Study on integrated development and hybrid operation mode of nuclear power plant and pumped-storage power station

The nuclear power plant is suitable for base-load operation, while the pumped-storage unit mainly gives play to capacity benefit in the electric power system;hence, the integrated development and hybrid operation mode of the two can better meet the needs of the electric power system. This article first presents an analysis of the necessity and superiority of such mode, then explains its meaning and analyzes the working routes. Finally, it proposes the business modes as follows: low price pumping water electricity plus nuclear power in the near term;nuclear power shifted to pumped storage power participating in market competition in the middle term;and, in the long term, nuclear power shifted to pumped storage power as primary and serving as an electric power system when needed.

基于平抑风光波动的矿坑抽水蓄能电站出力与机组特性研究

由于我国能源结构的调整,现有抽水蓄能电站装机规模无法满足黄河流域的能源结构转型以及风、光资源大规模消纳的需求,同时由于采矿工作的结束,产生了大量废弃矿坑。以鄂尔多斯附近的废弃矿坑为研究对象,借助鄂尔多斯域内的黄河水资源,结合抽水蓄能电站的建设条件,选出4对符合抽水蓄能电站建设要求的矿坑。对待建抽水蓄能电站附近的风光资源数据进行采集,借助Meteonorm、Matlab以及Simulink等软件进行出力模拟,并对出力特性进行分析,证实抽水蓄能电站是风电、光伏发电的良好补充资源。由于水泵水轮机的国内外制造商没有成形的型谱系列,所以分别从抽水蓄能电站水轮机选型要点、抽水蓄能电站水轮机主要特征参数的选择、矿坑抽水蓄能电站水轮机选型实例3个角度对不同矿坑特性下的抽水蓄能机组进行合理选型。该研究对我国黄河流域抽水蓄能电站的建设、后续废弃矿坑的利用以及矿坑抽水蓄能机组的选型具有指导意义。

考虑分层碳排放的多时间尺度光储充一体站日前运行策略

“双碳”背景下,光储充一体站(IPSCS)能有效解决多类型灵活性资源运行独立的问题。为提升源荷协同消纳能力,降低碳排放,本文提出一种考虑分层碳排放和源荷互动的IPSCS多时间尺度日前运行策略。首先,基于历史数据,应用混合预测模型和蒙特卡洛方法分别生成典型光伏出力场景和电动汽车负荷场景;其次,以综合规划成本最小、碳排放量最少和新能源利用率最高为目标函数,建立光储充一体站的运行策略数学模型;然后,采用融合对立学习策略和多样性变异处理的改进鲸鱼算法(IWOA)对模型进行求解;最后,通过案例分析验证了所提策略的合理性与有效性。

考虑火力发电深度调峰的高渗透率新能源电力系统优化调度

为解决高比例新能源接入电网所带来的弃风弃光问题,针对高渗透率新能源电力系统,提出一种考虑火力发电深度调峰与新能源消纳的优化调度模型。该模型优化目标是系统调度总成本最小,包括火力发电机组运行成本、深度调峰补偿、风光储运行成本以及弃风弃光惩罚成本。通过调用CPLEX求解器对5台火力发电机组、1个风电场、1个光伏电站和1个储能电站组成的电力系统进行优化调度求解,并针对储能调峰与火力发电深度调峰进行分析。结果表明,高比例新能源接入电网,会导致明显的弃风弃光问题,但接入储能电站,可以降低弃风弃光率,降低系统综合运行成本;仅靠储能调峰容易增加储能电站的建设费用,而加入火力发电深度调峰可降低储能配置容量,有效提高新能源消纳能力,且调峰深度越大,弃风弃光率越小,系统综合运行成本越小。

光伏发电与储能系统集成技术研究

光伏发电与储能系统集成技术研究是当前能源领域的重要课题。文章概述了光伏发电与储能系统集成的背景和意义,指出其在应对能源危机、推动可再生能源发展方面的重要作用。同时,详细阐述了光伏发电与储能系统集成的关键技术,包括光伏电池技术、储能技术以及系统集成技术等,旨在为光伏发电与储能系统集成的技术发展和应用推广提供有益的参考。

