Electricity-Carbon Interactive Optimal Dispatch of Multi-Virtual Power Plant Considering Integrated Demand Response

As new power systems and dual carbon policies develop,virtual power plant cluster(VPPC)provides another reliable way to promote the efficient utilization of energy and solve environmental pollution problems.To solve the coordinated optimal operation and low-carbon economic operation problem in multi-virtual power plant,a multi-virtual power plant(VPP)electricity-carbon interaction optimal scheduling model considering integrated demand response(IDR)is proposed.Firstly,a multi-VPP electricity-carbon interaction framework is established.The interaction of electric energy and carbon quotas can realize energy complementarity,reduce energy waste and promote low-carbon operation.Secondly,in order to coordinate the multiple types of energy and load in VPPC to further achieve low-carbon operation,the IDR mechanism based on the user comprehensive satisfaction(UCS)of electricity,heat as well as hydrogen is designed,which can effectively maintain the UCS in the cluster within a relatively high range.Finally,the unit output scheme is formulated to minimize the total cost of VPPC and the model is solved using theCPLEX solver.The simulation results showthat the proposed method effectively promotes the coordinated operation among multi-VPP,increases the consumption rate of renewable energy sources and the economics of VPPC and reduces carbon emissions.

The Development and Research on the Coordinate Control Strategy Between Turbine and Boiler in Fossil Power Plant

Based on the research on domestic and international automatic technical development in fossil power plant,the paper analyses the recent situation of the coordinate control system between turbine and boiler of domestic fossil Power Plant,provides the development thought of coordinate control system between turbine and boiler,and describes the application prospect in control system of fossil power plant combining with the application experience.

An optimal strategy for coordinating and dispatching “source-load” in power system based on multiple time scales

Due to the phenomenon of abandoning wind power and photo voltage(PV)power in the“Three Northern Areas”in China,this paper presents an optimal strategy for coordinating and dispatching“source-load”in power system based on multiple time scales.On the basis of the analysis of the uncertainty of wind power and PV power as well as the characteristics of load side resource dispatching,the optimal model of coordinating and dispatching“source-load”in power system based on multiple time scales is established.It can simultaneously and effectively dispatch conventional generators,wind plant,PV power station,pumped-storage power station and load side resources by optimally using three time scales:day-ahead,intra-day and real-time.According to the latest predicted information of wind power,PV power and load,the original generation schedule can be rolled and amended by using the corresponding time scale.The effectiveness of the model can be verified by a real system.The simulation results show that the proposed model can make full use of“source-load”resources to improve the ability to consume wind power and PV power of the grid-connected system.

面向综合能源协调的虚拟电厂调控平台设计与规划优化

为解决综合能源协调调度难题,文章提出了基于虚拟电厂调控平台设计和综合能源协调调度模型。通过分析虚拟电厂的基本网架结构,设计了虚拟电厂总体架构,分为资源层、平台层和应用层,并设计了网络架构和数据流架构。基于该架构建立了面向综合能源协调的虚拟电厂调度应用模型。针对模型内光伏、风力发电、电解器、燃料电池、氢气储能、电池储能,以可靠性指标作为切入点,提出了全生命周期内成本最小的目标函数。通过算例分析,验证了文章所提出的模型在可靠性和成本方面的优势。

高比例分布式电源配电网中低压柔性互联协调规划

柔性互联技术是解决高比例分布式电源(distributed generation,DG)配电网面临诸多问题的有效手段之一。提出了一种基于多层优化的配电网中压与低压柔性互联协调规划方法。首先,建立基于电力电子柔性互联设备(flexible interconnected devices,FID)的中低压柔性互联配电网潮流模型。然后,构建三层协调规划模型,上层以低压FID年运行成本及台区变压器负载率的年方差最小为目标,中层以中压FID年运行成本及从上级电网年购电成本最小为目标,分别决策低压和中压FID的安装位置与容量,下层以各场景的从上级电网购电成本最小为目标优化系统运行,并采用自适应粒子群优化和二阶锥规划相结合的混合算法求解。最后,采用含高比例DG的IEEE 33节点配电网进行算例分析,通过柔性互联规划系统的年综合运行成本降低了19.01%,台区变压器负载率的年方差减少了82.59%,验证了所提规划模型的有效性。

