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基于配电网时序电压灵敏度分析的风光消纳能力优化策略

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电气时代 2024年第4期 96-101页

作者：陈丽君张木子刘宗刘成刚梁新斌吕少华国网十堰供电公司湖北工业大学

大规模可再生能源接入电力系统使得系统内电源出力的不确定性大大超过负荷需求侧的不确定性。提出一种基于配电网时序电压灵敏度分析的风光消纳能力优化策略,对全天风光接入进行实时的电压灵敏度分析,根据风光出力对电网的影响在确保稳... 详细信息

大规模可再生能源接入电力系统使得系统内电源出力的不确定性大大超过负荷需求侧的不确定性。提出一种基于配电网时序电压灵敏度分析的风光消纳能力优化策略,对全天风光接入进行实时的电压灵敏度分析,根据风光出力对电网的影响在确保稳定性的前提下制定最优消纳策略,减少风光波动对电网消纳能力的影响。

关键词：风光消纳消纳能力电力系统电压灵敏度负荷需求消纳策略配电网优化策略

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风光火储联合供应火电厂厂用电系统优化调度

热力发电 2024年第2期53卷 142-152页

作者：李炳阳李新利杨国田王连友赵娟华北电力大学控制与计算机工程学院北京102206 鹤壁鹤淇发电有限责任公司河南鹤壁458000

随着风电和光伏发电量逐年增长,其消纳问题日益凸显。同时,大容量火电机组厂用电负荷也相对较高,造成额外的运行成本。对此,基于多能互补思想,建立了一种风光火储联合供应火电厂厂用电优化调度模型。首先,提出了风光火储联合供应火电厂... 详细信息

随着风电和光伏发电量逐年增长,其消纳问题日益凸显。同时,大容量火电机组厂用电负荷也相对较高,造成额外的运行成本。对此,基于多能互补思想,建立了一种风光火储联合供应火电厂厂用电优化调度模型。首先,提出了风光火储联合供应火电厂厂用电的组成结构,将风电、光伏发电优先供应厂用电负荷;其次构建了风光火储联合供应火电厂厂用电优化调度模型,考虑了火电机组不同负荷率下的运行成本和风光储成本,采用层次分析法建立了基于总成本、弃风弃光成本和环境成本的多目标函数,设置相应约束条件;最后,设置不同的场景对比分析联合供应厂用电系统的优化结果,试验结果表明:所提出的联合供应厂用电系统模型可以减少机组运行成本和环境成本,并促进风光消纳。

关键词：风光消纳联合供应厂用电多能互补优化调度

考虑共享储能容量配置的多虚拟电厂优化运行方法

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电网与清洁能源 2024年第1期40卷 92-101页

作者：赵宇轩宋伟峰李伟康孟宇翔马刚南京师范大学电气与自动化学院江苏南京210046

由于分布式能源具有间歇性和波动性的特点,其大规模接入电网会对系统稳定性产生一定的影响。为了减少用户侧用电成本以及提高新能源的消纳能力,在多虚拟电厂背景下提出共享储能系统促进风光消纳的规划和运行双层决策博弈模型。上层模型... 详细信息

由于分布式能源具有间歇性和波动性的特点,其大规模接入电网会对系统稳定性产生一定的影响。为了减少用户侧用电成本以及提高新能源的消纳能力,在多虚拟电厂背景下提出共享储能系统促进风光消纳的规划和运行双层决策博弈模型。上层模型对共享储能电站投资运行成本进行等年值转换分析,以共享储能总成本最低且使用寿命尽可能的长为目标函数建立模型;下层模型以虚拟电厂运行成本最低及弃风弃光最小为目标函数建立运行优化模型。采用鲸鱼算法与CPLEX商业求解器结合的形式对共享储能电站的容量配置、充放电行为以及虚拟电厂运行状态进行求解,并通过设置3个场景算例对所提方案进行验证,结果表明,所提方法可以优化共享储能电站容量最优配置和充放电策略,提高可再生能源的消纳能力和虚拟电厂系统运行效率,兼顾供给侧与需求侧的利益,使电能分配更加公平合理。