抽水蓄能电站与引调水工程结合实施的探讨

在构建以风、光等新能源为主体的新型电力系统背景下,探索抽水蓄能电站协同实施引调水工程,兼顾电力系统与水资源配置要求,可充分发挥工程综合效益,推进电力与水网建设协同发展。采用“电水统筹”开发模式,可一定程度上降低“抽水蓄能+引调水”工程总投资、节约建设用地,减少对生态环境的影响。文章归纳了现有“电水统筹”项目的主要开发方式,探讨了项目开发需要关注的重点及应对,包括合理的工程建设规模、充足的水源条件、适宜的消落深度、可控的泥沙含量等,合理分摊工程投资、控制提水成本,统筹协调工程运行调度,以期为电力发展与水网建设提供参考。

基于BIM技术的黄龙抽水蓄能电站机电管线综合安装优化方法研究

针对黄龙抽水蓄能电站机电管线系统安装过程中存在的诸多挑战,提出了一种基于BIM技术的综合安装优化方法,解决了碰撞管线自动调整的问题,实现了机电管线系统的综合安装优化。

考虑储能租赁的光伏集群公共品演化博弈分析

在迈向新型电力系统和推进光伏产业发展的过程中,为实现碳达峰、碳中和的发展目标,各地陆续出台了强制配置储能的考核制度。为稳定光伏出力的同时提高储能资源的利用效率,本文基于共享经济的商业模式构建双层博弈优化模型,探究光伏电站集群储能租赁配置问题。上层以储能运营商为领导者,以光伏电站集群用户为跟随者,建立主从博弈模型来优化租赁价格策略;面向光伏电站集群内部合作情况,下层基于阈值建立公共品演化博弈,并通过奖惩措施促进光伏电站租赁储能和优化储能租赁配置容量,进而解决合作困难问题。仿真结果表明,适当的激励和处罚措施有利于促进光伏电站集群对储能的租赁与配置,确保满足电网公司对储能配置的强制性要求;基于双层博弈模型框架的主从博弈定价策略,有利于协调储能运营商和光伏电站集群及储能租赁用户之间的利益,促成各方在经济利益上的合作共赢。

考虑充放储一体站与电动汽车互动的主从博弈优化调度策略

针对大规模电动汽车(electrical vehicle,EV)接入微电网造成的负荷压力,提出一种考虑充放储一体站(charging-discharging-storage integrated station,CDSIS)与EV互动的主从博弈优化调度策略。首先,通过建立CDSIS模型,并针对CDSIS多场景进行分段设置。其次,建立动态路网模型并结合EV出行特性,预测城市区域路网约束下的EV充电负荷时空分布。并根据预测结果建立EV及CDSIS多目标主从博弈优化调度模型,对EV用户、CDSIS收益进行多目标协调。最后,以某城市主城区域部分交通路网结合IEEE33节点配电系统进行仿真,分析电价与CDSIS储能设备容量对城市区域内EV用户和CDSIS站收益的影响。结果表明,所提主从博弈模型与调度策略能够使得EV用户与CDSIS双方得到最大收益。

提升光储充电站运行效率的多目标优化配置策略

光储充电站的运行效率直接影响到其经济效益及电网侧的电能质量。针对在进行容量配置时对运行效率考虑不足会导致非必要的电能损耗,文中提出一种提升光储充电站运行效率的多目标优化配置策略。通过分析光储充电站变换器与内源线路功率损耗对于运行效率的影响,提出充电站的运行效率评估指标与计算方法,并讨论光储充电站运行效率对其容量配置的影响。建立以充电站经济效益、运行效率、电网侧峰谷供电功率补偿能力最佳为优化目标的多目标容量优化配置策略。针对优化目标特性,提出一种改进二代非支配排序遗传算法得到优化策略求解方法。选取中国西南地区某典型光储充电站运营场景,通过算例验证了优化策略的有效性与优越性。