虚拟电厂下灵活资源多时间尺度调频控制

随着能源结构转型的推进,可再生能源的使用逐渐增加,仅依靠传统机组调节频率偏差难以满足需求。因此,为了解决此问题,考虑利用分布式资源(DR)参与调频辅助服务,DR主要考虑空调、电动汽车充电桩以及储能。首先,考虑了DR的特性和满意度评价方法;然后,基于状态势博弈理论对DR进行协调控制,将DR集中起来使其对外呈现为一个整体参与调频辅助服务;最后,通过算例仿真证明了该方案下对DR聚合并协调控制参与调频辅助服务的可行性和有效性,并对多时间尺度下储能、电动汽车充电桩以及可控负荷参与快速调频进行了验证。

基于负荷准线的5G基站虚拟电厂优化控制方法

在新型电力系统中,亟待深度挖掘需求侧资源以提升系统灵活性和新能源消纳能力。在“新基建”背景下,5G基站作为一种新型需求侧资源正迅速发展。研究如何在保证基站备用需求的前提下,由铁塔公司组建含大规模5G基站的虚拟电厂(virtual power plant,VPP)并常态化参与需求响应。首先,提出了考虑储能动态备用容量的5G基站运行可行域构建方法,建立了5G基站VPP的聚合模型。然后,建立了5G基站VPP响应负荷准线的日前优化模型,提出了适合对大规模5G基站进行协调控制的日内解聚合方法。最后,建立了含高比例新能源的区域电网仿真算例。仿真结果表明,聚合大规模基站参与准线型需求响应,可以显著降低5G基站的运行成本,同时提高电网的新能源消纳能力。

针对温控负载变化的虚拟电厂控制策略研究

温控负载是一种变化剧烈、波动频繁、高峰负荷比例较高的负载,对电网的安全产生了极大的影响。为了应对这一问题,系统的输出功率往往会超过90%负荷最大值的调峰限制。针对虚拟电厂(VPP)系统内的超限过程进行了研究,并提出了2种控制策略,以降低超限总电量或者利用超限电量的同时获取收益。在验证策略的控制效果时,选取了2种由温控负载引起的功率需求的典型变化。研究结果表明,温控负载引起的功率需求峰值的变化对策略具有重要影响。在安全模式下,超限比例与峰值的增加呈反比,而与平均功率的增加呈正比;在收益模式下,峰值变化会影响储能放电过程,平均功率变化则会影响储能充电过程。随着功率需求的增加,收益逐渐减小,收益范围为3.62万~3.25万元。

IEC 63096核电厂仪控系统网络安全管控标准与国内等级保护相关标准的协调分析

伴随着全球工业数字化、网络化和智能化的发展,传统基于物理隔离的保护方式已无法确保核电厂仪控系统的网络安全。核电厂仪控系统遭受网络攻击不仅可能导致生产过程中断,还可能引起核安全事件,因此核电厂仪控系统网络安全已引起世界各国及相关国际组织的高度关注。国际电工委员会于2020年发布了关于核电厂仪控系统网络安全防范管控的国际标准IEC 63096,为核电厂仪控系统各相关方提供了基于网络安全防范等级和生命周期阶段的具体指引,用于指导核电厂实施网络安全管控措施,以预防、检测和处置网络攻击。同时,等级保护制度作为我国网络安全的基础制度,是国内各核电厂必须开展的规定工作。为此,本文分别对IEC 63096以及等级保护系列标准进行了介绍,重点对二者在安全等级及管控措施方面的协调性进行了分析,从而帮助核电厂在进行网络安全管控措施的部署时有效降低时间成本和投资成本。

考虑氢燃料汽车与氢储能的虚拟电厂协调调度

随着氢燃料汽车(hydrogen vehicle,HV)的快速发展,氢燃料供给体系建设成为研究热点。利用电解水制氢消纳富余的新能源是解决此问题的一个有效手段。但氢能利用存在成本较高,难以获利的问题,考虑采用虚拟电厂(virtual power plant,VPP)的商业模式以提高制氢收益。在虚拟电厂的技术框架下,依靠高渗透率新能源制氢,在满足氢能源汽车供氢需求的同时,使VPP同时参与能量市场、旋转备用市场、调峰市场和碳排放权交易市场以获得最大收益。以VPP期望收益最大化为目标建立了考虑氢能源综合利用及参与多级市场获利的VPP优化调度模型,对夏季和冬季典型日VPP优化调度结果的分析表明:通过对氢燃料汽车与氢储能的协调调度及作为虚拟电厂参与各级电力市场,可有效实现氢燃料的供给并获得很好的经济效益,从而实现VPP绿色、低碳、经济运行。