关键词：虚拟电厂共享储能双层优化模型风光消纳

考虑柔性负荷和阶梯型碳交易的低碳经济优化调度策略

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广东电力 2024年第1期37卷 76-85页

作者：王钦陈业夫蔡新雷孟子杰宋东阔广东电网有限责任公司电力调度控制中心广东广州510277 国电南瑞科技股份有限公司江苏南京211106

为提高可再生能源的利用效率、促进风光消纳并且降低碳排放量,构建一种考虑柔性负荷和阶梯型碳交易的低碳经济优化调度模型。将柔性负荷纳入系统调度计划,通过调控柔性负荷弥补因风光出力不确定性造成的功率缺额,进一步促进系统风光消... 详细信息

为提高可再生能源的利用效率、促进风光消纳并且降低碳排放量,构建一种考虑柔性负荷和阶梯型碳交易的低碳经济优化调度模型。将柔性负荷纳入系统调度计划,通过调控柔性负荷弥补因风光出力不确定性造成的功率缺额,进一步促进系统风光消纳。以系统综合运行成本最小为目标函数,并引入阶梯型碳交易机制,实现系统低碳经济运行。采用Yalmip工具箱和Cplex求解器对模型进行求解,并设置3种场景对比分析所提优化调度策略的有效性。算例仿真结果表明,调度模型能够兼顾安全性、经济性和低碳性,系统弃风弃光量显著减少,负荷峰谷差明显缩小。

关键词：柔性负荷阶梯型碳交易风光消纳低碳性优化调度

计及风光不确定性的风-光-光热联合发电系统中光热电站储热容量优化配置

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智慧电力 2024年第2期52卷 32-39页

作者：解佗孙丹阳张刚张靠社西安理工大学电气工程学院陕西西安710054

传统新能源电站之间联合形式单一且未考虑风光出力不确定性,弃风、弃光现象严重。为此,提出了一种考虑风光不确定性的风-光-光热联合系统的光热电站储热容量优化配置策略,利用电转热技术使风光电站和光热电站有效耦合,明确联合系统框架... 详细信息

传统新能源电站之间联合形式单一且未考虑风光出力不确定性,弃风、弃光现象严重。为此,提出了一种考虑风光不确定性的风-光-光热联合系统的光热电站储热容量优化配置策略,利用电转热技术使风光电站和光热电站有效耦合,明确联合系统框架与原理;采用改进拉丁超立方抽样方法抑制风光出力的不确定性。最后,构建基于风光出力典型场景的光热电站储热容量双层优化配置模型,并进行算例求解,结果表明所提方法显著降低了系统总投资与运行成本,提高了清洁能源消纳能力。

关键词：联合发电系统光热电站风光消纳不确定性储热容量优化配置

考虑高载能负荷参与风光消纳的多能优化调度研究

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考虑高载能负荷参与风光消纳的多能优化调度研究

作者：蒋宝仪大连海事大学

学位级别：硕士

近年来,我国新能源的发展势头强劲,风能、太阳能等新能源的作用日益凸显,为实现“碳达峰”和“碳中和”的双碳目标,可再生能源发电参与电力系统调度已经成为大势所趋,但风电与光伏不像传统火电机组一样具备较高的稳定性,并网时会增大系... 详细信息

