适应乡村振兴与可持续发展的农村光伏发电生态补偿优化决策

农村地区充沛的土地资源为光伏发电提供了先天便利的条件。农村光伏项目为区域内生产生活提供可持续的清洁、低碳电能供应,对光伏电站建设企业、农民、村集体等参与主体产生了正向或负向的生态系统服务价值。该研究提出了生态系统服务评估指标体系,定量分析了农村光伏项目对参与主体产生的生态系统服务价值,给出了电能、建设收益等经济价值,社会保障价值以及节能减排、水土流失等环境价值的计算模型。在此基础上,建立起参与主体之间的收益和支出关系,提出主体利益平衡、区域经济可持续发展的生态补偿优化方案。选取炎陵县农村光伏项目进行验证,结果显示:2020—2022年期间,未采取生态补偿优化方案时,农民承担的负向生态系统服务价值无法得到补偿,随着光伏组件功率衰减,农民群体获得的并网发电收入由66.29万元下降至61.99万元,低收入农民占比率由52.72%上升至76.09%;采用本研究提出的生态补偿优化策略后,农民群体获得的总收入由88.28万元提升至97.36万元,低收入农民占比率保持为0,同时,光伏电站建设企业、村集体的总收益均为正,生态补偿机制并未损害任何参与主体的经济收益。案例研究表明,生态补偿优化策略在保障所有参与主体适当盈利、能源可持续发展的同时,实现了低收入农民全部脱低,对于推进乡村振兴具有重要意义。

局部阴影条件下太阳能电池-超级电容串联阵列电流补偿方法

为解决局部阴影遮挡导致太阳能电池阵列无法完全工作在最大功率点的问题,本文构造以太阳能电池-超级电容为基本单元的串联阵列,提出局部阴影条件下太阳能电池-超级电容串联阵列电流补偿方法。通过太阳能电池-超级电容充电/放电控制对太阳能电池的输出电流进行补偿,实现局部阴影条件下串联阵列不同输出电流的太阳能电池输出特性匹配,使阵列输出功率达到最大。仿真结果表明,所提局部阴影下太阳能电池-超级电容阵列电流补偿方法能够使阵列中的每个太阳能电池工作在最大功率点,实现了太阳能电池与超级电容“发电-储能”一体化协调控制。

考虑源荷功率矩不确定性的新型互联电力系统省内-省间分布鲁棒协调优化调度

为推动我国高比例清洁能源接入和高比例跨区电力输送的新型互联电力系统建设,降低源荷不确定性对清洁能源跨区消纳和省内-省间电力平衡的影响,提出考虑源荷功率矩不确定性的新型互联电力系统优化调度方法。首先,设计了计划-市场双轨制下新型互联电力系统省内-省间双层优化调度模式。其次,采用矩不确定集合刻画风光发电和负荷功率的不确定性,并提出由此引起的系统弃风弃光分布鲁棒条件风险度量模型。最后,以省间和省内总购电成本最小为目标,建立新型互联电力系统省内-省间分布鲁棒协调优化调度模型,并通过对偶优化理论将该模型转化为易求解的半定规划问题。数值仿真结果表明,所提模型促进了西部地区清洁能源跨省跨区消纳,降低受端系统运行成本的同时,有效提高了系统应对源荷功率不确定性波动的能力。

考虑动态功率调节裕度的高比例风电系统水-火-荷分布鲁棒优化调度

具有随机性、波动性的风电大规模接入给电网安全调度带来严峻挑战.针对风电反调峰性和不确定性,本文提出考虑动态功率调节裕度的水-火-荷分布鲁棒优化调度方法.首先,针对风电和负荷双重不确定的概率分布难以准确估计的特点,提出净负荷(风电与负荷功率之差)波动速率矩不确定集合刻画系统功率变化的随机性,并结合水、火、荷的功率调节特性,建立系统动态功率调节裕度模型.其次,借助分布鲁棒条件风险价值具有描述尾部概率的良好特性,刻画恶劣风况下系统由于功率调节裕度不足所造成的弃风风险.以系统运行成本和弃风风险成本最小、系统总动态功率调节裕度最大为目标,提出高比例风电消纳的分布鲁棒优化调度模型.通过对偶优化理论将模型转化为易求解的半定规划问题进行计算.所提出的模型可有效提高风电消纳量,保证经济运行的同时,提高了应对净负荷不确定波动的能力.