Research on Reduction of Solar Power Curtailment with Grid Connected Energy Storage System Based on Time-Series Production Simulation

Due to the variable output of renewable energy (RE) generation, difficulties of dispatching RE for power system operators could not be avoided. One of possible solutions is the energy storage technology, especially the battery storage system. The large-scale energy storage system is available to support power system reliable flexibility for load following and system frequency regulation. In this paper, the bottlenecks of large-scale solar power generation dispatching and operation in Qinghai grid are discussed, and a new PV-energy storage coordinated dispatching method is proposed for reduction of PV curtailment in Qinghai. Moreover, the validation based on the time-series production simulation is provided using real data from Qinghai. The results indicate that the proposed method can effectively decrease the curtailment of solar power and future vision of large-scale solar power coordinated operation with energy storage system is also presented.

Paradigm of Numerical Simulation of SpatialWind Field for Disaster Prevention of Transmission Tower Lines

Numerical simulation of the spatial wind field plays a very important role in the study of wind-induced response law of transmission tower structures.A reasonable construction of a numerical simulation method of the wind field is conducive to the study of wind-induced response law under the action of an actual wind field.Currently,many research studies rely on simulating spatial wind fields as Gaussian wind,often overlooking the basic non-Gaussian characteristics.This paper aims to provide a comprehensive overview of the historical development and current state of spatial wind field simulations,along with a detailed introduction to standard simulation methods.Furthermore,it delves into the composition and unique characteristics of spatial winds.The process of fluctuating wind simulation based on the linear filter AR method is improved by introducing spatial correlation and non-Gaussian distribution characteristics.The numerical simulation method of the wind field is verified by taking the actual transmission tower as a calculation case.The results show that the method summarized in this paper has a broader application range and can effectively simulate the actual spatial wind field under various conditions,which provides a valuable data basis for the subsequent research on the wind-induced response of transmission tower lines.

基于水光电力系统时序生产模拟模型的水光优化配比研究

基于考虑系统负荷、新能源发电出力等时序变化特性的时序生产模拟法,建立了水光电力系统时序生产模拟模型;从系统结构性、经济性、灵活性与可靠性方面综合确定最佳水光容量配比,并通过金沙江上游川藏段水光系统验证了模型的合理性。金沙江上游川藏段光伏电站与水电站出力具有较好的年内、日内互补特性;对于2030年水平年,考虑枯期水电留存,913.6万kW水电配套400万kW光伏的方案综合性能更优,其新增非水可再生电量约60亿kW·h。

面向新型电力系统的时序生产模拟应用与求解技术综述

在建设新型电力系统背景下,时序生产模拟技术依托电网数字化转型赋能,成为了新型电力系统运行评估与规划决策的重要工具。文中总结了国内外对于时序生产模拟相关问题的研究成果,以及时序生产模拟在新型电力系统中的应用与求解技术。首先,介绍了时序生产模拟的结构及特点,从电力电量平衡测算、“双碳”措施量化分析、未来电网形态与演化路径等方面综述了时序生产模拟的应用场景。然后,根据现有时序生产模拟求解技术特点将其分类介绍,并讨论了不同求解技术的局限性。最后,对新型电力系统时序生产模拟研究进行了展望。

基于TOPSIS模型对小批量物料的生产安排研究

在企业小批量物料的生产安排中,逐渐出现因事先无法知道物料的实际需求导致生产安排有误等现象。针对这一情况,为帮助企业进行更合理的物料生产,通过分析某工厂2019-2022年的历史数据,基于Topsis算法建立模型,选出需要重点关注的物料,使用时序预测建立关于物料预测模型,通过最小二乘法验证模型的准确性。物料预测为企业解决了小批量物料的生产安排问题,该模型具有一定的推广价值。

基于生产模拟的受端电网新能源发展场景研究

“双碳”目标驱动下,受端电网新能源大规模并网,加之外来电力比重加大,电力平衡难度增加,受端电网实现清洁替代面临多重困难。基于实际运行数据,分析了新能源低出力特性及其与负荷的匹配特性,总结了高比例新能源电力系统面临的关键问题。在此基础上,建立电力系统时序生产模拟模型,基于2030年预测数据的标幺化,设计2060年案例场景,量化分析典型受端省级电网的新能源、煤电和调节资源的配置问题,以及不同新能源发展场景下实现清洁替代的方案,并提出相关措施和建议。

