Investigation on Active and Reactive Combined Spot Price Integrated with Wind Farm

An active and reactive combined spot price model and the corresponding algorithm are introduced in this paper based on the theory of optimal power flow. Different from the traditional economic dispatch in the field of spot price, the objective function is to minimize generation costs based on pricing reactive power. Then considering the characteristics of wind turbines, processing methods of wind farms in optimal power flow is discussed. Finally, the feasibility of the model and the algorithm is verified through the simulation results of IEEE 30 system.

考虑市场影响的风电厂与储能运营商联合调度策略研究

本文基于拥有风力发电厂与电力储能设备的电力运营商视角,考虑运营商参与电力交易会对市场电价产生影响的基础上,通过动态规划,以利润最大化为目标,研究其最优联合调度策略。研究表明:在考虑充放电效率以及运营成本时,存在三个最优参考点将储能设备中的可用库存空间分为四个区域,进而对应四个不同的决策活动:将风电和从市场上购买的电力全部存入储能系统;将部分风电存入储能系统并将剩余部分销售到市场;售出全部风电不向储能设备中存入电量;将所有的风电和储能系统中的部分电量销售至电力市场。运营商可根据当前时刻风力发电量和储能设备中的电量与最优参考点之间的大小关系,得到相应的最优电力调度策略及其交易量。此外,本文研究发现随着市场影响强度的增大,运营商的利润随之减小,因此运营商应在其市场影响强度与最优电力交易量之间做好权衡。本研究对运营商的电力调度具有重要的指导意义和实际应用价值。

考虑碳交易机制的含风电电力系统日前优化调度

随着双碳目标的推进,研究碳交易机制对新能源的电力系统优化运行的影响至关重要。为此,该文在传统经济调度的基础上,将碳交易模型引入到含风电电力系统调度中,以碳交易成本与发电成本之和最小为目标,在EasySolve计算平台进行计算求解。对于碳交易成本,分别采用基准碳价和阶梯碳价模型;对于风电成本,采用风电电量发电成本,考虑到风电的不确定性加入了风电出力偏差成本。之后代入改进的IEEE 39节点系统进行验证,证明了模型的合理性,同时满足经济性和低碳性。在此基础上,研究了碳价变化对优化调度的影响,得出了选取合理的碳价可以在有效减少碳排放量的同时控制成本的结论。此外,研究了阶梯碳价奖惩系数选取对优化调度的影响,得出增大阶梯碳价的奖惩系数可以进一步收敛合理碳价的范围的结论。

国有大型油气企业新能源发电项目经济评价探讨

国有大型油气企业基于减排降碳和可持续健康发展考量,积极探索新能源发电业务,投资项目经济评价方法和参数,成为影响新能源发电业务投资决策和高质量发展的决定性因素。基于经济评价基本原理,根据新能源发电项目技术经济特征,构建新能源发电项目经济评价方法和参数体系。折现现金流法仍然是新能源发电项目经济评价的主要方法,内部收益率和平准化度电成本是衡量项目盈利能力的重要指标。不同类型新能源发电项目经济评价方法具有较高的一致性,但应在投资构成、成本费用估算、收入与税金估算等方面体现差异,重点在营业收入估算中体现项目真正价值。在规制性配置储能要求以及储能收益政策有待落实的情况下,新能源发电项目效益有待提高,建议现阶段适当降低投资回报要求,尤其是出于市场拓展和协同发展目的的战略性新能源发电项目。项目电价和有效利用小时数对新能源发电项目的影响至关重要,应视情况合理选取参数。风光气电融合项目应分业务估算成本。国有大型油气企业应积极开展宏观配套政策和商业模式创新研究,以支撑新能源发电业务的高质量发展。

