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基于电-热联合储能的弃风消纳调度方法

太阳能学报 2021年第12期42卷 192-199页

作者：崔杨纪银锁仲悟之崔文利许伯阳赵钰婷现代电力系统仿真控制与绿色电能新技术教育部重点实验室(东北电力大学) 吉林132012 中国电力科学研究院北京100192 内蒙古电力集团有限责任公司乌兰察布电业局察右中旗供电分局乌兰察布013550 深圳供电局有限公司深圳518001

风电功率随机波动特性以及热电联产机组"以热定电"运行模式,是造成中国"三北"地区冬季供暖期大量弃风问题的主要原因。为平抑风电功率波动,解耦热电耦合约束,该文给出含储热热电联产机组与含电池储能风电场联合运行的协调调度方法,利用... 详细信息

风电功率随机波动特性以及热电联产机组"以热定电"运行模式,是造成中国"三北"地区冬季供暖期大量弃风问题的主要原因。为平抑风电功率波动,解耦热电耦合约束,该文给出含储热热电联产机组与含电池储能风电场联合运行的协调调度方法,利用电-热联合储能系统的调控特性,实现能量在时空尺度的平移,进而促进对弃风的消纳。该方法以分时电价作为引导,以热电联产和风电联合上网收益最大为目标,综合考虑各时段电价因素的影响以及电池储能的充放电次数限制,对比单一储能模式和联合储能模式的弃风消纳效果与运行收益。仿真算例在CPLEX软件中进行求解,结果验证了所给方法的可行性,能有效促进风电消纳,增加系统收益。

关键词：热电联产弃风消纳储热电池储能分时电价

考虑碳捕集电厂能量转移特性的弃风消纳多时间尺度调度策略

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中国电机工程学报 2021年第3期41卷 946-960页

作者：崔杨曾鹏王铮王茂春张节潭赵钰婷现代电力系统仿真控制与绿色电能新技术教育部重点实验室(东北电力大学) 吉林省吉林市132012 国网甘肃省电力公司调度控制中心甘肃省兰州市730030 国网青海省电力公司调度控制中心青海省西宁市810008

风电预测精度和火电厂的调节速率对于风电消纳影响较大。考虑到风电预测精度随预测时间尺度的缩短而提高,同时计及碳捕集电厂更深的调节范围和更快的调节速率,提出提高电力系统弃风消纳水平的多时间尺度优化调度策略。首先,将其分为日... 详细信息

风电预测精度和火电厂的调节速率对于风电消纳影响较大。考虑到风电预测精度随预测时间尺度的缩短而提高,同时计及碳捕集电厂更深的调节范围和更快的调节速率,提出提高电力系统弃风消纳水平的多时间尺度优化调度策略。首先,将其分为日前、日内、实时调度阶段,分析各个阶段的相互关系,并对碳捕集电厂不同时间尺度下的调度策略进行研究,分析其对于解决弃风消纳问题的合理性。其次,建立日前、日内、实时三时间尺度优化调度模型,并分析实时阶段碳捕集电厂调节量和风电调整量的关系。最后,基于IEEE39节点电网模型并利用CPLEX对该文方法应对弃风消纳以及失负荷情况的有效性进行仿真验证。

关键词：预测精度调节速率弃风消纳多时间尺度 CPLEX

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计及弃风消纳的热电联产系统的日前调度模型

太阳能学报 2021年第9期42卷 295-301页

作者：李家珏李平王刚张潇桐张涛李垚国网辽宁省电力有限公司电力科学研究院沈阳110006 东北大学信息科学与工程学院沈阳110819

风电消纳问题一直是能源领域的热点问题,为了解决这个问题,从空间耦合角度分析蓄热电锅炉配合热电联产机组工作的机理;从时间耦合角度分析供热系统时滞性对系统电调度的影响,使热惯性时间尺度与电调度时间尺度形成匹配。该文基于热电耦... 详细信息

风电消纳问题一直是能源领域的热点问题,为了解决这个问题,从空间耦合角度分析蓄热电锅炉配合热电联产机组工作的机理;从时间耦合角度分析供热系统时滞性对系统电调度的影响,使热惯性时间尺度与电调度时间尺度形成匹配。该文基于热电耦合特性,明确电、热系统时间匹配关系,建立计及采暖建筑蓄热特性的日前优化调度模型,旨在解决弃风消纳问题。将模型转换为混合整数线性规划(MILP)问题,并使用Matlab OPTI工具包进行求解。最终结果显示弃风得到有效消纳,系统实现了经济运行,验证了日前调度模型的可行性。

