基于弃风惩罚的电力负荷经济调度研究

随着风电装机量逐渐增多,传统弃风惩罚方案无法灵活配置风电消纳,为了降低风电场运营成本,提升风能利用率,提出一种基于弃风惩罚的风火互补方案。首先以风电场的出力稳定性和预测精度来评估其发电便捷性,从而得到风电场的权重系数,将权重系数与分段弃风惩罚成本系数相结合,建立综合弃风惩罚模型;构建考虑经济调度的火电弥补风力波动模型;最后利用改进的二进制量子粒子群算法(BQPSO)对虚拟电厂进行负荷分配、仿真。实验证明,综合弃风惩罚模型可以合理减少弃风,抑制反调峰现象,降低风电场管理难度,提升电力系统运行的经济性和安全性,改进的BQPSO算法与其它算法相比,风能出力分配频繁波动的问题有很好的改善,系统反应更快且煤耗量更低,对多源互补日内发电计划的编制也具有指导意义。

考虑风电消纳的富氧焚烧垃圾发电系统优化运行

为了实现对风电的更好消纳,同时降低现有垃圾焚烧电厂的碳排放水平,将富氧燃烧技术应用到垃圾焚烧中。首先,设计一种利用风电制氧的富氧焚烧垃圾发电系统,并对其运行机理进行阐述;其次,通过系统内风电机组、电解槽、空分装置、储氢罐、储氧罐、富氧焚烧垃圾发电厂、碳捕集装置、电储能的协同运行,以周期内系统运行净利润最大作为目标,各子系统运行参数为约束条件,建立了考虑风电消纳的富氧焚烧垃圾发电系统优化运行模型;最后,设置4种不同的系统运行方案进行对比,在Matlab环境下,利用CPLEX求解器和Yalmip工具箱进行仿真求解。结果验证了所提优化运行模型的合理性及有效性,不仅可以减少弃风,提升新能源利用效率与系统的运行经济性,还实现了富氧焚烧垃圾发电厂的低碳排放。

含氢储能的多源联合发电系统调度研究

风电和光伏发电具有间歇性和随机性,为了降低在多源联合发电系统中的弃风弃光率,采用含氢储能系统和火电机组配合来平滑风电和光电机组出力。文中以系统运行成本最小和弃电惩罚成本最小为目标,以系统功率平衡、火电机组出力和爬坡、热备用、风电和光电出力及储能系统储氢罐容量、电解槽和燃料电池功率等为约束条件构建了多源联合发电系统日前调度模型。通过YALMIP工具箱对模型进行编程,并调用CPLEX对编写的程序进行求解。对含有风电、光电、火电机组以及储能系统的多源联合发电系统进行算例分析,通过对比有无储能系统的弃风弃光量和系统总运行成本,证明了含氢储能系统可以有效降低系统的弃风弃光率,并提高系统的经济性。

基于NSGA-Ⅱ的并网型风光储系统最优配置

在云南省某地的局部风光储系统中,风电已经投产运行,需要在弃风弃光、储能投资和送电线路扩建成本最小的情况下,确定光伏和储能的最佳装机规模。本文考虑工程所在地风电和光伏的出力相关性,结合储能运行特性,建立风光储联合函数,采用NSGA-Ⅱ算法对风光互补程度、电量损失率和送电线路利用率3个指标来进行多目标优化。结果表明,该方法可以在最大程度限制送电线路扩建的情况下,得到系统中光伏、储能装机的最佳配置规模,节约投资并提高送电线路利用率。

含大规模风光电源电力系统随机生产模拟

从电源规划的角度,利用随机生产模拟对新能源接入系统发电成本进行评估。根据风电与光伏电源的自身电源特性及其与电网的相互关系,提出风电与光伏电源参与随机生产模拟的原则。根据所提原则对应提出风功率损失期望及弃风比率2个评价指标。并利用IEEE-RTS测试系统验证了所提原则及方法的有效性与可行性。

基于弃新能源惩罚成本的分段函数式计算方法

以火力、风力、光伏发电机组日调度的总发电成本为目标函数的模型中,建立考虑新能源消纳指标的发电系统经济调度模型,在未考虑风力机组和光伏机组建设维护成本的情况下,目标函数为计及阀点效应的火力发电燃料成本和弃风弃光惩罚成本总和。通过纳入弃新能源分段惩罚系数函数来增大弃新能源惩罚成本,使得惩罚成本的计算更加具体,从而大幅度提高新能源的消纳率。

考虑顺序性弃风惩罚的电力系统经济调度

为了提高电力系统风电消纳能力,提出一种基于风电并网友好性排序的灵活弃风惩罚模型。以风电场的出力波动性及预测精度来衡量其并网友好性,设置风电场的顺序系数;将分段弃风惩罚成本系数与顺序系数相结合,设置顺序性弃风惩罚成本系数,建立弃风惩罚模型;在此基础上,构建包含火电机组运行成本、环境成本、弃风惩罚成本及系统备用成本等的电力系统综合经济调度模型。采用经模拟退火思想改进的粒子群优化算法对调度模型进行仿真分析,结果表明灵活弃风惩罚模型可以合理减少弃风,并使并网友好性较高的风电场优先被调用,提高了电力系统风电消纳能力,提升了电力系统运行的经济性和安全性。

基于高比例可再生能源的废矿抽蓄电站优化配置研究

发展以风光能源为代表的绿色清洁能源已经成为大势所趋,与此同时,随着国家深入推进煤炭去产能进程,大量煤矿被废弃,废矿治理研究颇受重视。为此,首先设计了废矿抽蓄电站的基本结构,对废矿抽蓄电站的运行功率和不同运行工况进行数学建模。在此基础上,以降低废矿抽蓄电站投资成本、矿区配电网系统运维成本及弃风弃光和负荷缺电的惩罚成本为目标,构建了废矿抽蓄电站的优化配置模型。通过混合粒子群和模拟退火算法,对优化配置模型进行求解。基于改进的IEEE 14节点配电网系统建立测试案例,对比不同场景下废矿抽蓄装机容量和接入节点对目标函数的影响,对优化配置模型和算法的有效性进行了分析和验证,确定废矿抽蓄电站的装机容量和选址等相关参数。

促进新能源消纳的风-光-抽水蓄能联合调度优化研究

“30·60”双碳目标背景下,可再生能源装机规模迅速扩大,高质量发电并网成为可再生能源发展面临的重要挑战。基于此,建立基于风电、光伏、抽水蓄能运行特性的联合调度优化模型。首先,考虑区域分布式风电、光伏发电利用率最高,以弃风弃光率最小为目标函数,以风电、光伏、抽蓄系统出力、能量平衡等为约束条件构建风-光-抽水蓄能联合调度优化模型;其次,构建风电独立运行、光伏独立运行、风-光联合运行三个运行情景;最后通过实例验证模型的适用性,并对比分析三个情景的运行效益得出结论,风-光联合出力可在一定程度上缓解风电、光伏独立出力的不稳定性,配套抽水蓄能可通过其“削峰填谷”的作用进一步提高区域可再生能源的利用率。研究结果为缓解由可再生能源大规模接入造成的弃风弃光等问题提供解决思路。