考虑火电有序退役的源-网-储协同多阶段规划方法

“双碳”目标下,我国电力系统亟需深度脱碳转型,传统以煤电为主的电力能源结构将发生根本性转变。研究火电机组的有序退出,实现安全、经济的低碳化转型是新型电力系统建设的重要课题。为此,该文提出一种考虑火电有序退役的源-网-储协同多阶段规划方法,在保证绿色、安全新型电力系统建设的基础上,提升电力系统低碳化转型经济效益。首先,建立可考虑火电机组退役的源-网-储协同多阶段规划模型。然后,设计模型线性化及求解加速方法提高模型运行效率。最后,以HRP-38测试系统为典型算例,提出在碳排放限额约束及新能源占比逐渐提高共同影响下的火电发展及退役路径,并从惯量需求等角度评估含火电机组有序退役的多阶段规划模型的有效性。

考虑动态重构和智能软开关接入的配电网源网荷储联合规划

随着新能源大量接入配电网,新能源出力的不确定性和波动性给配电网规划带来了巨大挑战。在配电网规划中综合考虑源网荷储,可减少新能源不确定性和波动性对规划结果的影响。提出了一种考虑动态重构和智能软开关接入的配电网源网荷储联合规划方法。首先,根据密度峰值聚类的思想提出了基于密度峰值改进的近邻传播聚类算法,对风光荷联合场景进行聚类获得典型日曲线。然后,以规划总费用最小为目标函数,建立了考虑动态重构和智能软开关接入的配电网源网荷储联合规划模型,并基于二阶锥理论,将原非凸非线性规划模型转化为混合整数二阶锥规划模型。最后,在Portugal 54算例上进行仿真验证,证明了所提模型和方法的有效性。

基于二阶锥规划的配电网源-网-荷-储联合规划方法设计

随着高比例分布式光伏接入配电网,如何对线路进行规划与源-储定址定容成为无法避免的问题。提出了配电网源-网-荷-储双层联合扩展规划策略,上层以配电网系统网络年投资费用最小和网损惩罚费用最小为目标建立线路规划模型,实现对配电网线路走向的改进;下层针对源、荷的不确定性以配电网运行收益最大为目标建立配电网源-储定址定容模型,同时引入不确定性参数对源-荷不确定性集的范围进行约束。针对所建双层规划模型非线性、难求解问题,基于二阶锥松弛算法将上述非凸、非线性优化规划模型转换为二阶锥优化模型,进而获得全局最优解,以此得到分布式光伏以及储能的最佳接入位置和容量。仿真结果表明,该方法可有效降低配电网的规划成本,促进分布式电源的消纳。

面向新型电力系统的输电网与分布式变速抽水蓄能联合规划

针对高比例新能源场景下分布式变速抽水蓄能的容量配置及其在电网中的位置接入问题,提出了输电网和分布式变速抽水蓄能的联合规划方案。首先,考虑了各类抽水蓄能的运行和库容约束、火电机组的出力和爬坡约束以及输电网的传输能力,以分布式新能源的经济消纳为优化目标,建立了分布式变速抽水蓄能和输电网间的联合规划模型。然后,通过凸松弛方法将该模型转化为混合整数线性规划模型,以两阶段优化方法求解得到了分布式变速抽水蓄能与输电网的联合规划方案。最后,采用两个标准测试系统对比验证了所提含分布式变速抽水蓄能的联合规划相较于定速抽水蓄能的规划方案,能更好地与其他灵活性资源相协调以消纳风光可再生能源,总体上可降低约20%的成本。

计及电力不平衡风险的配电网分区协同规划

在实现“双碳”目标的过程中,大量分布式可再生能源随机接入配电网。由于分布式电源出力的波动性,配电网可能出现弃电、切负荷等电力不平衡的情况。提出一种计及电力不平衡风险的配电网分区协同规划方法。构建一种基于非参数估计方法的时序源荷特性仿射模型,以描述源荷特性的时序波动性和不确定性,并利用Wasserstein距离指标进行聚类,减少时序预测误差概率分布的数量;采用A*算法计算在电力廊道受限条件下负荷点之间的距离,并构建负荷点间距离矩阵和功率特性匹配度矩阵,以划分馈线区块;提出电力不平衡风险价值的计算方法,量化灵活性资源水平与电力不平衡风险间的关系;基于此,构建配电网双层协同规划模型,上层以线路和储能装置投资费用最低为目标,下层以配电网运行成本和电力不平衡风险成本最低为目标。以西北某地区实际配电网为案例,验证所提方法的有效性和优越性。