基于“边端协同”架构的台区短路故障定位技术

针对新型电力系统低压台区故障准确定位要求,开发了一种基于“边端协同”架构的低压台区短路故障定位技术。提出多层级短路故障定位的台区物联网架构体系,研究采用二阶最小二乘拟合算法的台区各层级物联终端短路故障检测方法;设计基于高速电力线宽带载波通信的故障定位通信协议,面向智能配变终端,提出基于台区拓扑结构的短路故障定位策略,并开展边缘计算及其硬件化技术实现。在此基础上,通过真型低压交流系统短路故障测试实验,验证了“边端协同”物联台区短路故障定位技术的有效性。

燃煤电厂减污降碳协同增效综合评价体系构建及实证研究

燃煤电厂是我国大气污染物和温室气体排放的重要来源,在减污降碳协同推进的新目标形势下,如何实现减污降碳协同增效是燃煤电厂实现高质量发展的关键。开展燃煤电厂减污降碳协同增效评价研究有助于识别燃煤电厂减污降碳协同增效的现状及潜力,为燃煤电厂提升减污降碳协同增效水平提供路径分析支撑。本文在解析燃煤电厂实现减污降碳协同增效内涵的基础上,提出了定性与定量相结合的燃煤电厂减污降碳协同增效综合评价体系,涉及发展水平提升、能源低碳转型、资源循环利用、污染高效治理、助力社会减排、管理能力提升等六方面共计23项二级指标。以某沿海燃煤电厂为例,评估其2018年、2020年及2022年的减污降碳协同增效综合指数(ICSP)。结果表明,案例电厂2022年相较2018年ICSP从不足50分提至80分以上,改善幅度超70%,实现了主要大气污染物与二氧化碳的协同减排,但在能源低碳转型、污染高效治理、助力社会减排等方面仍有较大提升空间,尤其是脱硫脱硝设施能耗进一步优化空间较大。研究显示,本文建立的减污降碳协同增效综合评价体系具有一定实用性,可充分反映燃煤电厂的减污降碳潜力及工作成效。

梯级水电短期调度模型及其求解的蝗虫视觉进化神经网络

融合梯级水电站短期调度中电网调峰与发电量相互制约的因素,探讨水电调度模型的设计及求解的改进型蝗虫视觉进化神经网络。调度模型设计中,依据水量平衡方程,在充分考虑机组出力限制、不规则震动区等与水头相关的复杂约束及尾水顶托影响下,构建以调峰效果与发电效益为性能指标的厂网协调短期调度模型。神经网络设计中,在已有蝗虫视觉神经网络基础上引入视觉残留机制、半波整流机制,以及在兴奋层引入局部均值滤波,获得能输出全局和局部学习率的改进型蝗虫视觉神经网络,进而借助混沌映射及山瞪羚优化算法设计状态更新策略,随后顺次连接此视觉神经网络及更新策略,获得能自适应调节参数的改进型蝗虫视觉进化神经网络。比较性的数值实验显示,该神经网络求解13个基准事例中7~13个事例及应用于贵州北盘江梯级电站的3种场景中至少2种场景下具有显著优势。

燃煤电厂烟气脱汞技术研究现状及展望

针对燃煤电厂烟气汞污染问题,分析了汞在烟气中的分布形态,并基于燃煤电厂对常规大气污染物烟尘、SO_(2)以及NO_(x)实施超低排放的背景,研究了脱硝、除尘、脱硫设备对不同形态汞协同控制的技术特点和效果,为燃煤电厂将来实施更为严格的汞排放标准后技术的选择和新型烟气脱汞技术的研发提供参考。

Advanced Coordinating Control System for Power Plant

The coordinating control system is popular used in power plant.This paper describes the advanced coordinating control by control methods and optimal operation,introduces their principals and features by using the examples of power plant op- eration.It is wealthy for automation application in optimal power plant operation.

