区域电网风光最优配比及储能优化配置研究

合理优化风光储容量配比是省级电网实现大规模区域电网新能源高效利用的基础,为优化风光储容量配比以及进一步降低弃电率,首先,基于某区域电网相关评价指标,对某区域电网风光出力特性进行分析,并使用风光出力场景生成方法生成某区域电网目标年的风光出力场景。其次,提出了面向提高新能源消纳的风光配比优化方法,包括新能源消纳模型和风光规划装机配比优化模型。随后,提出了面向提高新能源消纳的储能优化配置方法。最后,通过风光配比优化方法对某区域电网目标年弃电情况进行评估,并计算得到了某区域电网目标年的风光规划装机最优配比,通过算例验证所提方法的有效性。

青海海西柴达木沙漠新能源基地风光容量配比优化研究

随着新能源规模爆发式增长,新能源基地外送方案规划方法备受关注。为了满足影响日内峰谷结构的新能源输送需求,通过分析青海海西州柴达木沙漠地区风光资源不同时间尺度下的出力特性,构建风光容量配比优化模型,采用优化算法确定某高比例清洁能源基地风光容量最佳配比,并分析不同容量配比和光伏容配比下的风电、光伏之间的出力互补效果。结果表明:青海海西州柴达木沙漠地区光伏、风电互补后,扭转了单一电源单独出力的反调峰特性。光伏/风电容量比例1.5~2.0互补效果最佳,验证了优化模型的有效性,未来可进一步应用至其他新能源基地外送方案规划中。

基于时序仿真的风光容量配比分层优化算法

中国风能和太阳能产业发展迅猛,由于其规划和建设周期短,开发过程中与地区电源、电网规划脱节,导致"弃风"、"弃光"现象严重。该文综合考虑区域资源特性,提出基于时序仿真的风光容量配比分层优化算法。内层建立省级电网年度风电、光伏接纳能力优化模型,采用分支定界法优化系统全年运行方式,最大化提升电网的节能减排效益,使规划结果更加符合电力系统实际运行。外层以内层模型的电网节能减排效益作为适应度函数,建立风光配比优化模型。采用细菌觅食算法结合粒子群算法求解风光最佳配比,提高计算效率和求解精度。以某省级电网为例进行研究,计算结果验证了提出的模型合理、算法可行。该方法可为地区风电和光伏建设、实际电力系统调度以及政府相关政策的制定提供指导。

基于时序生产模拟仿真的宁夏电网风光优化配比研究

宁夏风和光资源丰富,风电和光伏发电发展并驾齐驱。建立了含新能源发电的电网年度时序生产模拟仿真模型,以电网节能减排效益最大为目标,综合考虑了风光出力特性、负荷特性、机组调峰特性、不同种类供热机组热电耦合特性等因素。在建立模型的基础上,仿真研究了2015年宁夏电网新能源发电接纳能力,得到了综合考虑新能源限电率和电网节能减排效益的风光优化配比。该结果可为地区风电和光伏发电建设、电力系统调度以及政府相关政策制定提供指导。

基于随机规划的风光互补系统容量配比方法

在风光互补系统的容量配比研究中,并未考虑风光发电实际输出功率的随机性。提出了一种基于随机规划的风光互补系统容量配比方法。考虑到风光发电的实际输出功率具有随机性,基于随机规划理论建立以功率平稳输出为目标的风光互补系统容量配比模型;利用基于随机模拟技术的粒子群算法求解模型,探讨了风光互补系统的最佳风光容量配比;并以琼海市某地的实际风光资源为例,采用Matlab进行模拟验证,结果表明53%的风电配合47%的光电时,风光互补系统的输出功率最平稳。此外,将提出的方法应用到不同地区,结合中国风光资源分布情况,最终得到中国不同地区的最佳风光容量配比。所提方法为今后风光互补系统的设计规划和城市区域间能源综合调整提供了一定的参考,同时为风光容量配比的研究提供了一种新思路。

