考虑不确定性和定价补偿的源荷储联合调峰优化

针对大规模新能源并网带来的系统调峰和消纳难题,文中在分析源荷储调峰能力及其互补性的基础上,挖掘系统的调峰能力,促进新能源消纳。首先,考虑火电、独立储能和电动汽车的调峰定价及辅助服务补偿,分析调峰费用分摊与补偿机制,建立深度调峰模型;其次,考虑风光出力的不确定性与相关性,基于核密度估计和Frank Copula函数生成典型风光出力序列,并建立阶梯型需求响应模型以实现响应量的分级补偿,提高需求侧用户的响应积极性;最后,以总运行成本最小为目标,构建考虑不确定性和定价补偿的源荷储联合调峰优化模型,并以改进的IEEE 30节点系统为例进行分析。结果表明,所提模型能够挖掘源荷储三侧资源的灵活调峰潜力,提升系统调峰能力和新能源消纳水平。

基于混合建模方法循环流化床锅炉深度调峰NO_(x)排放预测

为响应碳达峰,碳中和目标,我国循环流化床锅炉大规模参与深度调峰运行,导致锅炉NO_(x)排放浓度波动范围大,控制效果不佳,难以满足污染物超低排放需求,因此对深度调峰NO_(x)排放浓度进行精准建模预测有重要意义。以即燃碳模型为基础,深度剖析炉内NO_(x)生成和还原机理,建立炉内即燃碳燃烧模型、O2动态平衡模型、CO软测量模型、NO_(x)生成与还原模型,完成SNCR入口NO_(x)浓度机理计算;选取给煤量、床温、烟气温度及含氧量、一二次风量、尿素溶液流量作为NO_(x)排放浓度的输入变量,将SNCR入口NO_(x)浓度计算值作为拓展输入变量,对所有输入变量与NO_(x)排放浓度进行相关性分析和迟延补偿,完成数据集重构;采用长短期记忆神经网络对重构数据集进行训练和预测,并将鲸鱼优化算法用于长短期记忆神经网络的参数优化,建立循环流化床锅炉深度调峰NO_(x)排放浓度机理——数据混合预测模型。仿真验证表明混合预测模型不同工况下预测性能和泛化能力好,能够实现循环流化床锅炉变负荷时NO_(x)排放浓度的实时预测,相较其他预测模型的各项误差性能指标均显著提升,平均绝对误差δMAE达2.14 mg/m^(3),平均相对百分误差δMAPE达5.68%,决定系数R^(2)达0.902 1。混合预测模型能精准预测循环流化床锅炉深度调峰下NO_(x)排放浓度,为循环流化床锅炉超低排放智能控制系统的设计提供参考。

一种高电源抑制比低温度系数的带隙基准电路

采用两种方式提高了带隙基准电路的电源抑制比。首先,采用峰值电流源结构将三极管自身的增益引入反馈环路,从而提高了环路增益和带隙基准核心的电源抑制比。其次,运用预调制电路进一步提高了电源抑制比。此外,还提出了一种仅需源极负反馈非对称电流镜的曲率补偿电路,该电路具有跨工艺的通用性。所提出的电路采用0.18μm BCD工艺进行了验证,并应用在一款降压DC-DC变换器中。结果表明,所提出的电路在2.4 V、3.3 V和5 V供电下,低频分别具有127 dB、134 dB和136 dB的高电源抑制比,同时实现了3.74×10^(-6)/℃的低温度系数,总电流消耗仅为6.3μA~14.5μA。

多类型储能参与的调峰模型及其优化调度策略

为了实现“碳达峰”和“碳中和”战略目标,中国电网将逐步建设成为一个以新能源为主、多类型电源共存的绿色智慧电网。然而,传统常规电源有限的调峰能力难以满足未来电力系统接入高比例新能源后的调峰需求,制约了新能源的消纳能力,并降低了系统运行的安全性与经济性。因此,需要构建抽水蓄能、电化学储能、电动汽车(electricvehicle,EV)虚拟储能等多类型储能模型,并结合某省级电力系统4种典型场景和极端场景,在现有储能调峰辅助服务补偿机制基础上提出站在调度机构角度下的最优调峰效益模型。通过对某省级电网历史数据进行仿真验证,证明该模型在减少火电机组频繁启停、提升调峰经济性方面发挥着积极作用,促进未来新型电力系统的经济性和安全性运行。

