储能在风火联合电力系统中的容量优化研究

随着科技的发展和进步,以风力为基础的可再生能源开始崭露头角,逐渐替代传统发电并在社会上得到广泛应用。大规模风电并网给电力系统安全稳定运行带来了新的挑战,储能系统在提高风电接入能力方面具有广阔的应用前景,然而储能的高容量成本制约了风火联合电力系统的发展。本文在考虑风电出力波动性和火电机组运行约束的基础上,研究了储能在风火联合电力系统中的优化配置策略。在失负荷损失尽可能小的前提下,通过合理配置储能容量,平抑风电场输出功率的波动性,使得风火联合电力系统和储能系统的发电总成本达到最优,从而提高整个系统的运行经济效率。

特高压交流通道风火联合送电问题研究

风电的大规模发展需要解决市场消纳和送出通道问题。我国大型煤电基地大多为风资源丰富地区,如何借助特高压输电通道,在输送火电的同时搭配一定风电比例送出,对于我国可再生能源发展规划目标的落实和远距离输电通道资源的充分利用都是很有意义的。以锡林郭勒盟(简称锡盟)至南京特高压交流输电通道为例,论述利用特高压交流外送通道打捆输送风电火电的主要原则,分析影响风火联合送电的关键因素,提出风火打捆合适容量的理论计算方法,并通过算例给出锡盟煤电基地外送的风火装机容量和经济性分析。可为今后开展风电送出研究提供重要借鉴,对锡盟煤电基地的风电发展提供决策支持。

风火联合调度的风电场一次调频控制策略研究

随着风电在电力系统中渗透率的提高,电力系统单独依靠传统电源进行调频的能力被不断削弱,这就要求风电应具备配合传统电源参与系统频率调节的能力。首先,该文充分考虑风电调频响应速度快、火电调频持续时间久的特性,提出一种以火电机组调频为主、风电机组调频为辅的一次调频联合控制策略;其次,根据不同运行工况,提出改进的风机分组优化和功率分配策略,实现了风机有序参与/退出调频,有效规避了系统频率二次跌落问题;最后,改进风机转速恢复和转速保护模块,提高风电机组参与一次调频的安全性。仿真结果表明,所提策略能够有效实现风火联合参与一次调频,在保证经济性和可靠性的前提下,充分利用风电调频容量,有效改善系统频率特性。

基于信息间隙决策的风火联合投标策略

发电主体联合投标策略可缓解可再生能源出力不确定性引起的现货市场投标偏差惩罚,推动可再生能源参与现货市场交易。但面对可再生能源出力和现货市场价格的不确定性,发电主体的风险倾向将直接影响联合投标策略的实施。在日前现货市场中考虑风电出力及出清价格的不确定性,针对作为价格接受者的风电场和含储热热电联产机组,建立风火联合投标策略,利用信息间隙决策理论描述不确定变量,并通过鲁棒模型和机会模型反映发电主体不同风险倾向。通过不同联合投标模式下收益敏感度分析研究联合投标可行性,反映联合投标优势,为发电主体选择联合投标合作伙伴提供策略参考,并利用Shapley值法对联合投标收益进行分配。算例结果表明,当发电主体均为鲁棒型或均为机会型时,联合投标具有可行性和策略优势;其他联合投标模式下,联合投标可行性须根据场景具体分析。

赤峰电网风火联合控制策略研究

赤峰地区风力、煤炭资源丰富,是东北地区重要的电力能源送出基地,但与辽宁电网的联络通道易受自然灾害的影响而发生同塔故障,引发暂态稳定和电压稳定问题,制约赤峰电网外送能力,影响新能源消纳水平。针对此问题,从机理上研究风火联运送出系统静态稳定极限的规律。依据赤峰电网电力平衡结果,应用电力系统综合稳定分析软件PSASP进行仿真计算,分析风电接入对赤峰电网暂态稳定的影响,对比分析不同方式下的风电接纳能力与外送极限,给出适用于赤峰电网的风火联合外送控制策略。结果表明,联合控制策略可有效提升赤峰电网的外送极限,改善风电接纳能力,为赤峰电网实际规划运行提供技术依据。

基于鲁棒模型预测控制的风火储联合系统调频优化策略

与传统火电系统参与调频相比,利用风火储联合系统进行调频在风电消纳率、节能减排等方面有天然的优势。然而,风电的不确定性波动对风火储联合系统参与调频的策略制定提出了挑战。因此,文章提出了一种基于鲁棒模型预测控制的风火储联合系统参与频率调节的优化策略。根据风火储联合系统参与一次调频的工作原理,搭建了含RMPC的风火储联合系统调频框架;分别建立风、火、储的响应模型,计及各元件运行限制与系统一次调频功率平衡等多重约束,构建以风电机组出力不确定性最大的情况下使系统调频成本最低的双层鲁棒优化模型;采用强对偶理论实现min-max双层鲁棒优化模型的单层化,同时采用前向差分法对风电出力和负荷波动的不确定性约束进行线性化改进,实现模型求解的加速;在MATLAB/Simulink中对所提的优化策略进行算例求解分析,证明了所提方法的调频效果具有显著提升。

计及深度调峰与一次调频的风火负荷优化分配

针对传统机组已经不能满足因新能源渗透率提高而导致的电网调峰和调频需求的大幅增加的问题,文中提出了一种考虑深度调峰与一次调频的风火联合负荷优化分配模型。分析了火电机组的深度调峰能力、一次调频能力与两者之间的关系。在三种运行场景下分析了风电机组对一次调频的贡献,分析了风电机组一次调频备用与反调峰特性的联系。建立了风火联合参与调频下最优负荷分配模型以满足经济最优,并引入鲁棒优化模型以考虑风速与负荷的不确定性。仿真中以相同装机容量下30%与50%风电渗透率为例验证模型的有效性,结果表明该负荷分配模型在保证电网的一次调频备用的情况下,一定程度上缓解了电力系统的调峰压力。

风火储联合多通道外送系统直流闭锁后的稳控措施

针对直流闭锁造成的风火储联合多通道外送系统暂态过电压问题,首先分析闭锁后盈余无功功率、送端系统强度对交流系统暂态过电压的影响,其次梳理并分析除闭锁线路外的其余外送通道潮流转移、抽水蓄能和功率型储能对于闭锁故障的调节、调控机理,并根据各调节手段的特点确定动作时序,提出一种综合考虑多调节手段的协调稳控措施。最后基于DIgSILENT搭建哈密电网模型,对所提稳控措施进行仿真验证。仿真结果表明,多手段协调稳控措施可有效缓解暂态过电压问题,减少切机量,规避风电机组连锁脱网的风险,降低控制代价,提升交流系统协调恢复能力。

基于机会约束规划的风–火–蓄联合系统优化调度

针对由于风电的间歇性和波动性而导致的大量风能成为弃风从而极大地降低风电消纳的问题,首先根据日前调度周期内风电预测功率平均值建立抽水蓄能机组的运行状态模型;其次,利用置信水平分别对风蓄联合机组的并网功率以及抽水蓄能机组的抽水功率和发电功率进行约束,以风蓄联合机组的最大经济效益和风火蓄联合系统的最小成本为目标,构建基于可信性理论机会约束规划的风火蓄经济优化调度模型;然后将改进惯性权重后的粒子群算法和随机模拟技术相结合并应用在模型求解步骤中。仿真结果表明,所构建的优化调度模型能减小风电上网功率的间歇性和波动性,减少弃风量和增加风电上网经济效益,并减小整体系统的投资运行成本。