基于联盟合作博弈的风电数据定价方法

为发挥风电数据价值并给企业带来额外收益,提出一种基于联盟合作博弈模型的风电数据定价方法。首先,提出一种考虑第三方监管的风电数据交易流程与风电数据定价思路。其次,通过数据交易获取邻近场站数据,使用向量自回归模型提高风电预测精度,从而在电力市场交易中降低不平衡成本,提高风电场整体发电利润,体现所交易数据的整体价值。然后,将数据交易前后产生的超额利润(即使用交易数据后的发电利润增加值),以联盟合作博弈的方式分配给数据售卖方作为交易数据的定价结果,实现数据价值的定量衡量。最后,考虑风电时空特性通过最大化数据价值确定数据交易对象,实现风电数据的合理定价。算例分析结果表明,所提方法能够提升风电预测精度、增加风场发电利润,并实现风电数据定价的公平性与合理性。

基于藤Copula理论的海上风电建模及电力市场运行分析

海上风电因具有更高的发电利用小时数,将成为中国实现“碳中和·碳达峰”的重要技术选项。随着海上风电装机容量的不断提升,其出力的间歇性、波动性将对电力系统的安全稳定和电力市场的经济运行造成显著影响。为刻画不同站点间风速的相关性,基于藤Copula理论对海上风电的出力进行建模,并利用C藤Copula函数构建多风电场出力的联合分布模型。在此基础上,提出基于共识聚类的电力市场典型阻塞场景构建方法,并采用简化的中国广东省电网架构数据开展算例仿真计算,对大规模海上风电并网前后电力系统的发电结构、碳排放量、市场电价等关键指标的变化进行实证分析。

考虑源网荷效益的峰谷电价与峰谷时段双层优化模型

用户响应行为测算需求解峰谷时段与峰谷电价之间的双线性项,目前仅考虑负荷曲线的数值大小对峰谷时段进行单独划分,分时电价实行效果受限。提出峰谷时段与峰谷电价的双层优化模型,考虑风电不确定性下的规划成本与发电成本,反映分时电价的实际经济效用;考虑用户响应的不确定性,保证分时电价实行后的源网荷效益在一定范围内变化;峰谷时段划分与峰谷电价设计均以系统成本最低为目标优化得到,充分考虑峰谷时段划分、峰谷电价设计和用户响应行为之间的交互机理。仿真结果表明,与单独划分峰谷时段的模型相比,所提模型能够制定更优、科学性更强的峰谷时段和峰谷电价,进一步降低系统总成本。

基于双边演化博弈的海上风电补贴机制研究

文章通过构建海上风电企业和政府的双边演化博弈模型,探究其补贴机制及最终决策。运用Matlab数值仿真,分析不同参数情形下的稳定性策略。结论表明:企业和政府的最终决策为抢装研发和不进行补贴;政府是否进行补贴不会决定企业的最终决策,但会影响企业的研发意愿;持续的补贴未能吸引企业投资,随着时间的推移边际收益递减;期权价值、海上风电的利用率、资金审查概率皆对演化进程有影响。

我国海上风电平价上网的探讨

为实现“双碳”目标、推动人类社会能源转型和可持续发展、挖掘海上风力发电这一清洁能源发电的规模化开发潜力,针对海上风力发电成本高昂、上网电价居高不下的问题,本文从海上风电的发展前景、上网电价的发展历程出发,提出了实现海上风电平价上网的建议,并提出了未来海上风电与海洋牧场相结合的生态发展模式。

基于大数据驱动的风力发电对竞争市场批发价格的影响

针对目前电力市场难以高效、智能地处理和分析大量数据的问题,提出了一种基于大数据驱动的技术来分析风力发电对批发电价的影响。通过探索竞争市场批发电价与风力普及率提高之间的关系,为电力市场中各类产消者提供有用信息。以艾伯塔省的电力市场为案例进行研究,基于该省电力系统运营商的公共数据,评估每100 MWh风力发电对电价的影响。结果表明,一般情况下,风力发电的增加在一定程度上降低了电力市场批发价格,但这种影响不是恒定的,而是取决于电力市场的运行状况。