计及深度调峰辅助服务与多典型日的年度发电计划优化模型

在调峰市场背景下,机组调峰成本与辅助服务费用对发电企业影响较大,据此,提出了计及深度调峰辅助服务与多典型日的年度发电计划优化模型。在场景获取方面,提出了考虑负荷与风电耦合的典型场景聚类方法,有效解决了月内多个典型日场景的模拟问题。在模型方面,考虑了深度调峰成本、辅助服务补偿费用、售电利益与碳交易成本,建立了发电企业参与深度调峰辅助服务市场的收益约束,确保市场各主体能从中获利。考虑到该模型属于非线性混合整数规划模型,结合线性化策略和CPLEX求解器实现了高效求解。最后,基于修正算例系统进行了仿真分析,验证了所提模型的有效性。

考虑环境成本的调峰权交易研究

提出了调峰权及调峰权交易的概念。以减少环境成本为目标,对调峰权交易模型进行了详细的介绍。并以上海电网为背景,在引入自备电厂及外来电的基础上构建了调峰权交易市场,以改变传统的平均分配的调峰方式。调峰权交易市场的建立,为调峰能力强的机组提供了获得合理利润的交易方式,使调峰能力差的机组避免了停机的风险。分析表明:通过市场手段鼓励机组参与调峰可以提高机组参与调峰的积极性,同时对不同调峰性能的机组,提供一个公平的竞争环境。算例表明,调峰权参与方受益,提出的交易机制是有效的、可行的。

计及主客体因素的火电机组深度调峰补偿模型

现行的调峰辅助服务补偿机制在认定深度调峰时没有考虑火电机组的容量差异,补偿标准单一,因而未能很好地调动火电参与深度调峰的积极性。本文从调峰客体与调峰主体对调峰问题的影响出发,提出了计及调峰主体因素的基本调峰与深度调峰的划分方式,使不同容量的机组均有主动参与调峰的积极性,进而提出了计及调峰客体需求与调峰主体能力的深度调峰补偿模型,使补偿标准能够客观反映调峰需求的变化、深度调峰贡献电量能够体现机组调峰能力差异,从而提高机组参与深度调峰及提升自身调峰能力的积极性。算例分析表明了该深度调峰补偿模型的有效性。

热电联产参与电网调峰补偿定价与利益分配方法

合理的调峰补偿可以有效激励热电联产机组参与电网调峰、促进风电消纳。该文对热电联产机组的调峰补偿问题进行研究,通过优化有偿调峰补偿价格和热力系统内调峰收益分配策略,激励热电联产机组充分利用热力系统的储热装置和辅助热源提升电力系统调峰灵活性。首先,考虑热力系统的详细运行模型与热电联产机组时序调峰能力的供热耦合特性,建立热电联产调峰补偿优化定价模型,并提出有效求解算法;然后,分析热力系统中各热源和储热装置对热电联产调峰能力的贡献,基于Shapley值方法,提出热力系统内部调峰收益分配策略。最后,通过仿真验证方法的有效性,并分析优化调峰补偿价格和调峰收益分配策略随供热、风电场景的变化规律。

基于火电机组容量差异的调峰辅助服务补偿机制改进模型

随着风电等可再生能源装机比例不断增大,电网对调峰辅助服务的需求日益增加。目前中国六大发电区域在调峰辅助服务的补偿上存在对火电机组深度调峰的补偿标准单一,以及调峰能力较弱的中小型机组难以得到补偿的问题。现行调峰辅助服务补偿机制中的不公平因素造成了大量火电机组缺乏调峰的积极性。文中基于火电机组容量和最高调峰率指标,采用K均值聚类分析对机组进行了分类,提出对于不同类别的机组应采取不同的有偿调峰与无偿调峰划分界限;进一步提出一种考虑机组调峰能力实现程度的调峰辅助服务补偿模型,旨在激励更多的机组在电网负荷低谷期参与调峰辅助服务,在增加电网稳定性的同时为更多的风电并网创造条件。通过对东北电网统一调度的63台机组的算例分析,证明了改进后模型对激励更多火电机组参与调峰辅助服务的有效性。

