并/离网风光互补制氢合成氨系统容量-调度优化分析

为降低可再生能源发电出力波动,提高可再生能源利用率,设计了一种并/离网风光互补制氢合成氨系统。以系统年收益最大作为目标函数,考虑系统电平衡、氢平衡以及电网交互等运行约束,建立了容量配置-调度优化模型,以内蒙古某地区风光真实出力作为输入,通过风光容量配比分析,探究风光容量配比对系统的技术经济影响。结果表明:经过容量配置与调度优化后,并/离网风光互补制氢合成氨系统能够在不同风光出力情况下合理切换工作状态,平抑风光波动,实现合成氨设备的稳定高效运行,并网型系统优于离网型系统;在案例区域内,随着风电容量的提高,系统需配置的电解槽与储氢罐容量呈现先减小后增大的趋势,当风力发电与光伏发电容量接近或相等时,系统经济效率较高。

基于全生命周期评价的风光制氢综合系统容量配置优化研究

风光互补发电制氢是促进风光资源就地消纳、减少弃风弃光的重要技术途径。然而风光出力的波动性与系统设备复杂性也对风光制氢系统的容量优化配置决策提出了挑战。为此基于全生命周期评价方法,将平准化制氢成本、单位氢气碳排放强度与系统能量损失率作为优化目标,结合改进的NSGA-Ⅲ多目标优化算法,构建了年产2万t氢气的离网型风光制氢系统容量配置优化模型,并进一步分析了系统碳排放与经济性收益。研究结果表明,结合内蒙古某地区风光资源特征,经优化后系统平准化制氢成本为25.88元/kg,单位制氢碳排放量为0.59 kg/kg,同时全年风光利用率提升至91.09%,风光制氢系统的资源得到了高效利用。同时,结合全生命周期碳排放分析计算,系统碳排放总量为25.03万t,与典型煤制氢技术相比,单位制氢的碳减排量降低了97.05%。研究成果将为开展风光制氢综合利用提供了有益参考。

基于直流外送的水风光大基地最优容量配比研究

水风光大基地一体化运行是提高直流外送通道利用率、增加清洁能源电量、降低成本电价的重要方式,其难点在于确定风光水大基地的最优容量配比。首先构建水风光大基地系统模型,然后以投资经济性最优为目标,以风光水出力特性、直流通道输送容量为约束,建立时序生产模拟模型,并采用分支定界法求解模型。以金下界河上的梯级电站为例,通过对比不同水风光配比下的新增电量、提升设备利用率和成本电价,给出兼顾环保性、安全性、经济性的最优配比。研究结果可为水风光大基地电规划与建设提供参考依据。

考虑系统调峰需求与光热电站收益平衡的储热容量优化配置

储热系统是光热电站参与调峰的基础,若能在规划阶段充分考虑运行需求,进而合理地配置储热系统容量,则能够有效缓解系统调峰压力,提高光热电站运行经济性。为此,该文提出一种兼顾系统运行成本与光热电站收益的优化配置方法,同时考虑光热电站调峰补偿及分摊,进一步优化配置结果。首先,建立系统成本优化模型,利用风光资源的互补特性,对各发电机组出力进行决策,实现系统运行成本最优;其次,在考虑光热电站传统模型的基础上,计及调峰收益与分摊费用建立光热电站个体优化模型,以期提高其投资积极性。采用模糊隶属度函数对模型求解结果进行量化,取两者均值作为综合满意度,并以满意度最大为目标,通过迭代计算得到储热系统容量配置的最优解。最后,基于IEEE-30节点进行算例仿真,得到最优储热容量为3295MW·h,相比不计调峰补偿时运行成本降低3.15万元,验证了所提方法的可行性。

基于随机规划的风光柴储容量配比优化方法

在风光柴储系统容量配比的研究中,根据风光出力的不确定性,提出了一种基于随机规划的风光柴储容量配比模型。首先,综合分析新能源随机出力特性、装机容量、负荷平衡、弃风弃光等约束条件,基于随机规划理论建立了以系统负荷缺电率与投资运行成本最优的多目标风光柴储容量配比模型。并以全年风、光出力时间序列为输入,采用改进NSGA2算法与理想点法相结合进行求解,获得风光储最优容量配比。再以我国某区域独立电网数据进行算例验证,表明了所提方法的实用性。