计及特高压交流工程建设的区域碳减排测算及分摊

在“双碳”目标下,特高压交流工程凭借其先进的技术手段,在消纳清洁能源、降低传输损失方面将发挥更大作用,但对特高压交流工程减碳效益的研究较少。以负荷落点区域为研究对象,提出了特高压交流工程运行减碳效益的量化方法。首先,对送受两端电力潮流分布进行模拟计算,确定输电通道潮流比例;其次,对电源区域进行电量平衡分析,确定工程输送清洁能源电量,结合碳排放因子测算负荷区域碳减排量,利用Shapley值根据贡献度计算工程的减碳效益;最后,以实际工程为例进行算例分析。结果表明,特高压交流工程能够通过提升清洁能源消纳能力减少碳排放。

基于概率性时序生产模拟的光储网协调规划

针对传统规划方法难以实现不确定性资源与负荷特性的时序匹配问题,提出基于概率性时序生产模拟的光储网协调规划方法。首先,考虑负荷与分布式光伏出力的不确定性建立概率性时序序列模型,利用生产模拟求取配电系统年运行概率状态;其次,综合考虑光储网的投资与运行损耗、停电损失、弃光损失及向上级电网的购电成本,建立基于随机优化的协调规划模型,通过投资决策与运行模拟迭代寻优获得最优规划方案;最后,以某个20节点的实际算例验证了所提方法的有效性。

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。

源-荷应用场景下储热式电锅炉投资经济性分析

储热式电锅炉是一种电-热转换设备,可应用在电力系统的源、荷两侧,提升系统灵活性。为分析储热式电锅炉投资经济性,首先,基于储热式电锅炉在源-荷场景下运行模式的差异,构建不同场景下储热式电锅炉运行约束模型,分析不同模式下投资主体经济效益和社会综合效益构成;其次,基于时序生产模拟,以年度经济效益最大为目标,建立储热式电锅炉投资主体经济效益优化模型;最后,基于净现值法分析评估储热式电采暖投资主体的投资经济性,并以“三北”地区某省级电网开展实例分析,依据东北电力辅助服务市场运营规则测算,结果表明:不同应用模式均具有明显社会综合效益,热电厂投资模式的盈利能力最强,风电场投资模式和荷侧独立主体投资模式经济上不可持续,需要调整相应的市场运营策略。

基于时序模型的储能功率时长评估方法

高占比新能源系统中,储能对新能源消纳和电力保供至关重要。为此,提出一种评估方法。首先,基于净负荷曲线分析新能源受阻电力与系统缺口电力产生的机理,从电力平衡和新能源消纳两个方面研究储能替代火电开机的必要性。其次,通过新能源日弃电量持续曲线计算储能容量极小值;通过新能源受阻电力持续曲线计算最小储能功率,并结合系统实际合理需求得到等效储能容量极大值。然后,通过储能容量极小值和等效储能容量极大值提出储能功率时长近似曲线,并评估曲线的适用范围。最后,针对实际算例进行仿真验证,结果表明所提方法的有效性。

基于时间序列和机器学习预测尘肺病发展趋势研究

为研究尘肺病的未来发展趋势,减少尘肺病的患病几率,基于时间序列预测法和机器学习算法建立尘肺病预测模型。结果表明:经时间序列预测法建立的预测模型得出煤炭年产量和煤矿从业人员数呈持续上升趋势;以煤矿从业人员数、煤炭年产量以及年份作为输入变量,尘肺病病例人数作为输出变量建立的BP神经网络模型具有良好的预测效果,体现了该预测方法的可行性;经遗传算法优化后的BP神经网络相较之BP神经网络而言,其评价指标更优、预测精度更高;对比2种预测模型最终的预测结果,遗传算法优化后的BP神经网络(GA BPNN)预测结果更加稳定,与预期的预测值更加接近。

Wind and Photovoltaic Power Time Series Data Aggregation Method Based on an Ensemble Clustering and Markov Chain

Reducing the input wind and photovoltaic power time series data can improve the efficiency of time sequential simulations.In this paper,a wind and photovoltaic power time series data aggregation method based on an ensemble clustering and Markov chain(ECMC)is proposed.The ECMC method can effectively reduce redundant information in the data.First,the wind and photovoltaic power time series data were divided into scenarios,and ensemble clustering was used to cluster the divided scenarios.At the same time,the Davies-Bouldin Index(DBI)is adopted to select the optimal number of clusters.Then,according to the temporal correlation between wind and photovoltaic scenarios,the wind and photovoltaic clustering results are merged and reduced to form a set of combined typical day scenarios that can reflect the characteristics of historical data within the calculation period.Finally,based on the Markov Chain,the state transition probability matrix of various combined typical day scenarios is constructed,and the aggregation state sequence of random length is generated,and then,the combined typical day scenarios of wind and photovoltaic were sampled in a sequential one-way sequence according to the state sequence and then are built into a representative wind and photovoltaic power time series aggregation sequence.A provincial power grid was chosen as an example to compare the multiple evaluation indexes of different aggregation methods.The results show that the ECMC aggregation method improves the accuracy and efficiency of time sequential simulations.

