An Approach to Calculate the Capacity of Pump-Hydro Combined Energy Storage with Wind Power Integration

In this paper, an approach is presented to calculate the reserve capacity of Pump- Hydro Combined Energy Storage (PHCES) integrated with wind generation. The proposed approach utilizes Monte Carlo methods to obtain all the reasonable capacity of PHCES based on the power system reliability requirement. The pumping and hydro period of PHCES will be taken into consideration to estimate the reliability of wind power generation with PHCES. Finally this approach is applied in a RBTS system to calculate the minimum capacity of PHCES.

Effects of Large-Scale Wind Energy Base on Power Grid Company

The first stage project of Jiuquan wind energy base with 5.5-GW installed capacity is about to be completed. However, there exist several technical issues such as power transfer capability, electricity accommodation, frequency control and peak load regulation as well as system stability. In addition, the high capital cost and operation cost of the supporting transmission project invested and constructed by the Gansu Provincial Power Company will definitely have significant impacts on the management and economic profit of the Company. Through analysis of the construction and operation cost changes resulting from the wind power collection and delivery project, the author carried out research into the effects of developing large-scale wind power base on the management and economic benefits of power grid enterprises and proposed corresponding suggestions to make the related policies perfect.

考虑源网荷效益的峰谷电价与峰谷时段双层优化模型

用户响应行为测算需求解峰谷时段与峰谷电价之间的双线性项,目前仅考虑负荷曲线的数值大小对峰谷时段进行单独划分,分时电价实行效果受限。提出峰谷时段与峰谷电价的双层优化模型,考虑风电不确定性下的规划成本与发电成本,反映分时电价的实际经济效用;考虑用户响应的不确定性,保证分时电价实行后的源网荷效益在一定范围内变化;峰谷时段划分与峰谷电价设计均以系统成本最低为目标优化得到,充分考虑峰谷时段划分、峰谷电价设计和用户响应行为之间的交互机理。仿真结果表明,与单独划分峰谷时段的模型相比,所提模型能够制定更优、科学性更强的峰谷时段和峰谷电价,进一步降低系统总成本。

基于综合效益评估的远海风电柔直并网拓扑方案优选

为解决远海风电柔直并网拓扑方案优选时缺乏对多方面性能定量分析与重要性衡量的现状,文中基于综合效益评估的角度对其展开研究。构建涵盖经济性、利用率、可靠性三个因素的多指标评估体系并给出各指标的计算模型,定量表征拓扑间的各项性能差异;基于改进AHP-熵权-NASH均衡法确定多指标权重,合理衡量各方面性能的重要程度;利用TOPSIS法联合指标数据与权重信息对各拓扑方案进行优选;算例中对如东海上风电柔直工程的点对点、环形、星形三种典型拓扑类型进行了综合效益评估与方案博弈,结果表明,所提改进AHP能够有效降低一致性检验误差,决策过程具备性能与权重的定量化、可视化,验证了文中方法的有效性与合理性。

基于两阶段随机优化的风电-抽蓄联合运行模型

风力发电具有随机性和波动性,在电力市场环境下难以按照申报电量进行出力,造成较低的经济收益,与储能进行联合运行成为一种可行的解决方案。为此,本文在电力市场环境下研究风电-抽蓄的联合运行问题。首先,分析风电和抽蓄独立运行与联合运行两种模式。其次,考虑价格与风电的不确定性,构建两阶段随机规划模型,能够支撑电力市场环境下的风电-抽蓄最优运行决策。最后,算例分析结果表明,相比于独立运行模式,风电-抽蓄联合运行能够获得更高的经济效益,验证所提模型的可行性和优越性。

基于多准则决策理论的风电制氢工程投资效益评价体系及应用研究

本文以风电制氢工程为研究对象,构建了考虑经济、环境、技术和社会四方面的多维投资效益评价指标体系,形成基于多准则决策理论的工程投资效益评价模型。利用三角模糊数实现定性信息的表述和处理;将逐步加权评估比率分析法与熵值法结合形成组合赋权法以计算指标的组合权重;采用多属性边界近似区域比较法实现备选方案的优选排序。通过算例分析表明,该模型具有较好的可操作性和合理性,并根据分析结果为投资者给出决策建议。