考虑富氧燃烧技术的含光热发电与垃圾焚烧虚拟电厂协调优化调度

为有效应对新能源高比例并网、促进能源低碳化,将富氧燃烧技术引入到热电联产虚拟电厂,建立了考虑富氧燃烧技术的含光热发电与垃圾焚烧虚拟电厂协调优化调度模型。首先,研究了富氧燃烧电厂运行时的能量转移特性与调峰特性,分析了富氧燃烧技术相对于空气燃烧后碳捕集技术的优势;构建了富氧燃烧-GPPCC-电转氢(气)协同运行框架:在CO_(2)循环利用的同时,实现了电制氢副产物氧气作为富氧燃烧的有效补充。其次,所提出的模型采用富氧燃烧-垃圾焚烧-风电/光伏联合运行模式,并配合广义储能系统运行,使得源荷两侧之间具有良好的协调特性,进而使风电与光伏成为间接可灵活调度的资源;通过光热电站参与供热,释放了富氧燃烧电厂的调峰能力,提升了虚拟电厂供能的灵活性。最后,基于CPLEX对不同运行场景进行仿真,验证了所提模型和策略的有效性。

新型电力系统多源异构数据融合技术研究现状及展望

能源转型背景下,新型电力系统以清洁低碳、开放互动为目标不断建设,同时监测技术与通信技术也快速发展,电力系统中的数据来源更加广泛,数据结构更加复杂,为新型电力系统数据融合提供数据基础的同时也提出了挑战。首先,分析新型电力系统数据特征,提出新型电力系统的数据融合需求;接着,介绍新型电力系统数据模型、多源异构数据融合技术层级,分析关键融合技术的优缺点,并对不同技术的适用场景进行分析;然后,分别从输配协同、源网荷储协同、虚拟电厂、多元负荷、电碳市场交易5个典型场景,对多源异构数据融合的数据需求、数据来源、融合目标、常见方法及研究难点进行归纳;最后,对新型电力系统数据融合技术的未来研究发展进行了展望。

碳交易背景下基于综合协调储能系统的碳捕集电厂优化调度

煤电低碳化改造过程中存在着峰荷时段碳捕集水平降低和碳配额计算与实际应用存在偏差的问题。针对该问题,首先引入氢燃料电池和储氢装置构成综合协调储能系统,改善碳捕集电厂峰荷时段碳捕集水平不足的问题;然后建立碳配额计算模型,使碳配额的计算方法更符合实际应用;最后以系统综合运行成本最低为目标,构建基于综合协调储能系统的碳捕集电厂优化调度模型,并使用Cplex对所提模型进行求解。算例结果表明:碳捕集电厂在优先消纳风电的基础上提高了碳捕集水平和经济性,兼顾了系统低碳性。

面向区域统一电力市场的超大城市虚拟电厂关键技术研究综述

建设虚拟电厂为挖掘超大城市电网灵活性提供了有效途径,但已有研究和实践尚不足以支撑实现双碳目标下虚拟电厂与区域统一电力市场的有机协调。全面总结了当前虚拟电厂建设运行及市场机制现状,深入分析了超大城市虚拟电厂参与区域电力市场存在的技术挑战。基于区域电力市场和未来电力系统建设需求,进一步提出了虚拟电厂安全并网、运行控制、低碳调度、支持系统等关键支撑技术研究方向,并对未来发展前景进行展望,从而促进区域电力市场、电网调度与虚拟电厂安全、有序、可持续发展,推进超大城市电网新型电力系统建设。

电网厂站接线图人工智能识别关键方法

矢量化的电网厂站接线图需要调度运维人员参考设计图纸进行人工绘制及导入,工作量巨大且极易出错。针对电网厂站接线图中图元、文字以及接线关系3个核心的识别问题,提出一套基于人工智能的完整电网厂站接线图识别方法,显著提升识别的效率和准确性。通过结合分级预处理的重叠滑窗机制与YOLOv4算法,解决电网厂站接线图的“大图像小图元检测”问题;通过迁移学习与卷积循环神经网络结合,提升包含中文电气文本的识别率;通过嵌入电气领域知识与规则,提升接线识别的准确率。最后,根据获取的电气元件信息、文本信息、连接线信息,完成其他下游任务。采用实际调度系统导出的电网接线图数据集,设计了图元、文字、接线识别三方面的对比实验,验证了所提方法的有效性。