计及规模化电动汽车调控潜力的含风电系统优化调度策略

针对目前现行较为固定的分时电价策略难以引导电动汽车参与系统风电消纳的问题,提出一种计及规模化电动汽车调控潜力的含风电系统优化调度策略。首先,从可调度时间和可调度空间两个角度出发构建电动汽车调控潜力评估指标,建立规模化电动汽车参与电网调控的潜力评估模型;其次,参考调控潜力评估结果进行电动汽车分群,建立兼顾风电消纳与电动汽车集群间差异的分群分时电价模型;然后,以电网侧总负荷峰谷差最低、用户侧电动汽车用户充电费用最低为目标,以电动汽车集群的充放电状态为决策变量,建立一种综合考虑电网与电动汽车用户利益的优化模型;最后通过实例仿真验证了所提方法的可行性与有效性。

考虑风电消纳的峰谷分时电价模型研究

在充分发挥电力可靠性管理在电力供应保障工作中的基础性作用目标大背景下,考虑我国部分区域风电消纳不足和调峰能力有限所导致的电力结构不稳定,构建发电侧与需求侧联动的峰谷分时电价模型,探索出一种电网向发电企业收取“过网费”、需求侧与发电侧直接交易的新模式。该模型根据电力需求价格弹性矩阵计算实施峰谷分时电价后的电力负荷,构建发电侧与需求侧约束条件,以火电机组平均发电成本为目标函数,综合考虑风电消纳影响,采用粒子群算法进行模型求解,并通过输配电价连接上网电价和用户电价,输电损耗电量连接发电量与用电量,达到发电侧与需求侧的联动。算例分析表明,所建立的模型能更好地消纳风电,同时也提高了火电机组发电功率的稳定性和经济性。

考虑送出限制的水-风-储系统优化调控研究

随着我国西北地区风电的规模化开发,探索西北地区的水-风-储多能互补送出模式有利提高电力系统的灵活性、缓解并网消纳问题。通过构建兼顾电力送出通道利用率和互补系统收益的多目标模型,提出互补系统的容量配置及分时电价下的运行策略,并将该方法应用于黄河上游的多能互补基地。经过对两种大型互补系统的容量配置与调控策略进行对比分析,验证了互补系统对于提高电力送出通道利用率、消纳弃风及改善运行收益的重要作用。模拟结果表明,风电不确定性程度、分时电价和电力送出通道容量对系统互补效果影响较大。该方法可为未来新能源与水电互补系统的规划和运行提供技术支持和参考。

中国海上风电发展现状及展望

海上风电是中国加快能源转型进程,助力“双碳”目标早日实现的重要战略支撑。2022年中国海上风电正式进入平价时期,但在补贴取消、需求透支等因素影响下,海上风电市场经历短期低谷。在梳理后补贴时代中国海上风电发展现状的基础上,分析了新增装机容量、招标数量、技术创新、风机价格等方面的新变化。最后,结合行业发展现状与能源发展“十四五”规划要求,预测未来几年中国海上风电建设成本将进一步下降、行业将迎来新一波的建设高峰。

考虑辅助服务收益的储能与火电机组灵活性改造协调规划方法

可再生能源飞速发展对电力系统灵活性提出了较高要求。辅助服务收益有利于灵活性资源配置以及提高其参与调峰积极性。从火电机组深度调峰阶梯式补偿与储能峰谷套利两方面分析入手,提出了考虑辅助服务收益的储能与火电机组灵活性改造协调规划方法。首先,分析了灵活性资源调峰机理,其次构建了灵活性资源调峰的系统收益指标和成本指标;然后,建立兼顾系统综合收益和弃风率的多目标源–储规划模型,并给出了模型的求解思路和求解步骤,最后,通过中国东北某风电基地外送输电工程系统的仿真,得到了兼顾系统经济性和风电接纳能力的源–储规划方案;同时在此基础上探究了动态分时电价机制对利用储能与火电机组灵活性改造提升系统调峰能力的影响。