考虑热电联产调峰主动性的电热协调调度

挖掘热电联产机组的调峰能力可以有效改善中国'三北'地区的弃风问题。调峰补偿机制是激励热电联产主动参与,电网调峰的有效手段。在考虑调峰补偿的前提下,对热电联产机组参与电网调峰进行研究。首先,计及热力系统复杂供热约束的影响,建立热电联产机组的可用调峰容量和调峰成本评价模型,可以反映热电联产调峰中的供热依赖特性和时序耦合特性。然后,基于热电联产调峰成本及调峰补偿机制,提出考虑机组调峰主动性的电热协调调度方法,相较于传统的垂直一体化电热协调调度,所提出的方法可以反映热电联产在经济手段激励下主动参与电网有偿调峰的意愿。最后,通过算例分析研究了热电联产机组的可用调峰容量和调峰成本的影响因素,并验证了所提出的调度方法在调峰补偿机制下的有效性。

我国核电机组调峰辅助服务经济补偿机制研究

随着清洁能源战略的推进,我国核电装机正稳步增长。但受经济环境的影响,我国用电增速逐步放缓,负荷峰谷差逐步增大,由此引发调峰责权分担的公平性争议。鉴于此,研究了我国核电调峰经济补偿的机制与模式,提出了调峰成本补偿与超发电量收益分享相结合的两部制调峰经济补偿机制和具体算法。调峰成本补偿用于弥补机组提供调峰服务时的成本增加,收益分享用于分配未参与调峰机组的超发电量的收益。最后,通过能源局网站公布的华东地区辅助服务数据模拟计算了两部制调峰经济补偿金额,论证了两部制调峰经济补偿办法的科学性和可行性。该方法不仅有利于核电等基荷电源更好地发挥作用,也将有利于调动机组的调峰积极性,进一步挖掘电力系统的调峰能力。

水-光互补协调运行的理论与方法初探

以全球最大的黄河龙羊峡水-光互补项目为研究对象,分析水电和光伏发电特点,提出"水电补充能源"的新概念和内涵,揭示水-光互补协调运行的机理,通过水电一次补偿光电锯齿波动和二次补偿光电的间歇性、波动性和随机性,使水电可以在短期调度中以容量支持光电,光电则可以在中长期调度和调峰运行中以电量支持水电。分析短期调度中水电对光电的补偿能力,推导水-光互补计算公式,找出水-光互补运行发生光伏弃光、水电弃水的原因和工况。以龙羊峡水-光互补项目为例,建立水-光互补协调运行模型,实例表明水-光互补协调运行可改善光伏发电质量,避免或减少弃光电量发生,同时水-光互补比水电站单独运行调峰能力更强。

考虑火电调峰主动性与需求响应的含储能电力系统优化调度

风电等可再生能源大规模并网,对电力系统调峰能力提出了更高要求。分别从源、荷、储3方面挖掘系统的调峰能力:首先,在负荷侧利用价格型需求响应引导用户主动参与负荷调整,降低系统峰谷差;然后,在考虑火电机组调峰成本与调峰补偿的基础上,加入火电机组调峰主动性约束,该方法利用经济手段提高了火电机组主动调峰的意愿,为风电上网挤出空间;其次,在火电厂侧配置储能设备辅助调峰火电机组共同参与到系统的调峰辅助服务中,相当于增加了火电机组调峰深度;最后,以系统经济性最优和弃风率最小为目标函数,构建了考虑火电深度调峰主动性与需求响应的含储能电力系统优化调度模型,并给出算例分析,验证所提模型提升了系统调峰能力以及促进了系统对风电消纳。

带磁放大器调整多路输出直–直变换器环路互扰

带磁放大器后级调整多路输出直–直变换器采用峰值电流控制时,若采样原边电流控制,则磁放大器回路会被引入不规则脉动电流,使得主环路与磁放大器环路相互耦合,环路的相互作用会导致主辅路输出电压振荡。建立磁放大器环路及系统级小信号模型,分析环路互扰现象的机理,指出环路互扰现象实质上是负载交叉调整率恶化时的另一种表达方式,并基于交错输出阻抗分析提出相应解决方案,即通过提高主环路外环开环增益或采用斜坡补偿方式,能够有效解决环路互扰现象。

