可再生能源配额制下风光储联合参与现货市场的交易决策

可再生能源配额制与现货市场建设的并行推进引起风电发电商、光伏发电商及储能电站(风光储)联合参与现货市场的交易决策发生变化。通过构建双层交易决策模型,对可再生能源配额制下风光储联合参与日前电能量及调频辅助服务市场的交易决策进行求解分析。模型上层以风光储总利润最大化为目标,同时考虑到风光储的内部调控,求解风光储最优交易策略;下层实现日前电能量和调频辅助服务市场的联合出清及绿色证书市场的清算。通过库恩-塔克(Karush-Kuhn-Tucker,KKT)条件、强对偶定理等方法将双层模型转换为混合整数线性规划问题进行求解。最后,通过算例验证了所提模型的有效性。结果表明:所提框架与模型能够优化风光储报量报价决策;可再生能源配额制的引入丰富了风光储的套利手段,风光储内部调控更加活跃;风光渗透率及配额制考核权重的变化对风光储的交易决策有重要影响。

水风光储一体化系统中储能平抑出力波动效果评价研究

随着新型电力系统的发展,风能、光能等高比例新能源的联网运行是实现其大规模开发利用重要途径,也是在双碳政策背景下节能减排的重要方式。由于风电和光伏出力具有极强的随机性与不可控性,高比例的风电与光伏接入电网势必会产生巨大的波动,从而降低电能质量,给电网运行带来许多不便。如何既能高比例地消纳风电与光伏,又能尽量减少其并网产生的不利影响成为一项重要课题。本文建立了风电、光伏及水电的出力模型,分析了不同情景下的出力特点与趋势,根据其出力的强不确定性、间歇性与周期性的特点,计算不同组合方式下的组合能源系统出力数据并对比分析。以某水电站为例,建立以水电调节为主的水风光发电系统,并在其中加入超短期储能装置,研究发现此组合能源出力系统可以很好地平抑出力波动并达到出力最高,且经济效益良好。

基于时序运行模拟的水火风光储互补系统电源优化配置

系统时序运行模拟是水火风光储互补系统电源规模优化配置的关键环节。对于水火风光储多能互补系统8760逐小时运行模拟,按照小时尺度构建的模型规模很大,直接求解困难。本文提出按时间尺度逐层分解、递进优化的高效求解算法,精确模拟系统全年逐小时调度运行过程。在此基础上,构建双层规划模型对由风电、光伏、水电、火电、抽水蓄能、梯级水电站混合式抽水蓄能和电化学储能等电源组成的并网多能互补系统的电源容量进行优化配置。将模型应用在青海省电网系统中,对风电、光伏、抽水蓄能电站和基于水电站的可逆机组容量进行优化,得到电源最佳配置方案。

新能源大基地风光储容量协调优化配置

大型新能源基地需要协调配置风光火储容量以满足外送要求,其中火电容量及外送通道的容量通常预先确定,从而风电、光伏、储能的容量配置成为影响新能源外送效果的重要因素。为此,针对大型新能源基地,研究了风光储容量优化配置问题,提出了基于新能源外送可靠性的容量配置方法。基于需求侧的负荷曲线,提出了一种聚类方法来优化直流通道的计划传输功率;基于直流计划功率,提出了衡量新能源外送可靠性的送电置信概率指标;基于送电置信概率等约束,构建了风光储容量优化配置的基本规划模型。为了进一步保证在不同的场景下新能源能可靠外送,在基本规划模型的基础上加入场景分布不确定性,提出了风光储容量配置的分布鲁棒规划模型。考虑到分布鲁棒约束包含整数变量,提出了一种迭代算法用于该分布鲁棒规划模型的求解。实际算例验证了所提方法的有效性。

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。

考虑风光出力不确定性的风光储微电网系统智能协调控制策略

对风光储互补的微电网发电系统进行研究,针对风光发电与负载功率不匹配问题,提出了一种基于新型变步长电导增量法的最大功率点追踪控制方法,利用基于Ziegler-Nichols法的改进自适应PID算法实现负载功率蓄电池充放电控制的协同控制策略。通过在MATLAB/Simulink中搭建仿真模型并进行验证,证明了所述方案的准确性以及可行性。