近年来,我国新能源的发展势头强劲,风能、太阳能等新能源的作用日益凸显,为实现“碳达峰”和“碳中和”的双碳目标,可再生能源发电参与电力系统调度已经成为大势所趋,但风电与光伏不像传统火电机组一样具备较高的稳定性,并网时会增大系统的调峰压力,调峰容量不足时会出现弃风弃光的情况。因此,为了提高可再生能源的消纳比例,实现能源的高效利用,本文分别从源与荷的角度入手,在电源侧考虑了弃风弃光惩罚、绿色证书交易及碳排放权交易(绿证及碳交易)机制,提出了多能源互补的电力系统优化调度策略,在负荷侧通过调节高载能负荷功率以增加风光消纳,并根据高载能负荷企业的收益制定负荷调度策略。本文建立了考虑高载能负荷的源荷协调电力系统双层优化调度模型,上层模型的计算结果将作为下层模型的输入数据,支持下层进行优化目标的求解。在上层优化模型中,以系统总成本最低作为优化目标,建立了火、风、光、储联合出力的多能电力系统优化调度模型,系统总成本中除了包含系统运行成本,还分别考虑了弃风弃光惩罚成本和绿证及碳交易成本。采用改进的哈里斯鹰优化算法求解上层目标函数,该算法在原始算法的基础上加入偏好因子,能够使函数获得更佳的初值以及更优秀的适应度值。将上层模型所求的各机组出力情况输入至下层模型,在下层中推导了高载能负荷企业参与受阻风光消纳所得利润增量的公式,并以利润增量最大作为目标函数,建立了高载能负荷参与风光消纳的优化调度模型。采用隐枚举法的思想求解下层模型,计算出高载能负荷在调度周期中的最佳调节量。最后采用算例分析,展示本文所用算例在不同方案中的调度结果,分别考虑弃风弃光惩罚成本和绿证及碳交易成本对系统经济性的影响,再将改进的哈里斯鹰优化算法与其他算法的调度结果进行比较,仿真结果验证了本文所提源荷协调双层优化调度策略以及改进哈里斯鹰优化算法的有效性。

关键词：电力系统优化调度风光消纳高载能负荷改进哈里斯鹰优化算法绿证交易与碳排放权交易

促进风光消纳的电动汽车充换电站负荷调度优化研究

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促进风光消纳的电动汽车充换电站负荷调度优化研究

作者：马红媛华北电力大学

学位级别：硕士

为了应对能源危机与环境污染问题,全球各国都在大力发展新能源,其中尤以风光等新能源发展迅速。由于风力发电和光伏发电具有波动性与间歇性,大规模接入电网会导致严重的弃风弃光问题。此外,随着全球汽车保有量的上升,交通部门碳减排压... 详细信息

为了应对能源危机与环境污染问题,全球各国都在大力发展新能源,其中尤以风光等新能源发展迅速。由于风力发电和光伏发电具有波动性与间歇性,大规模接入电网会导致严重的弃风弃光问题。此外,随着全球汽车保有量的上升,交通部门碳减排压力也在不断加大,电动汽车的发展则可以在一定程度应对交通排放带来的大气污染和气候变化等问题。然而电动汽车大量无序充电负荷涌入电网,会对电网的安全稳定运行造成极大影响。针对电动汽车负荷特点,寻找电动汽车充电与风光等新能源协同消纳的机制可以很好解决由于电动汽车无序充电引起的电网波动以及风光新能源发展瓶颈等问题。电动汽车充电负荷是一种灵活的用户侧可调节资源,可以通过负荷聚合商聚合调度,在有序充电的状态下与风光等新能源电力协同,不仅可以平抑电网峰谷差,还能促进新能源的消纳。换电模式的兴起提高了电动汽车充电的便捷性与经济性,国家层面的政策支持更是助推换电模式快速发展。因此考虑在换电模式下,研究充换电站电动汽车充电负荷的调度优化问题十分有意义。本文在此基础上提出一种促进风光消纳的充换电站电动汽车充电负荷调度优化过程与模型。该模型提出并优化促进新能源消纳的目标函数,形成了以电网总日负荷方差最小、负荷聚合商成本最小及新能源消纳量最大为目标的调度优化模型,考虑了负荷聚合商与电网的调峰辅助服务交易和与发电商的直购电交易,并通过NSGA-Ⅱ优化算法进行优化。对某区域负荷进行算例分析,结果表明,通过该方法可以有效实现电动汽车有序充电,释放调峰容量,消纳更多风光新能源,并降低负荷聚合商和用户的成本。

关键词：充换电站有序调度负荷聚合风光消纳 NSGA-Ⅱ优化算法

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考虑风光消纳的多综合能源系统优化策略研究

考虑风光消纳的多综合能源系统优化策略研究

作者：彭湘泽华北电力大学

学位级别：硕士

“双碳”目标下,能源需求的激增和低碳环保的要求促进了可再生能源高速发展,如何提高可再生能源消纳水平、缓解能源短缺,实现低碳、绿色、经济运行是目前亟待解决的问题。综合能源系统具有综合化、智能化、市场化的特征,是实现能源低碳... 详细信息

