在调频辅助服务市场中具有较大的性能优势,合理的市场机制可以正确引导储能有序提供辅助服务并获得收益。为此,设置了调节精度、响应时间、调节速度调频性能指标,并引入效率因子来体现快速调频资源的优势,鼓励市场积极引入储能类优质的调频资源,以优化配置系统中的调频资源。考虑储能的实时荷电状态,设置容量均衡因子来调整储能的报价策略,并对比分析了有、无储能场景对系统调频的影响,客观剖析了独立储能参与调频辅助服务市场存在的优势以及需要完善的问题。通过实际算例验证了所提机制的有效性。

南方(以广东起步)调频辅助服务市场机制设计与运营实践

为调动发电企业提供调频辅助服务资源的积极性,应形成调频辅助服务的价格发现机制,使市场在调频资源的优化配置中起决定性作用,降低调频服务的供应成本,促进清洁能源消纳。为此,研究设计了适用于广东"源网荷"特性的调频辅助服务市场机制,兼顾电网安全约束,以性能和报价两方面因素决定优质调频资源的选取,并按照实际调频贡献和调节性能支付补偿费用。一年多的运行结果表明,南方(以广东起步)调频辅助服务市场在激励机组改善调节性能、优化配置调频资源、提高电网安全稳定水平和促进新技术发展等方面起到了积极的作用。最后,对未来调频辅助服务市场的进一步完善提出了建议。

浙江调频辅助服务市场机制设计及运营实践

“双碳”目标下构建以新能源为主体的新型电力系统,大规模、高比例新能源并网对电力系统调节能力提出更高的要求。为激励发电机组提升调节能力,逐步引入优质调频资源,优化调频资源配置,研究建立浙江调频辅助服务市场机制,在满足系统调频需求的条件下,综合考虑电能量市场和调频服务成本,以计入机会成本的调频总成本最小化为目标,建立电能量-调频市场联合优化的出清模式,以调频申报、机会成本和调频性能指标等因素决定优质资源的选取,并按实际调频贡献和调频效果支付费用。浙江调频市场的运行结果表明,市场出清机制对筛选优质资源、降低调频成本、提升调频性能以及增加收益来源等方面都起到了积极的作用。最后总结经验并对未来辅助服务市场的发展完善提出了建议。