雅砻江流域水风光一体化示范基地抽水蓄能电站建设中关键技术与研究

在“双碳”战略发展目标驱动下,抽水蓄能电站开发进程加快。本文介绍了雅砻江流域水风光一体化示范基地抽水蓄能电站概况,开发建设过程中的高岩坎拆除、宽变幅水泵水轮机、下水库抽水可靠性、水-风-光-蓄多能互补一体化运行调度、高寒高海拔下电气设备绝缘电晕、水库防渗、高寒高海拔地区TBM及电动施工设备等关键技术的研究与应用情况,为高寒高海拔地区抽水蓄能电站的关键技术问题提供参考。

计及风电时空互补特性的互联电网有功调度与控制方案

为了解决以风电为代表的大规模间歇性电源的接入给互联电网有功调度与控制带来的问题,提出利用广域范围内风电资源的时空互补性来降低风电功率的波动性。基于某区域电网各省风功率数据,分析风电时空互补性对系统动态备用、调峰、频率控制、联络线功率控制的影响,提出在更大范围内利用间歇式能源互补性的多级协调调度模式。从调度计划的多级协调编制、多时间尺度协调、区域电网统一频率控制、需求响应资源充分利用等方面分析了这种调度模式的特点,指出了这种调度模式与现有调度模式的区别。

基于时空互补特性的多能源源荷协调优化调度

传统的能源利用方式已无法解决高比例可再生能源并网问题。对此,本文利用多种能源之间的时空互补特性,将风、光、水、火与抽水蓄能、高载能负荷协调优化调度,建立以系统运行成本最小、可再生能源消纳最大化和净负荷波动最小为目标的多能源电力系统源荷协调双层调度模型,并采用改进的蝗虫优化算法和粒子群优化算法分别对上、下2层优化调度模型进行求解。通过对比算例中4个调度情景的计算结果,得出所提调度策略能够减小系统净负荷的波动性,提高新能源消纳水平,实现系统的经济运行,验证了该模型和所改进的算法的有效性。

充分发挥多能互补作用的风蓄水火协调短期优化调度方法

针对含风电、抽水蓄能、水电和火电4类异质电源的多能互补系统协调运行问题,提出可充分发挥多能互补作用、提升清洁能源消纳能力的协调调度模型与求解方法。首先,以火电运行的经济性和平稳性最优、清洁能源消纳量最大、风电入网后负荷波动最小为目标构建了风蓄水火多目标协调短期优化调度模型。其次,为充分发挥抽水蓄能的调节能力,提出"基于负荷均值偏差"的方法确定其抽水、发电状态;基于峰谷时段负荷和旋转备用需求确定火电机组启停机状态,从而实现离散整型变量的独立求解,避免多变量耦合解空间下的"维数灾"问题。最后,根据各电源的灵活性、清洁性和互补性,面向调度需求,提出一种"分段-顺序-反馈"的多目标求解策略,实现各电源调度出力的分段协调优化。通过不同典型日、不同抽水蓄能装机容量下的算例仿真,表明所提模型能够全面优化风、蓄、水、火的运行特性,实现多能互补综合效能的最大化。所建模型和求解方法对多源协调调度问题具有良好的适用性。

梯级水光蓄互补发电系统实时协调控制策略

梯级水光蓄互补发电系统将梯级小水电(cascade small hydropowerplant,CSHP)、分布式光伏(photovoltaic,PV)和抽水蓄能相结合,可平抑PV功率波动、提高其可调度性。针对这种互补发电系统的实时控制问题,首先提出了基于经验模态分解法(empirical mode decomposition,EMD)的全功率变速恒频抽蓄机组(full size converter based variable speed constant frequency pumped storage unit,FSC-VSCFPSU)平抑PV功率波动控制策略,根据经EMD法提取的PV功率波动的高低频分量,自适应确定平抑目标,快速为FSCVSCFPSU确定所需的补偿功率。其次,提出了基于CSHP与FSC-VSCFPSU协调控制的互补发电系统跟踪调度计划策略,在平抑PV功率波动控制策略处理的基础上,根据调度计划协调分配CSHP及FSC-VSCFPSU的输出功率,以最小化系统出力与调度计划的偏差,确保系统平稳跟踪调度计划运行。此外,还给出了基于变速运行模式的FSCVSCFPSU虚拟同步机控制策略,通过模拟同步机特性来控制机组的全功率变流器运行,实现FSC-VSCFPSU的快速功率响应,保证平抑PV功率波动控制策略及跟踪调度计划策略的有效执行。通过实例仿真计算和分析验证了所提控制策略的有效性和可行性。