“十四五”背景下湖南山地风电项目投资效益分析

随着风电光伏补贴退坡,进入平价时代,如何发挥企业风电项目投资效益,放大投资收益,精细化控制造价,节约成本,是摆在当前“五大六小”以及各地方发电企业所面临的共性问题。以湖南某山地100 MW风电项目为例,按实明确边界条件,并考虑平价上网政策影响,深入分析湖南山地风电项目的投资收益,研究发现湖南山地风电项目资本金内部收益率勉强能达到7%,并略高于基准收益率6.5%,项目收益情况尚可,处于可投资开发境地。为了进一步放大投资效益,精细化管控造价,控制成本,有必要加强风电项目的造价管理,特别是完善风电项目计价体系,加强过程造价管控,从而节约投资。

考虑经济约束的西部山区风电接纳能力研究

定量分析了风电并网引起的风电场和电网的成本效益和环境效益。以经济性最优为目标,计及盈利能力约束和电网安全运行约束,建立了风电最佳接纳能力优化模型,并采用微分进化算法对模型进行了求解。在RTS79算例中,采用所提规划方法和传统考虑技术因素的风电并网规划方法进行了对比分析,结果表明采用所提方法求得的风电接纳能力较小,经济性较好,证明了所提方法的有效性和实用性。

考虑峰谷电价的风电-抽水蓄能联合系统能量转化效益研究

建立了考虑峰谷电价的风电-抽水蓄能联合系统和能量转化效益的定量评估模型,研究了风蓄联合系统中抽水蓄能电站对风电移峰填谷的影响,仿真算例验证了所建立模型的有效性。结果表明:在峰谷电价政策下,风蓄联合系统可将低谷时段的廉价电能转化为高峰时段的珍贵电能,取得良好的经济效益;同时还能有效地平滑风电场输出功率,降低并网风电的波动性。

大规模风电接入的输电系统价值规划方法

介绍了华东大规模风电接入的背景,提出了大规模风电接入的输电系统价值规划方法。研究了输电系统的全寿命周期成本和财务效益,在此基础上建立了以收益最大为目标的价值规划模型,同时考虑规划的成本和效益,并且分析了大规模风电接入的环保效益。算例分析结果验证了价值规划模型的有效性,对实际电网规划具有指导意义,大规模风电接入带来的较高的环保效益符合国家可持续发展的战略需求。

广东电网风电出力特性分析及其经济性评价

风电出力特性的研究对于低碳经济发展大背景下含规模风电接入的电力系统规划运行至关重要。基于风电场群的分区分片划分和多风电场运行模拟技术,定量分析了广东规模风电的出力特性和容量效益。研究表明,规模风电接入将增大系统调峰需求,需要在电网规划建设和风电配套政策制订方面引起足够重视。从系统运行成本、煤耗、污染物排放等多个角度进行的经济性评价显示,尽管规模风电接入对常规机组替代作用相对有限,但对于广东节能减排与低碳发展具有重要意义。

基于压缩空气储能的风电场功率调节及效益分析

风能的间歇性和波动性给风力发电大规模并网应用带来了不利影响,利用储能技术能够很好地解决该问题,然而昂贵的成本一直是制约储能技术应用的瓶颈。文中提出了基于压缩空气储能(CAES)的风电场功率调节系统的额定功率以及容量的设计,在满足风电并网标准的前提下尽可能减小储能装置的规模,并利用仿真加以分析验证。建立了CAES装置效益评估模型,将CAES电站与传统的火力调峰机组进行比较,分析结果表明CAES电站具有良好的经济效益。

考虑风电不确定出力的风电并网协调优化模型

针对风电出力的随机性和间歇性等特点,首先,提出了风电预渗透率的概念,结合风电预测精度,建立了风电预测误差计算模型。其次,考虑到误差随时间的迁移性,建立了风电预测误差增长模型,并建立了基于误差增长的风电不确定出力计算模型。在建立负荷可参与调度的权重区间模型以及引入可调度负荷与储能系统的基础上,建立了风电成本模型和考虑可调度负荷与储能系统风电并网协调优化调度模型。最后,以某地区电力系统为研究对象,采用Matlab对优化模型进行仿真求解,结果表明,所用方法能够有效降低弃风率以及火电备用容量。

风储联合发电系统容量优化配置模型及敏感性分析

风电与储能的有效匹配是平抑风电功率波动的方案之一。文中建立了能量型储能在风储联合发电系统中容量优化配置模型,讨论了各敏感性因素对容量配置的影响,主要包括调控模式、风储上网电价、设备造价及缺电惩罚系数等。文中考虑了跟踪计划出力和削峰填谷等控制模式,利用技术经济评价指标,分析了当前和未来市场条件下采用不同调控模式的风储联合发电系统的可行性,指出了风储联合发电系统最佳容量配置的发展趋势。