含抽蓄电站的多端柔性直流电网风光接入容量配比优化方法

针对含风、光、抽蓄电站的多端柔性直流电网,协调规划其风光接人容量配比,可以充分利用不同类型电源的互补作用,实现大规模新能源的平稳送出和消纳。提出基于时序生产模拟的多端柔性直流电网风光接入容量配比优化方法,以发电清洁性最优为目标,综合考虑柔性直流电网运行限制、新能源弃电率、负荷调峰需求和抽蓄电站运行限制等约束条件,建立适应于多端柔性直流电网的风光接入容量配比优化模型。以新能源全年出力为输入,通过时序生产模拟仿真开展模型优化计算,确定各送端换流站的风光最优接入容量配比。以某四端柔性直流电网为例开展仿真测试,结果显示所提出模型能够充分利用风光的互补作用和抽蓄电站的调节作用得到最优的风光接入容量配比,验证了所提方法的有效性和工程实用性。

基于改进样板机法的风光互补新能源电站容量配比优化

风光电站出力具有间歇性和波动性,合理的风光容量配比可以充分实现二者的互补。不准确的电站理论功率计算会影响风光真实特征的提取,导致较大的容量配比误差。文中在新能源电站理论功率计算通常所采用的样板机法的基础上进行改进,首先对异常数据进行识别及重构;然后识别新能源电站中的异常样板机并更新样板机集合,并根据非样板机的实际运行情况选取动态信息窗,利用动态信息窗内样板机和非样板机的实测功率,对非样板机分组并动态识别每组非样板机的比例系数,从而计算新能源电站的理论功率。基于多年历史理论功率的计算对新能源电站进行特征分析,并据此模拟随机出力场景,提出了基于源荷不匹配风险的风光容量配比优化方法。通过算例验证了改进样板机法的准确性,利用该方法得到西北某地区电网风电场、光伏电站多年的改进理论功率数据,并优化得到该地区的风光容量最优配比。文中所提改进样板机法可有效提高新能源电站理论功率的计算精度,基于该方法计算得到的风光容量最优配比可为地区电网风光发电容量提供参照。

不同时间尺度下新能源联合发电特性及最优配比

针对由可再生新能源的间歇性和波动性造成的能源弃用问题,亟需准确地分析新能源输出特性,构建用于新能源发电特性的相关系数、波动率和互补系数等评价指标,并通过对比利时新能源基地历史数据进行分析,得到不同时间尺度下风电和光伏及其联合发电特性。通过固定风电容量逐渐增加光伏容量比重,观察不同风电-光伏装机容量比对评价指标的影响,得到满足评价标准的风电-光伏发电配比区间。研究结果表明,在风电容量和光伏容量配比区为1∶1至1∶1.68时能够满足评价指标。风光联合发电方式能够减缓单一间歇性新能源发电波动,提高电力系统稳定性。

五种抽蓄运行特点的区域能源系统灵活性评估

为对比定速、双馈变速、全功率变频、三元式、分离式抽蓄机组在区域能源系统中的灵活性优势。该文首先综合考虑运行区、机组效率、启动时间、爬坡速度等技术特点,在能源系统模型Dispa-set的基础上建立不同抽蓄模型。其次,对比运行区、机组效率、启动时间、爬坡速度对机组出力影响。最后,建立多种指标综合评估不同风光配比下抽蓄类型对区域能源系统的影响。结果表明:三元式与分离式机组发电工况灵活性更高,而全频变速机组抽水工况灵活性更高,这导致定速机组的年发电量和年抽水量均高于其他4种抽蓄技术。因此,充分考虑抽蓄技术特点在该系统中的适用性在可行性论证阶段是非常必要的。

基于电网消纳能力的新能源发展策略研究

随着新能源大规模开发,新能源消纳问题逐渐突出。在保证太阳能及风电可靠并网发电、电网能够维持安全稳定运行的前提下,不同的网架强弱程度、不同的电源构成以及不同的负荷水平,电网消纳新能源发电的能力也将有所不同。为了综合协调电网电源资源,合理安排新能源的发展规模和建设时序,保障新能源发电的科学发展和有效利用,本文基于电网光伏风电消纳能力,并根据风电发电特性、光伏发电特性及风光互补特性,提出一种探索电网新能源消纳能力最大的方法,为后续新能源并网提出指导性意见,避免大量的弃风弃光现象发生。

风光互补发电系统特性研究

对风能发电和太阳能发电的输出功率进行了详细分析,从风光输出功率特性和电量的角度,研究风光联合发电系统在时间上的互补特性,通过对不同配比方式下实际风光数据的统计分析计算,验证了风光联合发电系可提高系统供电的连续性和稳定性,同时也对未来选择较为合适的风光配比方式提供参考依据。