关键词：弃风消纳热电联产蓄热电锅炉日前调度

基于退役电池阈值设定和分级控制的弃风消纳模式

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电力自动化设备 2020年第10期40卷 92-98页

作者：王凯丰谢丽蓉乔颖王小芬包洪印新疆大学可再生能源发电与并网技术教育部工程研究中心新疆乌鲁木齐830047 清华大学电机系电力系统及发电设备控制和仿真国家重点实验室北京100084 国电南瑞科技股份有限公司江苏南京211106 中船重工海为(新疆)新能源有限公司新疆乌鲁木齐830002

考虑到风电并网波动性和不确定性造成大量弃风的弊端,为了提高风电场的综合效益,提出基于退役电池阈值设定和分级控制的弃风消纳模式以降低储能成本。考虑到退役电池状态的不一致性会导致整体储能的效率低下,控制效果很难达到预期的情况... 详细信息

考虑到风电并网波动性和不确定性造成大量弃风的弊端,为了提高风电场的综合效益,提出基于退役电池阈值设定和分级控制的弃风消纳模式以降低储能成本。考虑到退役电池状态的不一致性会导致整体储能的效率低下,控制效果很难达到预期的情况,对退役电池充放电深度与循环寿命之间的关系进行分析,利用分段概率分布函数设定理想退役电池的充放电阈值范围;为了延长退役电池的使用寿命,利用分级控制策略实现其分级实时动态切换储能功能。对所提策略进行算例分析,结果表明分级控制策略相较于整体控制策略具有更好的经济性,促进了弃风消纳。

关键词：退役电池弃风消纳充放电深度阈值设定分级控制储能系统

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热网特性对弃风消纳效果的影响研究

电力自动化设备 2020年第5期40卷 24-30页

作者：谢华宝戴赛许丹胡林献哈尔滨工业大学电气工程及其自动化学院黑龙江哈尔滨150001 中国电力科学研究院有限公司北京100089

储热可平移热负荷,通过削热峰填热谷解耦热电机组"以热定电"约束,提高风电消纳率,故而研究了热网储热、衰减、延时特性对弃风消纳效果的影响。分析了不考虑热网衰减、延时特性时管网储热的弃风消纳机理以及热网衰减、延时特性对管网储... 详细信息

储热可平移热负荷,通过削热峰填热谷解耦热电机组"以热定电"约束,提高风电消纳率,故而研究了热网储热、衰减、延时特性对弃风消纳效果的影响。分析了不考虑热网衰减、延时特性时管网储热的弃风消纳机理以及热网衰减、延时特性对管网储热弃风消纳效果的影响。建立了管网储热模型,构建了计及热网储热、衰减、延时特性的电热联合系统调度模型。实例仿真分析结果表明:管网储热配合电锅炉可进一步消纳弃风,且可替代储热式电锅炉的储热装置,节约装置成本;衰减特性引起了热网供热损耗和热源供热功率增加以及管网储热量减少,不利于消纳弃风;延时特性使热电机组供热功率与风电错峰,有利于消纳更多弃风,但不会影响管网储热量和管网储热的弃风消纳效果。

关键词：电热联合系统管网储热延时特性衰减特性弃风消纳

基于能量流的电热综合能源系统弃风消纳优化调度模型

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电网技术 2018年第2期42卷 417-425页

作者：杨帅陈磊徐飞孙亮陈群贺克伦姜拓戴远航东北电力大学电气工程学院吉林省吉林市132012 清华大学电机工程与应用电子技术系北京市海淀区100084 清华大学工程力学系北京市海淀区100084

针对三北地区供热期运行调峰约束导致的弃风问题,提出了基于能量流的电热综合能源系统弃风消纳优化调度模型。首先建立与电力系统模型相容的热力系统能量流模型。以能量流法根据温度变化预测热负荷,并以该结果作为优化调度模型的已知条... 详细信息

针对三北地区供热期运行调峰约束导致的弃风问题,提出了基于能量流的电热综合能源系统弃风消纳优化调度模型。首先建立与电力系统模型相容的热力系统能量流模型。以能量流法根据温度变化预测热负荷,并以该结果作为优化调度模型的已知条件。然后以煤耗量最低为目标函数,建立优化调度模型。与传统模型相比,该模型考虑了换热环节约束如换热器热阻约束等。最后通过算例验证该模型的有效性,结果表明：利用电加热站供热,可增加低谷电负荷,降低机组的热定电出力,为风电上网留出空间;用户室内温度影响热负荷大小,进而影响风电消纳总量;计及换热环节约束的优化调度模型计算出的优化调度结果更准确、可信。