基于模型-数据联合的光伏-光热系统储能量预测

提出一种模型-数据联合预测方法,通过机理分析建立对象动态模型,并引入未来太阳辐射强度、用户负荷预测数据进行即时模型预测,通过注意力机制改进的卷积-长短时记忆混合神经网络建立数据预测模型,并引入历史数据进行滚动数据预测,然后利用卡尔曼滤波器对2种预测模型的输出结果进行融合,实现储能量的联合预测。结果表明:联合预测兼具2种方法的优势,能很好地解决储能量预测误差随时间累积的问题,并能够及时表征气象因素突变和系统运行方式改变时储能量的变化情况,在各种天气状况下均具有良好的预测精度。

基于分布鲁棒联合机会约束的光储充电站滚动优化调控模型

随着电动汽车的普及和清洁能源装机容量的日益增加,光储充电站展现出广阔的应用前景。针对电动汽车随机接入影响下光储充电站功率难以精准调控的问题,提出基于分布鲁棒联合机会约束(DRJCC)的光储充电站滚动优化调控模型。将基于混合整数规划(MIP)的精确DRJCC模型、基于CVaR-Slim凸松弛的DRJCC模型、基于Bonferroni不等式的DRJCC模型进行对比,通过算例分析验证了所提优化调控模型的有效性。算例分析表明,所提基于CVaR-Slim凸松弛的DRJCC模型能够同时满足更多电动汽车的充电需求。

基于充电站谐波特性的频率自适应有源电力滤波控制策略

随着分布式新能源在充电站的接入,源荷的随机特性使电网基频发生波动,进一步加剧站内谐波电流越限风险。对此,提出了一种频率自适应的有源电力滤波谐波检测与跟踪策略。首先,设计了一种改进式广义积分器与延时相消相结合的混合滤波器结构,提高原有广义积分器的滤波性能和动态响应能力,并可消除直流偏置及不平衡分量的影响。其次,通过引入前馈补偿的改进锁相环消除频率波动引起的误差,实现频率自适应谐波检测。最后,基于频率波动导致的谐波跟踪误差,采用结合无限脉冲响应滤波器的快速重复控制,可依据检测频率实现动态调整。仿真和实验结果表明,所提出的控制策略在充电负荷侧可稳定地检测电网频率。且在频率波动的工况下具有较优的谐波补偿能力,在32 ms实现对谐波电流的补偿,治理后电流谐波畸变率下降到5%以下,对不同工况下的充电站具有通用性。

计及全生命周期成本的公交光伏充电站储能优化配置方法

“双碳”目标下城市公交车全面推进电动化,公交光伏充电站面临并网点负载压力大、运营成本高的问题。提出公交光伏充电站储能优化配置方法。基于大量的调研数据分析公交充电负荷特性,构建公交光伏充电站典型运行场景;综合考虑充电站运营商利益、公共交通通勤需求以及并网点的容量限制,构建计及全生命周期成本的公交光伏充电站电池储能优化配置双层模型。以北京某在营公交充电站为算例,验证了所提配置方法的有效性,量化评估了光伏发电余量上网、公交车充电策略、电网电价及电池购置价格等因素对充电站配置储能运营经济性的影响。

光伏微网储能系统用电峰谷差自适应控制技术

光伏微网储能系统(PMESS)用电峰谷差的增大会导致电网负荷波动增大,影响电网的稳定性。为了有效降低电网的峰谷差,提出一种光伏微网储能系统用电峰谷差自适应控制技术。通过估计光伏微网发电系统的负荷,计算光伏微网储能系统的充电功率和电量,并根据该计算结果计算光伏微网储能系统的额定容量。设置用电峰谷差自适应控制约束条件,并结合二轮迭代的方式实现光伏微网储能系统用电峰谷差自适应控制。实验结果表明,所提技术可以准确估计光伏微网发电系统负荷,并将用电峰谷差控制在200 kW左右,同时,可以有效提升光伏微网储能系统的有功功率,具有良好的实际应用效果。