中国电动汽车发展及车网互动对新型储能配置的影响

电力系统新型储能发展预期高,但存在与其他灵活调节资源统筹考虑不足的问题。随着电动汽车持续快速发展,未来电动汽车车网互动必将影响新型储能需求,新型储能规划必须与电动汽车发展统筹考虑。通过分析影响电动汽车发展与车网互动调节能力的关键因素,研判中国电动汽车的发展规模,结合电动汽车用能习惯与电力系统调节需求,构建了中国电动汽车灵活性潜力研究模型,并从系统全局优化角度,评估车网互动灵活调节能力,分析了对中国及其7个区域新型储能配置的影响。

抽蓄电站平面施工控制网多源数据联合平差

目前在建及拟建的抽水蓄能电站,其站址部分位于林区,受到测区通视条件较差、采用全球定位系统(GPS)方案建立平面施工控制网时林木对卫星信号遮挡较大等因素限制,其平面施工控制网的建立困难重重。为了改善极端困难的林区条件下施工控制网的建设,本文分别采用GPS测量方案及多源数据联合平差方案进行了平面控制网成果计算及分析,证明多源数据联合平差方法可得到合格的平面控制网成果。在实施过程中需重点关注不同观测方法获取边长的兼容性,在控制网布设时要尽量避免相邻点之间高差过大,以取得较好的成果。

源储网联合规划中风电出力不确定性的影响

为研究风电出力不确定性对源储网联合规划的影响,以东北地区某省某新能源基地风电输出为例,分析了风电特性对源储网规划的影响,并使用DCGAN和K–means进行了风电场景生成和缩减优化,描述了风力发电的不确定性。研究结果表明,文章所提生成场景预测精度、可靠性优良,可准确评价源储网联合规划中风力发电的不确定性影响。

考虑源荷储协调的弹性配电网分布式可再生能源电源配置优化

常规的配电网分布式电源配置优化方法以网损成本优化为主,未充分考虑配电网的弹性需求,影响了电源配置优化的经济性,因此设计了考虑源荷储协调的弹性配电网分布式可再生能源电源配置优化方法。构造弹性配电网分布式电源源荷储不确定集,根据可再生能源输出功率与负荷功率的差值,确定源荷储不平衡功率,确保后续电源配置优化效果。基于源荷储协调构建配电网能源电源配置优化模型,通过调节分布式可再生电源决策变量,应对源荷储的不确定性,从而满足电源配置的期望。优化分布式可再生能源电源最大充放电功率,弥补可再生能源在源荷储协调状态下的功率不平衡缺陷,实现电源的经济性运行。采用对比实验,验证了该方法的电源配置优化经济性更高,能应用于实际生活中。

基于新能源接入的新型交直流储能单元配电网规划方法研究

随着新能源技术的飞速发展,构建以新能源为主体的新型电力系统是推动节能减排的必然趋势,实现新能源充分消纳、满足用户侧灵活接入成为新能源技术的重要研究方向。为此提出了一种基于新能源接入的新型交直流储能单元配电网规划方法。提出了交直流储能单元的技术方案,该方案能提供灵活的接入方式;以储能单元的交直流配电网物理架构为基础,实现多种型式新能源的灵活接入,提供高可靠性的电能。

计及运行特性的配电网分布式电源与广义储能规划

在配电网分布式电源与广义储能的联合规划中,为了充分挖掘柔性负荷的调控能力,实现源-荷-储的协同互动,提出了分布式电源和广义储能的双层规划方法。结合广义储能的运行特性模型,提出了柔性负荷的需求响应潜力量化方法及配电网的运行策略。构建了运行-规划模型,上层考虑系统规划成本、响应激励成本以确定资源的选址定容方案;下层以配电网的可持续性、可靠性为目标,采用自适应参数网格粒子群优化算法求解广义储能的运行结果。算例仿真结果验证了所提模型和方法的有效性及优越性。