“双碳”目标下,能源需求的激增和低碳环保的要求促进了可再生能源高速发展,如何提高可再生能源消纳水平、缓解能源短缺,实现低碳、绿色、经济运行是目前亟待解决的问题。综合能源系统具有综合化、智能化、市场化的特征,是实现能源低碳、高效利用和可再生能源消纳的重要途径,受到越来越多的关注。本文围绕多综合能源系统中风光消纳方法展开研究,一方面从单个综合能源系统研究出发,对综合能源系统中氢储能进行双层优化配置,通过协调各种能源耦合设备,实现多能互补,提高风光消纳水平和运行经济性。另一方面对多个园区综合能源系统的合作博弈模型进行了研究,达成合作联盟的多园区服务商通过互联互动、能量传递,可实现联盟参与者互助共赢和低碳经济运行。研究内容如下:1、构建了综合能源系统多能耦合模型,建立了综合能源系统中电源侧设备、能源转换侧设备、储能设备的数学模型,为综合能源系统的规划与运行奠定基础。2、结合氢储能可作为源-荷-储的优点以及电制热的能源转换特性,设计了考虑氢储能的综合能源系统双层框架。提出了一种考虑负荷侧需求响应和含电制热设备用户群的综合能源系统氢储能双层优化配置模型,上层模型结合氢储能特性进行长时间尺度优化配置;下层模型求解短时间尺度含氢储能综合能源系统优化运行问题。采用KKT条件和Big-M法将模型转为单层线性问题。仿真结果表示配置氢储能设备,可提高运营商收入和新能源消纳水平,降低用户群成本,减少功率失衡风险。3、提出了一种多园区服务商合作参与综合能源市场协调优化运行框架。首先,设计了多园区综合能源服务商合作运行交易机制,针对上级区域零售市场,制定了动态价格以指导各园区服务商购能行为;其次,根据新能源占比变化,完善了碳交易模型,并通过市场下阶梯式碳交易机制约束各园区的碳排放;最后,建立多园区服务商纳什议价模型,将所建模型分解为联盟成本最小化与电热支付交易子问题,通过算例验证了所提模型和方法能提高各园区参与联盟主动性和新能源消纳水平,有效降低各园区碳排放和总运行成本。

关键词：多综合能源系统风光消纳氢储能双层优化配置纳什谈判碳交易

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蒙西地区规模化储能商业运行模式及风险分析

综合智慧能源 2024年第3期46卷 63-71页

作者：苑曙光张瑜婷王峰苑广震内蒙古工业大学经济管理学院呼和浩特010051 内蒙古工业大学能源与动力工程学院呼和浩特010051

储能是新型电力系统实现高比例风光消纳的关键。作为国家重要能源和战略资源基地,内蒙古提出在国内率先建成以新能源为核心的新型电力系统。因此,研究适用于内蒙古地区的储能商业模式具有较强现实意义。为了全面比较各种现行储能商业模... 详细信息

储能是新型电力系统实现高比例风光消纳的关键。作为国家重要能源和战略资源基地,内蒙古提出在国内率先建成以新能源为核心的新型电力系统。因此,研究适用于内蒙古地区的储能商业模式具有较强现实意义。为了全面比较各种现行储能商业模式在内蒙古地区的应用潜力,以蒙西地区为例,首先从技术视角分析了适用于蒙西地区的规模化储能技术路线、应用场景和配置原则;其次,结合蒙西地区电力生产、输送和消费特点,对目前国内典型的储能商业模式可行性及风险进行分析。研究表明:化学储能受自然条件影响较小,其中磷酸铁锂技术更适应当前电力系统储能规模化发展;短期内用户侧储能只有参与虚拟电厂聚合及参与需求侧响应才能获得盈利空间;合同能源管理模式和共享储能模式更加适用于现阶段蒙西地区规模化储能发展。本文研究能够为能源投资商的蒙西地区储能项目提供决策支持,也可为其他地区储能项目决策和开发提供参考。

关键词：规模化储能新型电力系统风光消纳磷酸铁锂电池虚拟电厂聚合需求侧响应合同能源管理模式共享储能模式