含电动船充电站的海岛光储微网系统容量优化配置

海岛光储微电网作为电动船充电站的主要电能来源,其容量配置受到电动船需求不确定性的影响。提出了含电动船充电站的海岛光储微网系统容量优化配置方法。首先,结合电动船的用能特点对其充电站的电能需求进行分析;然后,以综合经济成本最小化为目标函数构建了考虑电动船能耗不确定性的海岛光储微网容量配置鲁棒优化模型;最后,通过仿真实验验证了本文构建模型的有效性和合理性。仿真结果表明,所提模型得到的微网容量配置方案可以有效保证电动船的电能供应,方案的选择与决策者对供能可靠性和经济成本的偏好程度有关。

基于EWT的分布式光储PCC功率波动自适应平抑方法

分布式光伏在交流侧公共连接点(point of common coupling,PCC)汇流的功率有较大的随机性与波动性,影响电网的稳定运行。为此,提出了基于经验小波变换(empirical wavelet transform,EWT)的分布式光储PCC功率自适应平抑方法。首先,针对混合储能(hybrid energy storage system,HESS)与分布式光伏接入PCC的典型场景,在分析EWT自适应处理波形的特点后,结合功率波动率与储能元件的响应特性,对PCC的光伏原始汇流功率进行EWT分解与优化修正,实现HESS的功率初级分配。之后为避免HESS的荷电状态(state of charge,SOC)频繁越限,提出了一种主动功率补偿的SOC控制策略,通过主动改变储能的参考信号使其SOC在安全范围内工作。结合实际数据的仿真验证表明,该平抑方法能够自适应地实现光伏出力的合理分解与功率分配,在延长储能使用寿命的同时有效满足并网功率波动的要求,为平抑光伏输出功率波动提供了新思路。

考虑碳捕集与光热电站的综合能源系统优化调度

为高效处理综合能源系统IES(integrated energy system)中因热电供需矛盾导致的弃风及碳排放问题,构建了考虑碳捕集与封存CCS(carbon capture and storage)技术以及光热CSP(concentrating solar power)电站的优化调度模型。首先,利用CCS技术对热电联产CHP(combined heat and power)机组进行低碳化改造,建立碳捕集热电联产机组的数学模型;然后,在此基础上引入CSP电站,构成CSP-CHP-CCS协同框架,并建立含CSP-CHPCCS的IES低碳经济调度模型;接着,针对系统中的源、荷不确定性,采用信息间隙决策理论进行模拟分析,构建风险规避鲁棒模型;最后,通过算例仿真对比,验证了所提模型在促进新能源消纳和降低碳排放方面的有效性。

基于三端柔性直流的光热储能站与新能源场站功率协同控制策略

新能源基地大多经传统交流方式接入高压交流或直流外送通道,为解决大规模新能源经交流接入方式下并网容量小、损耗大,以及功率波动对电网稳定性影响等问题,构建了一个基于柔性直流输电并网的风电和光伏、光热储能及电网三端柔性直流系统。基于直流电压-有功功率特性,提出一种适用于该系统的站间协调控制策略,根据柔性直流输电系统的直流电压波动情况,调整光热储能机组的出力,以平抑风、光功率波动,降低其对电网的影响。针对光热储能侧换流站,采用直流电压裕度下垂混合控制策略,通过控制器参数配置,抑制控制模式切换过程中的暂态过电压,提高系统响应速度。最后,在PSCAD/EMTDC中搭建三端柔性直流系统仿真模型,验证所提控制策略的有效性。

电力市场环境下抽水蓄能电站容量电费定价与成本分摊方法

抽水蓄能电站作为一种有效的电力系统灵活性资源,将成为保障新型电力系统安全稳定运行的重要手段。制定合理的回收抽水蓄能电站建设固定成本方案是支撑系统运行、激励投资的关键问题。在抽水蓄能电站的市场化运行背景下,构建了抽水蓄能电站顺次参与现货-辅助服务市场的容量电费定价模型,实现以经营期内收支平衡为目标定期滚动核定抽水蓄能电站的待分摊成本。同时,考虑抽水蓄能电站容量电费的潜在分摊对象,提出采用效用比例VCG(Vickrey-Clarke-Groves)机制对抽水蓄能电站容量电费进行成本分摊,量化源荷侧分摊主体的替代效益,并将容量电费按比例分摊。实际系统算例的仿真分析验证了所提方法的有效性。