考虑多主体博弈的配电网源网荷储协同规划

双碳目标下以风光为主体的新能源高比例接入配电网,提出一种考虑多主体博弈的配电网源网荷储协同规划方法。首先,分析分布式电源运营商、配电网运营商、储能运营商和电力用户之间的传递关系。在此基础上,建立不同主体的收益模型。然后,构建考虑利益主体有限理性的配电网多主体博弈协同规划模型,通过分布式电源运营商、配电网运营商和储能运营商的演化博弈,在考虑用户侧需求响应的条件下决策出配电网网架、分布式电源和储能最佳规划方案。最后,通过仿真算例验证提出方法的有效性。结果表明,提出的方法可有效协调网架、分布式电源和储能的规划,确定用户参与需求侧响应的方案,提高规划的经济性,并且促进新能源消纳。同时考虑利益主体的博弈关系和有限理性,规划结果兼顾多主体利益,并且更加趋近于实际。

计及弃风事件耦合关系的源-储-网联合规划方法

电力系统灵活性不足与外送输电阻塞是造成弃风的两大根本原因,且在时序上具有一定的耦合关系。从储能分时复用的角度出发,利用弃风事件之间的耦合关系,配置储能同时解决调峰不足与输电阻塞问题,提出了计及弃风事件耦合关系的源-储-网联合规划方法。首先,分析了调峰不足弃风、阻塞弃风产生机理及两者耦合关系。然后,分析了储能配置对源侧常规机组装机容量规划与网侧输电容量配置的影响。其次,构建了综合考虑常规火电装机投资成本、储能投资成本、弃风惩罚成本与输电线路扩建成本的源-储-网联合规划模型,并给出了模型求解流程。最后,通过对中国东北某局部电网输电工程系统和Garver-6节点系统的仿真,分析验证了所提方法的有效性与可行性。

高比例风电渗透下考虑长短期储能的源-储-输联合规划优化

目前,世界各国正处于清洁能源转型发展的关键时刻。未来,随着风电比例的增加,以功率调节为主的储能技术将难以满足高比例风电渗透下长时间尺度的系统需求,亟需统筹优化短时功率和长期能量的双重调节。在源-储-输联合规划模型的基础上,考虑长短期储能的相互配合,提出了以系统综合成本最小化为目标的优化模型。结合负荷数据刻画不同风速变化的极端场景,重点对比分析了不同风荷匹配类型下源-储-输的规划结果。算例结果表明,在新型电力系统的发展过程中,所提联合优化模型能提高电网整体的经济效益,对推动“双碳”目标的实现具有重要的意义。

源网荷储互动减碳研究综述

在向新型电力系统发展的过程中,综合考虑碳排放和系统灵活潜力释放的源网荷储互动模式,成为应对新能源消纳难题和实现“双碳”目标的必要形式。该模式通过在电力系统中精确匹配各方资源的时空维度,实现精准追踪和分析耦合的电流和碳流。为此从电力系统规划、互动关键技术、碳计量分析方法、模型与综合性能评价4个研究方面进行综述,发现目前电力系统在技术支撑性、减碳性能和整体性能评价方面存在一些问题,包括规划整体性不强、规划中对源荷不确定性考虑不足、技术体系效率不高、碳排放计量不准确、性能评价指标不完善等。未来的研究需要在以下几个方面进行深入探讨:提升基于低碳效益的源网荷储协同规划能力,推动关键技术的低成本应用,提高碳计量的精度,深入研究电碳耦合机理和公平划分排放责任,构建能够反映新型电力系统特征的指标体系。期望这些研究有助于提升整个系统的灵活互动减碳能力。