基于剩余需求曲线的风电-储能一体化电站投标决策方法

针对风电-储能一体化电站(简称风储电站)在日前电能量和备用市场中同时作为价格决定者的投标问题,提出了一种基于剩余需求曲线的电量-备用联合投标决策方法。首先,考虑储能系统运行约束以及电能量-备用市场的耦合关系,在风储电站日前投标范围内生成电量-备用的可行投标组合,基于神经网络预测计算对应的市场出清电价,提出了电能量和备用市场中剩余需求曲线的联合建模方法。然后,建立了用于开展日前电量-备用联合投标的随机优化决策模型,以风储电站收益期望最大为目标调整储能系统的日前出力计划和备用容量,同时考虑实时市场的不确定性,通过调用储能系统的备用容量降低风储电站的实时偏差惩罚。最后,通过算例仿真验证了所提投标决策方法的有效性。

计及电动汽车和碳捕集的电网调控系统低碳优化调度

为了实现电网调控系统(power grid control system,PCS)的低碳化和稳定性,本文提出考虑电动汽车充放特性与含高比例风电电网交互的PCS优化模型。首先,本文在典型PCS的基础架构下,引入碳捕集设备和风-储-电动汽车的联合发电系统。其次,考虑电动汽车充放特性与不同碳捕集价格对运行总成本的影响,基于分析运行成本、投资成本、维护成本等经济性指标,将碳捕集成本加入到优化目标函数中,以分析电动汽车V2G模式及不同碳捕集价格对电网调控系统储能优化配置的影响。最后,基于CPLEX求解器对所提模型进行求解并展开多场景对比分析,实例表明电动汽车与电网调控系统的交互模型能够有效降低11.39%总成本及16.82%碳排放总量。

海上风电制氢技术现状与发展趋势

氢能应用广泛,具有能源与脱碳“双载体”属性,被认为能源转型、工业及交通领域深度脱碳的关键路径。海上风电制氢靠近氢气消费中心,是支撑海上风电走向深远海的重要技术,也是重要的绿氢来源。本文围绕海上风电制氢各环节的技术、方式、产品方案以及成本,对比了碱性、质子交换膜、固体氧化物和固体聚合物阴离子交换膜4种电解水制氢技术,认为质子交换膜电解水技术更适合海上风电制氢;对比分析了海上风电制氢模式,认为海上风电并网陆上制氢是主流的电解槽布置方式,而离网海上中心平台制氢具有较大发展潜力;天然气管道掺氢是更具可行性的海上氢气储运方式但也存在挑战;电耗和电解槽投资是海上风电制氢的主要成本构成,预测海上风电发电成本、电解槽制造成本以及碳价格将共同推动海上风电制氢成本的逐步下降。本文研究成果可为海上风电制氢技术开发与示范应用提供思路和参考。

基于需求侧响应的区域综合能源系统的低碳经济调度

利用区域综合能源系统具有多能源互补及耦合的优势,能综合提升多种能源消纳的优化配置。提出一种区域综合能源系统的多目标低碳经济调度模型,充分挖掘区域能源系统内的储热装置、电锅炉和电储能促进风电并网消纳的优势。此外,综合考虑电价弹性变化、温度变化的影响,建立了负荷弹性需求响应机制,降低了系统负荷的峰谷差水平,进一步提升风电的上网空间。最后,利用改进精英策略下的NSGA-Ⅱ算法对所提调度模型进行优化求解。通过仿真结果说明了考虑峰–谷分时电价及储热、储能和电锅炉装置均能提升风电进一步并网消纳的空间,有利于优化区域综合能源系统内的低碳调度指标。最后结合IEEE-39标准节点电力系统和一个7节点的热力系统验证了所提模型的合理性。

基于需求响应的EVs参与风电功率分层优化调度策略研究

随着电动汽车的普及速度加快,规模化电动汽车入网会给电网运行控制带来负面影响.利用电动汽车的负荷可转移特性和储能特性,提出一种基于价格型需求响应的调度策略,并在电动汽车充放电调度部分进行分层控制.首先,根据电动汽车充放电需求和车主行为特性,建立电动汽车充电负荷数学模型.其次,以价格型需求响应为基础,建立动态分时电价模型并构建电动汽车启停控制策略,考虑到EV用户的用能需求,将系统电负荷、分时电价与改进型用户满意度结合,并与系统运行成本和碳排放相融合,实现多目标优化.仿真实验结果表明,所提调度策略能够提高系统对风电的消纳,减小负荷峰谷差.