基于储能SOC和风光功率裕度调节的风光储联合调频策略

利用储能主动参与风光储场站内部调频控制方法,及风电机组和光伏机组配合储能参与风光储场站内部联合控制,以解决风电机组和光伏机组单独控制时带来的电压和频率稳定问题。对风光储各单元采用虚拟同步机(virtual synchronous generator,VSG)控制技术,基于储能的荷电状态(state of charge,SOC)实时调整储能的p-f下垂系数,同时根据风/光机组的功率裕度配合储能调整各自的p-f下垂系数,通过风/光/储联合控制实现系统频率调整。此外,为实现风光储场站系统的二次调频,对VSG技术中的频率-有功控制部分进行了修正,通过实时检测系统频率,对有功功率参考值进行自适应调整;最后,通过阶跃负荷扰动下对比储能单一调频、光储联合调频、风储联合调频及风光储联合调频4种场景来验证所提控制方法的有效性。

风光储系统参与电网调频与消纳技术研究

结合电网调频需求,考虑储能荷电状态、充放电深度等边界因素,提出了风光储协调参与电网调频的控制策略,即考虑到风光的可发资源及响应调节特性,提出兼顾调峰消纳和调频响应的储能参与、光伏配合协调控制策略,在保证调频响应的基础上,充分挖掘光伏响应优势,预留储能充放电裕度,进一步提升了风光储电站调峰消纳能力,延长了储能系统使用寿命;最后,通过建立风光储电站调频仿真平台开展针对性试验,验证了控制策略的准确性和有效性。

水风光储多能互补规划技术

水风光储多能互补是指以水电、储能(含抽水蓄能)等灵活性调节电源为依托,充分发挥水电站水库的调节能力、水轮发电机组的快速响应能力及储能电站的电力时移能力,利用已有或新建的输电通道,将风电、光伏发电和水电站、储能电站联合打捆开发,实现多种能源的互补互济,提高水风光储综合开发经济性和通道利用率,提升水风光储开发规模、市场竞争力和发展质量。

基于非线性规划的风光储配置策略

为贯彻落实可持续发展的理念,国家电网计划2025年在已有的海上油田负荷平台建立风光储发电单元来取代电网的部分供电。对此,如何把多种供电方式通过现有的电网技术有机地整合在一起,形成一个稳定、经济、环保的系统是一大难题。本文考虑了电网的多种连接、供电方式,结合现实中存在的限制条件和国家规定提出了两个相关的问题并对此建立数学模型,给出了如何配置风光储电网多种供电的方法。

风光储输公司:数字新引擎 赋“智”新能源

党的二十大报告对加快建设数字中国作出重要部署。习近平总书记在看望参加2024年全国“两会”的政协民革科技环境资源界委员时强调,要实现中国式现代化,互联网这一关必须要过。国网冀北风光储输公司立足“应用数据、聚合资源、服务发展、探索转型”综合考量,以数字化、网络化、智能化为牵引,强化系统思维,努力提升数字化水平。

考虑新能源出力不确定性的电力系统风光储协同控制方法

当前的电力系统风光储协同控制方法由于新能源出力的随机波动,使得协同控制效果并不好。因此文章研究考虑新能源出力不确定性的电力系统风光储协同控制方法。通过选取合适的新能源出力不确定性目标函数,并对函数制订约束条件,构建基于新能源出力不确定性的协同控制模型,实现电力系统风光储协同控制。

基于PLC风光储一体的新型电力系统的设计

新型电力系统是新型能源体系的重要载体,融合了先进的信息技术、电力与控制技术,以源网荷储协同与多能互补为支撑来满足用户的多元负荷需求。设计了一款风光储一体的新型电力系统,包括可再生能源发电中心、储能运行管理中心及负载及控制中心三大部件,以西门子可编程控制器S7-1200作为控制单元,实现储能运行管理中心变流器供电模式的选择及负载工作状态控制,以力控组态软件设计远端监控系统,实现风光荷储网电压、电流等数据与磷酸铁锂电池组及单体电池1~8的电压、电流、温度、SOC及SOH数据监控,经测试,系统整体运行可靠,达到了设计目的。

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。

考虑阶梯型碳交易的风光储联合系统分布鲁棒优化调度

在“双碳”目标下,风、光等清洁能源的渗透率将不断提高,针对其发电具有不确定性给电力系统带来的调度难题,提出了风光储联合系统的两阶段分布鲁棒优化调度模型。为了减少系统的碳排放量,引入了阶梯型碳交易。模型中,第一阶段根据预测信息使系统的运行成本最低,第二阶段使用基于数据驱动的Wasserstein距离来构建出力误差的模糊集。并使用仿射策略对模型进行调整,使系统在满足模糊集中最恶劣分布的情况下,使调整成本最小。最后,使用了强对偶原理把模型转化为等效混合整数线性优化模型。通过算例分析及对比,验证了考虑阶梯型碳交易可以显著减少对传统机组的使用,以及分布鲁棒优化模型的适用性和优越性。