基于风光联合发电系统的储能容量优化配置方法分析

阐述风光联合发电系统的储能容量分析,最佳的优化配置方法,提出两种波动的平抑指标和平抑算法,评价指标可以判定平滑效果及其经济性。

考虑时间相关性的风储系统多模式协调优化策略

基于考虑风电预测误差时间相关性的不确定性场景,将能量型储能同时应用于削峰填谷和计划跟踪两种模式,提出了风储联合系统多模式协调优化模型。同时,针对风储联合运行的大规模混合整数规划问题,提出储能调峰容量系数的概念,用于构造两层迭代优化算法,对模型进行快速求解,并可对储能在不同模式的容量分配进行量化评估。基于实际数据进行了计算机仿真验证,仿真结果表明,风储联合系统的最优运行模式受上网电价、惩罚价格以及风电随机特性等因素的影响;而所提出的模型可实现储能有限容量在不同模式间的合理分配和高效利用,为研究风储联合系统运行特性、与电网进行协调调度提供了重要的参考信息。

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。

宁夏地区风光互补发电系统容量优化配置的研究

宁夏地区每年都有充足的光照和丰富的风能,非常适合建立风电站和光电站。然而,由于风能和光照会随着季节性的变化而呈现周期性的变化,为了最大化利用光照和风能,人们开发出了风光互补发电系统。然而,这些系统由于技术不够成熟,光能和风能的转化率并不高。为此,本文确立了研究主题为宁夏地区风光互补发电系统容量优化配置。通过对资料的收集与整理,了解当前主流的算法,并在此基础上进行优化,通过对容量优化配置进行改进,使得风光互补发电系统的整体性能得到提升。实验的仿真结果显示,本文提出的改进的粒子群算法效果不错,值得推荐。

黑龙江省风光资源禀赋及互补性研究

为了有效开发利用黑龙江省风能太阳能资源,本文基于2017~2021年ERA 5大气再分析数据对黑龙江省风能太阳能资源禀赋及互补性展开详细分析。首先基于风功率密度、太阳辐射强度及可用率对资源潜力进行分析,在此基础上评估了风能太阳能资源的波动性,包括波动强度及波动速率。为有效平抑波动性,对不同时间尺度下风能太阳能互补性进行了分析,并分别以最小化波动强度和波动速率为目标优化风电光伏装机容量比例。实验结果表明,通过优化风光装机容量比例实现风光互补,可以显著平抑总功率的波动性,从而促进新能源的安全高效消纳。

基于抽水蓄能电站的风光互补发电系统容量优化研究

针对风光互补抽水蓄能电站各部分容量之间的关系,给出了一种基于改进粒子群算法的最佳容量的优化设计方案.通过对抽水蓄能模块的建模分析,建立风光互补抽水蓄能电站容量配置的优化模型,给出相应容量配置要求.研究结果表明,文中互补开发方式可以解决单一发电系统存在的弊端,提高发电效率,具有很好的实际应用价值.

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。

含风光储的电动汽车充电站容量优化研究综述

对风光储的容量进行最优配置是含风光储的电动汽车充电站普及的关键。首先阐述了风光互补发电系统的构成,然后通过从风光互补发电系统容量配比方法、电动汽车充电站规划方法两个方面研究了含风光储的电动汽车充电站的容量配比方法。最后指出含风光储的电动汽车充电站在发展中没有统一的建设规划标准和成熟的运营模式、建设成本高昂、光伏设备占地面积较大等问题,可以为进一步研究提供参考。

基于小波分析的微网系统中风光互补系统蓄电单元容量配置

合理配置风电、光伏、储能的容量,既可提高系统供电可靠性,又可降低系统成本。文章建立了风能、光伏单元模型,与负荷作对比得到补偿波动,再利用小波分析补偿波动,得到蓄电单元波动频率,从而得到最优的蓄电单元容量。该方法对风电互补这种有着规律波动的微网系统中蓄电单元容量的配置有着较好的指导作用。

基于风光氢储一体化系统的容量配置优化及经济评价

风光波动电源发电制氢是实现风光资源高效消纳、平抑出力波动并网的重要途径之一,而风光资源的不稳定属性直接影响制氢系统的运行效率和经济效益。为此,以风光氢储一体化系统为基础,分析制氢系统动态特性,并结合系统运行策略与自适应粒子群算法进行该系统的容量配置优化,进一步评估系统的经济性。结合案例分析表明:风光互补发电制氢可以有效平抑风光发电波动,其制氢效率相比单一光伏制氢的10.25%和单一风电制氢的23.39%,提高至32.17%,且风光互补制氢的经济效益显著优于单一制氢,当售氢价格为29.85元/kg时,内部收益率可达8%,研究成果可为开展风光制氢技术的能效和经济评价提供参考。