考虑消纳成本的跨区域新能源消纳估计方法研究

随着时代的发展,可再生能源发电量在中国发电量中的占比越来越大。目前,越来越多的研究为了降低电网的弃新能源比,以提高新能源消纳能力为目的,却忽略了新能源消纳带来的成本增加。因此,基于时序生产模拟,综合考虑新能源消纳能力及其对应发电成本,建立了与发电总成本、消纳量共同相关的目标函数,通过罚函数法及可行化处理机制处理消纳中的约束条件,最后采用粒子群优化算法,基于建立的目标函数计算出最优可消纳新能源电量。

基于MH算法的贝叶斯分位自回归模型

针对时间序列分布特征多样性的问题,不考虑序列本身的分布特征而选择非对称Laplace分布的似然函数对模型进行贝叶斯分位回归分析.利用Metropolis-Hastings算法模拟参数的后验边缘分布,解决了参数估计过程遇到的高维数值积分的问题.仿真分析中,参数的迭代轨迹是收敛的,说明MH抽样有效地模拟了参数的后验边缘分布;并且应用该方法估计出了不同分位数下模型参数的后验均值,标准差,MC误差和95%的置信区间.非对称和局部持续性数据的数值模拟,证实了贝叶斯分位自回归模型可以更全面有效地描述滞后变量对响应变量变化范围和条件分布形状的影响.

短期负荷预测模型及其影响因素

在分析电力负荷曲线特性的基础上,将日负荷分成工作日和非工作日,并着重考虑温度对负荷曲线特性的影响,将BP算法和模拟退火(SA)算法相结合,对某电网的日负荷数据进行实际计算,发现考虑预测日类型和温度等因素后,负荷预测精度有很大提高.

水文时间序列周期识别的新思路与两种新方法

针对水文序列周期识别的困难,提出首先对原序列处理,再识别周期的新思路,同时提出两种新方法:一种是模拟延长序列法,即通过建模延长原序列,再应用最大熵谱分析法(MESA)对延长序列识别周期;另一种方法是构建主频序列法,应用小波重构法重构原序列主频部分,然后应用MESA对重构序列进行周期识别。结合实例,运用多种方法对同一序列进行周期识别。分析结果表明:由于受序列长度偏短、偏态性、复杂随机成分等因素的影响,传统单一处理方法(周期图法、FFT、MESA、小波分析)周期识别效果并不理想,而使用两种新方法可以有效地减小或消除上述因素的影响,周期识别效果有明显改善。

考虑断面约束的多能源电力系统时序性生产模拟

传统电力系统随机生产模拟方法难以描述新能源发电机组时序特性以及计算与时序特性有关的电力系统运行指标,导致生产模拟的准确性欠佳。提出含风电、光伏、水电、火电、光热及储能的多能源时序性随机生产模拟方法。将系统运行调度策略与随机生产模拟中各类型机组的加载顺序相结合,计及电力系统网架断面约束,充分保证新能源的优先消纳。为保留电力系统时序特性,基于等效电量函数法以每小时作为模拟步长统计模拟期间内的系统运行指标。我国某省实际电力系统随机生产模拟结果验证了所提方法的有效性。

大规模新能源区域互联消纳能力分析及综合评价方法研究

随着新能源基地并网容量的急剧增加,基于长距离区域互联特高压直流电网输送电力的方式将极大地促进新能源在更大空间区域范围内的消纳。针对中国未来新能源大规模、大范围输送配置趋势,提出送受端新能源区域互联消纳能力分析模型,从满足送受端系统净负荷爬坡需求角度提出了送受端电网系统灵活性综合评价方法。以国内某两条跨区直流为对象,结合直流灵活调整运行方式,针对不同直流调整运行方式,进行了情景方案对比分析,并实证对比分析了直流通道采用跟随送端新能源出力特性送电曲线时具有较优的经济性和社会效益。实证结果表明,所提出的模型与方法可为大规模新能源区域互联电网综合评价与生产模拟提供一种有效的模式。