基于HOMER仿真的风光储互补发电系统容量优化配置研究

以系统总成本最小为目标函数,基于可再生能源发电混合系统优化仿真软件(Hybrid Optimization Model for Electric Renewables,HOMER),针对某工业园区的风光资源数据和负荷情况,进行了设备成本和参数设定。在获得的配置方案中,对比分析了并网型风光储、风光互补以及风储、光储发电系统的优化配置方案,分析其弃电率和经济性,验证了风光储系统的优越性,最终得到并网型风光储互补发电系统总净现成本最小的配置,并对其各设备的年发电量、系统可靠性及经济性进行了分析,可为可再生能源多能互补微电网风光储系统容量优化配置的研究提供参考。

基于深度确定性策略梯度算法的风光储系统联合调度策略

针对风光储联合系统的调度问题,提出了一种基于深度强化学习的风光储系统联合调度模型。首先,以计划跟踪、弃风弃光以及储能运行成本最小为目标,建立了充分考虑风光储各个场站约束下的联合调度模型。然后,定义该调度模型在强化学习框架下的系统状态变量、动作变量以及奖励函数等,引入了深度确定性策略梯度算法,利用其环境交互、策略探索的机制,学习风光储系统的联合调度策略,以实现对联合系统功率跟踪,减少弃风弃光以及储能充放电。最后,借用西北某地区风电、光伏、跟踪计划的历史数据对模型进行了训练和算例分析,结果表明所提方法可以较好地适应不同时期的风光变化,得到在给定风光下联合系统的调度策略。

风光储混合系统的雷电过电压仿真

风光储混合系统相比于单一风电场或光伏系统具有多端源载混合的特点,混合系统的端口阻抗网络及其雷电下暂态响应特性与单一系统存在差别。利用PSCAD/EMTDC搭建风光储混合系统的暂态模型,计算风光储混合系统的雷电过电压分布,分析混合系统遭受雷击位置、架空线长度和避雷器接地方式对混合系统过电压水平的影响。结果表明,混合系统中光伏侧遭受雷击时变压器的过电压峰值高于风机侧遭受雷击情况;增大风机侧接入母线的架空线长度或减小光伏侧的架空线长度均可降低混合系统的过电压;风机侧与光伏侧的变压器高压侧避雷器均采用公共接地方式,储能侧采用单独接地方式可有效抑制混合系统的雷电过电压水平。

风光储一体电动汽车充电站混合储能容量优化配置

针对大规模电动汽车(electric vehicle,EV)接入配电网引起联络线功率波动过大的问题,提出风光储一体电动汽车充电站的混合储能容量优化配置模型。首先,考虑EV充电需求,确定联络线协议功率和混合储能系统(hybrid energy storage system,HESS)总功率;然后,利用鲸鱼优化算法(whale optimization algorithm,WOA)优化的变分模态分解(variational mode decomposition,VMD)对HESS的总功率进行分解,根据不同功率临界点得到蓄电池和超级电容的充放电功率指令,采用蜣螂优化算法(dung beetle optimizer,DBO)求解以蓄电池和超级电容的额定容量为优化变量的年综合成本最小模型,获得最优的储能容量配置和功率分配方案。基于某风光储一体EV充电站进行算例分析,验证了所提方案的经济性和合理性,结果表明,EV充电站配置HESS相较单一储能降低了年综合成本。

基于碳排放流理论的梯级水风光储一体经济调度

为分析梯级水风光储一体化发电模型对电力系统的低碳贡献,本文构建了梯级水风光储一体化低碳经济调度系统。首先,考虑系统经济性,将包含碳交易成本等在内的系统综合成本最小设定为目标函数。其次,对该模型进行求解,运用碳排放流理论对于节点碳势、节点碳流率以及节点总碳流率进行计算,分析梯级水风光储一体化模型对于低碳电力的作用。最后,借助算例IEEE30节点系统的求解结果,分析梯级水风光储一体化模型的经济性能。算例结果表明,所提梯级水风光储一体化调度模型在低碳性和经济性均具有良好表现。