关键词：弃风消纳能量流综合能源系统换热约束电热优化调度

热电厂蓄热方案弃风消纳能力及多目标综合评价

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太阳能学报 2021年第8期42卷 325-333页

作者：曹丽华魏代宁董恩伏胡鹏飞刘淼马汀山东北电力大学能源与动力工程学院吉林132000 国网辽宁省电力有限公司沈阳110004 西安热工研究院有限公司西安710054

考虑热电厂的实际运行情况,提出一种热电厂蓄热方案弃风消纳能力的评价方法。在全工作周期及对外供应热负荷相同时,热电厂采用固体蓄热式电锅炉的弃风消纳能力远强于配置蓄热水罐,是配置蓄热水罐方案消纳风电能力的3.23倍。综合考虑多... 详细信息

考虑热电厂的实际运行情况,提出一种热电厂蓄热方案弃风消纳能力的评价方法。在全工作周期及对外供应热负荷相同时,热电厂采用固体蓄热式电锅炉的弃风消纳能力远强于配置蓄热水罐,是配置蓄热水罐方案消纳风电能力的3.23倍。综合考虑多种因素,通过对能源、运行、经济3个1级评价目标及消防安全指数、能量利用系数等10个2级评价目标进行多目标综合优度评价后,结果表明,热电厂选择蓄热方案时,风电消纳能力及土建费用是更应被侧重考虑的2个因素;且热电厂采用蓄热水罐消纳弃风方案的综合优度要好于热电厂配置固体蓄热式电锅炉。

关键词：热电厂风电蓄热弃风消纳多目标综合评价

三种弃风消纳方案的节煤效果与国民经济性比较

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电力系统自动化 2015年第7期39卷 75-83页

作者：吕泉李玲朱全胜王海霞刘娆李卫东大连理工大学电气工程学院辽宁省大连市116024 国网河南省电力公司电力科学研究院河南省郑州市450052

蓄热、风电供热和抽水蓄能是当前三种可行的弃风消纳方案。为比较三种方案的优劣,建立了评价节煤效果和国民经济性的相关模型,并进行了理论与算例分析。结果表明,在当前东北—华北—西北(简称"三北")地区严重弃风的情况下,三种方案均具... 详细信息

蓄热、风电供热和抽水蓄能是当前三种可行的弃风消纳方案。为比较三种方案的优劣,建立了评价节煤效果和国民经济性的相关模型,并进行了理论与算例分析。结果表明,在当前东北—华北—西北(简称"三北")地区严重弃风的情况下,三种方案均具有很好的节煤效果和国民经济性;但蓄热方案提供单位容量风电接纳空间的投资最少,且节煤效率(消纳单位弃风电量时的节煤量)最高,因而具有更好的国民经济性指标及承受未来弃风不确定性风险的能力。

关键词：弃风消纳热电联产蓄热风力发电供热抽水蓄能

海水淡化负荷消纳弃风电量的集群优化调度策略

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高电压技术 2021年第9期47卷 3085-3093页

作者：楚帅董辉葛维春刘闯蔡国伟沈阳工业大学电气工程学院沈阳110870 东北电力大学电气工程学院吉林132012 国网辽宁省电力有限公司沈阳110006

助力"双碳"能源战略,必将迎来一个崭新的以新能源为主力电源的电力系统,大规模风电并网消纳瓶颈亟待突破。提出了一种以消纳弃风为目标的海水淡化单元集群优化调度策略。首先,考虑海水淡化技术的运行特性,对海水淡化单元的能耗、产水量... 详细信息

助力"双碳"能源战略,必将迎来一个崭新的以新能源为主力电源的电力系统,大规模风电并网消纳瓶颈亟待突破。提出了一种以消纳弃风为目标的海水淡化单元集群优化调度策略。首先,考虑海水淡化技术的运行特性,对海水淡化单元的能耗、产水量与用水需求和储水箱水位的时空变化关系进行建模。然后,结合海水淡化系统的运行边界,以最大化消纳弃风为目标,构建海水淡化集群优化调度模型。最后,以辽宁电网为例进行数值分析,某日弃风总量为42.86 MW·h,提出的集群优化策略消纳了该日94.8%的弃风电量,并且比传统运行方式和不考虑弃风消纳优化运行方式的成本分别降低了39.3%和42.8%。此外,生产淡水的总能耗为99.35 MW·h,其中40.9%来自弃风电量,"清洁淡水"成效显著。

关键词：弃风消纳海水淡化可控负荷清洁淡水调度策略