清洁能源与电动汽车充电站协调投资的低碳效益分析

针对CO_2减排规划目标,引入低碳效益的概念,即使用全寿命周期内某减排项目单位投资的碳减排量来评价不同减排技术的减排效率。以低碳效益最大化为目标建立风电、光伏电源和电动汽车充电站协调投资模型。采用改进的离散细菌群体趋药性算法进行求解,通过对实例的计算分析得到符合减排要求的投资规划方案。最后对比以CO_2减排量最大为目标函数的投资策略,证明所提模型和优化算法的正确性和有效性。

风电并网经济技术评价研究综述

为了确保我国风电的长期、可持续发展,开展风电并网的经济技术评价成为当务之急。在此方面,欧美风电发达国家已经开展了较多研究。文中理清我国研究基础,充分借鉴国外研究成果,并针对我国风电规模化集中开发模式,提出了应重点关注的问题,即风电外送与消纳、调峰问题和社会效益分析等。

含异步风力发电机的配电网无功优化规划研究

研究了包含异步风力发电机的配电网无功规划问题。采用基于场景概率的方法,建立了新的成本-效益比值和静态电压稳定指标的综合优化模型,并引入不同场景下的节点电压水平约束,模型和约束对于风电出力的随机性和波动性适应较好。运用改进的自适应权重粒子群算法进行带约束的目标函数求解,在无功补偿电容器的安装容量和位置不确定的情况下,得到无功补偿的最优规划方案。算例部分通过对IEEE33配网节点进行分析,验证了该模型及方法的可行性和有效性。

风能等效转化利用模型及其效益研究

以能源互联网为依托,研究了风能在转化利用过程中不同"能质"能量之间的等效转化关系及其对应的效益。为综合考虑负荷需求特性及供能价格因素对风能利用方式的影响,以风电利用率最大和系统运行综合效益最大化为目标,构建风能转化利用多目标优化模型;然后,采用量子行为的粒子群优化算法对模型进行优化求解;最后,在不同的供能模式下进行对比分析。算例结果表明,所提模型能够有效地提高能耗系统对风能的综合利用率及消纳能力,并取得更高的能售效益,验证了所提模型及其运行方式的有效性和可行性,为大规模风电的开发和利用提供了新的思路。

基于风电出力预测误差补偿度与经济效益的最佳储能容量配置

以储能实时充放电弥补风电日前预测出力与实际出力之间的误差,可达到间接提高风电预测精度和风电利用效率的目的,但是受储能成本制约,必须探讨储能最佳容量选取方法。以弃风降低量、火力备用减小量、环境友好效益与储能投资、运行维护成本对比分析为准则,基于风电预测误差的概率分布特点,确定不同误差补偿度,配置相应补偿度下的储能容量,获得相应储能容量下的经济效益,进而计算出回收储能成本年份。基于补偿度、储能容量、回收成本年份三者关系确定了最佳补偿度下的储能容量配置和回收成本年份。通过对新疆148.5 MW风电场仿真验证及效益评估,将风电日前预测误差限制到±25%,最佳补偿度为91.5%,最佳储能容量为12.28 MW,约7.58年收回成本。

净效益最大的平抑风电功率波动的混合储能容量配置方法

通过分析不同功率分配方法对储能容量配置的影响,提出了一种利用滑动平均和经验模态分解(EMD)获得储能参考功率的混合储能(HESS)功率和容量配置方法,并基于全寿命周期成本(LCC),考虑减少风电场旋转备用和缓建并网通道容量效益,以净效益最高为目标实时平抑风电功率波动。该方法首先利用滑动平均法得到HESS参考功率,采用EMD将其分解成一系列本征模态函数(IMF)。根据功率型和能量型储能的特性,以瞬时频率-时间曲线混叠最少为原则选择分界频率,将分解后的子分量重构成高、低频信号,分别作为功率型储能和能量型储能的参考功率。然后,考虑储能系统的充放电效率和荷电状态(SOC),配置不同储能组合方案下各储能的功率和容量,并与其他功率分配方法下的配置结果进行对比分析。最后,构建HESS的成本-效益模型,比较不同方案的净效益,得出经济最优的配置方案。