基于源网荷储的综合能源多能互补协同优化规划

传统的综合能源多能互补协同规划方法采用互联互动的原理对综合能源能量流进行分析,无法获取精度较高的综合能源多能互补同步发电单元输出特性,导致能源能量流规划效果较差,增加了能源功率损耗。基于此,引入源网荷储,提出了一种全新的能源多能互补协同优化规划方法。根据复合电站反调峰特性与随机波动特性,设计复合电站多能互补机制,获取间歇性资源利用率与复合电站每小时的出力,在此基础上,基于源网荷储理念,建立综合能源规划数学模型,得出综合能源多能互补同步发电单元的输出特性,将能源多能互补同步发电单元输出特性与储能单元相结合,对综合能源多能互补协同储能进行优化,提高机组吸纳与提供电能的能力。根据实例应用可知,通过提出方法进行综合能源多能互补规划,风电机组与光伏机组出力功率较小,能够有效降低综合能源多能利用过程中产生的损耗。

湘西凤凰县域新型电力系统“十四五”建设规划分析

“双碳”目标下,为加速推进具有清洁低碳、安全可控、灵活高效、智能友好、开放互动基本特征的新型电力系统建设,通过全面总结湘西凤凰县域的电网发展现状,客观分析“十四五”时期凤凰新型电力系统发展形势,提出了湘西凤凰县域新型电力系统“十四五”建设规划思路和目标,通过源端清洁化和终端电气化构建清洁低碳能源供应体系,以新型配电网工程建设、配电网灵活性资源建设和源网荷储协同互动工程的有机结合,打造凤凰县域新型电力系统综合示范,并进行了预期成效分析,为湘西公司编制计划和制定措施提供重要理论依据,对“十四五”时期加快推动凤凰电网向能源互联互通、共享互济转型发展,打造凤凰能源互联网新业态、新模式具有重要指导作用。

基于联合时序场景和源网荷协同的分布式光伏与储能优化配置

主动配电网可通过协同调度灵活性资源促进分布式光伏(DPV)电量消纳,为此提出基于联合时序场景和源-网-荷协同的DPV与储能系统(ESS)联合优化配置方法。基于动态弯曲时间特性提出光-荷联合时序场景生成方法,处理源-荷不确定性和时序相关性;建立源、网、荷、储灵活性资源数学模型;以DPV全年总发电量最大为目标,兼顾配电网经济性,建立DPV与ESS联合优化配置的混合整数线性规划模型。以某51节点标准测试系统为例验证所提方法的有效性,量化分析不同灵活性资源对DPV消纳的提升效果。

考虑风电接纳能力的储输联合规划

全球能源互联网带来能源形式的广泛变革。风电能源比重逐年提高,但电网建设相对滞后,电网与风电发展不协调严重阻碍了风电消纳。在分析影响风电接纳能力主要因素的基础上,充分考虑储能系统的运行特性,以最小化线路和储能等效年投资成本以及年弃风成本为目标,建立了面向提高风电接纳能力的储能与输电网联合规划模型。该模型属于典型混合整数线性规划模型,可使用成熟软件求解,求解该模型可以得到储能最优配置位置及功率和输电线路最佳架设方案。以改进的Garver-6和IEEE RTS-24节点系统为例分析电网风电接纳能力。结果表明,该联合规划模型可以实现线路、储能投资最小和系统弃风最小的综合最优;配合风电场接入的储能减少弃风作用明显;随着风电接入规模的增大和储能成本的降低,储输联合规划效益会更加显著。

考虑风-光-荷时空相关性的分布式电源和广义储能联合规划

在分布式电源(DG)和广义储能(GES)联合规划中,针对运行与规划如何紧密耦合、在获取大量分散资源行为规律的基础上如何预测其在规划周期内的关联特性的难题,提出了多能互补发电系统中DG与GES的双层优化规划方法。上层以新能源历史出力为输入,建立了考虑综合成本、DG承载能力和系统综合运行风险的上层规划模型,决策得到DG和GES的安装方案;下层考虑运行成本以平衡各储能系统的充放电功率,决策得到GES的调度策略。提出了可描述多维风-光-荷时空相关性的MD-K2贝叶斯网络模型,用于实现多元数据驱动下DG和GES的协同优化。算例测试结果验证了所提模型和方法的合理性以及有效性。