基于双向电价补偿的含氢储能风电和梯级水电联合优化调度

激发水电参与风电消纳的积极性,提高风电博弈能力是风水联合优化调度的瓶颈问题。为此,提出向上向下调峰均补偿的"双向电价补偿"政策激励水电参与风电消纳,在风电侧捆绑氢储能以提高风电的博弈竞价能力。建立了含氢储能风电和梯级水电联合调度的主从博弈优化模型。风电根据系统余负荷曲线,制定双向电价补偿政策,并通过氢储能调节调整上网电量,使风电效益最大;梯级水电响应"双向电价"政策,采用"以水定电"模式参与博弈,使梯级水电站发电效益最大,并在梯级水电站内部采用"以电定水"模式进行出力的梯级分配优化,使耗水量最小。采用粒子群算法求解,仿真结果表明该策略能有效促进大规模风电消纳和增加联合系统的总体收益。

节能调度下火电机组调峰辅助服务补偿机制的改进

针对节能调度下调峰机组难以得到合理补偿以及不利于激励机组参与系统调峰的状况,提出了一种新的机组调峰补偿机制,即在保证低能耗机组调峰补偿范围的条件下,扩大高能耗机组的调峰补偿范围,将有偿调峰划分界限多样化,选取调峰幅度和调峰速率作为调峰能力指标,兼顾调峰能力和调峰实现度,定义了调峰积极度系数,建立了考虑调峰积极性的调峰补偿新模型,通过对模型求解,获取调峰机组最佳补偿效果。通过算例分析,证明了该补偿机制能够有效提高能耗高机组参与调峰的补偿范围和补偿力度以及调峰补偿金额。

区域电力市场辅助服务补偿机制实用化研究

从实用化出发,提出了我国现阶段电力市场辅助服务补偿机制的设计原则,并建立了AGC依据可用率、调节容量、调节速率、调节精度和响应时间、有偿调峰依据深度调峰损失电量及启停调峰次数、备用依据备用容量和备用时间、有偿无功调节依据无功调节对有功电量的影响、黑启动依据电网系统安全可靠要求来计算贡献量进行补偿的数学模型,特别针对我国调节性能优良的水电建立了有偿调峰弃水电量、无功调节损失电量的补偿机制数学模型。

调峰辅助服务在吉林电网的实施效果分析

针对东北能源监管局于2014年10月调峰辅助服务市场机制的启动,分析了调峰辅助服务政策、市场保证电网调峰能力、提高风电接纳水平的重要性及调峰辅助服务市场在吉林电网所取得的效果,并结合调度工作中遇到的实际问题,提出了火电机组基本调峰率设置应考虑容量差别;考核机组发电计划完成率应考虑有偿调峰辅助服务参与情况;应将火电机组协助风电外送断面调整所提供的调节容量纳入补偿范围若干建议,以深入挖掘火电机组的调峰潜力,提升风电接纳空间,提高清洁能源利用效率。

火电机组参与深度调峰提升山西电网新能源消纳能力的分析

分析了山西省供热极寒期供热机组调峰能力、完成灵活性改造机组的深度调峰空间和实际调峰补偿收益以及非供热机组深度调峰空间,利用详细数据说明了在持续接入新能源的大形势下,山西电网机组越早开展灵活性改造,积极参与深度调峰,越能尽快从调峰市场获得收益。

计及调峰主动性的风光水火储多能系统互补协调优化调度

针对风电、光伏等大规模可再生能源并网后电力系统调峰能力不足的问题,在分析调峰补偿与调峰分摊的基础上,考虑火电机组调峰主动性约束,提出一种风光水火储多能系统互补协调优化调度策略。考虑多能系统电源结构复杂,涉及变量及约束条件较多,因此采用分层优化调度方案。上层模型以净负荷波动最小和储能系统运行收益最大为优化目标,旨在充分利用储能装置削峰填谷特性,降低负荷峰谷差,提高可再生能源的消纳空间;下层模型以火电机组运行成本最小和可再生能源弃电量最小为优化目标,考虑调峰主动性约束,旨在充分发挥火电机组深度调峰能力,优化可再生能源消纳能力和火电机组经济运行。基于分解协调思想,实现上、下层问题的协调和下层问题的交替迭代求解。最后,以改进的IEEE30节点系统为例,进行多种场景的仿真计算分析,结果表明所提策略能有效提升系统可再生能源的消纳能力和系统运行的经济性,验证了该模型的有效性。