国内外风电消纳方式的发展与思考

在分析国内风电消纳现状的基础上,对风电消纳过程中遇到的问题,利用国内现有的消纳模式和借鉴国外风电高消纳比例成功经验,提出了增强我国风电消纳能力的一些方法,提出了＂建设特高压骨干电网,实现跨区域、跨国的多能互补型风电走出去＂的策略,对于扩大风电消纳市场,提高风电在全网出力中的比重,调整能源结构,促进电力低碳与节能减排,实现可持续发展有一定的意义。     

计及风电消纳下基于纳什议价理论的多综合能源系统协同运行

为有效提高多个电热综合能源系统(HE-IES)的能源利用率,针对计及风电消纳下多个HE-IES协同运行的成本分摊问题,提出一种基于纳什议价理论的多HE-IES的多目标优化运行模型。构建多HE-IES的框架,针对HE-IES内燃气轮机、热泵、电储能、热储能等设备进行建模,并建立多个HE-IES间、HE-IES与配网间的功率交互模型;以多HE-IES的运行成本与风电消纳作为指标,通过多目标加权规划法建立多HE-IES的多目标优化模型;进一步地,通过纳什议价理论建立多个HE-IES的合作博弈模型,通过数学转换将非凸问题转换为两个凸的子问题,实现每个HE-IES均达到帕累托最优,以保证各HE-IES参与合作的积极性。算例仿真表明,相比各HE-IES独立运行,所提模型使得总运行成本和总弃风成本分别减少了660.14与222.03元,使得每个HE-IES的运行成本与弃风成本分别减少了220.05与74.07元,实现了所有HE-IES的帕累托最优。     

基于需求侧响应的电热综合能源系统风电消纳低碳经济调度

电热综合能源系统作为能源互联网的重要组成部分,促进了能源在更广阔范围内的配置.首先,本文提出了一种多目标电热综合能源系统低碳经济调度模型,充分挖掘了储热装置、电锅炉以及电储能的风电消纳特性;其次,系统考虑需求侧响应的影响,通过峰谷分时电价优化负荷曲线,有效削减了负荷峰谷差,为风电上网提供了空间;最后,采用多目标细菌群体...     

计及条件风险约束的风电消纳能力概率评估

针对传统风电消纳评估模型所存在的缺陷,提出了一种基于条件风险约束的风电消纳能力概率评估模型.通过考虑传统模型的评估误差,定义了风电接纳风险函数,引入条件风险价值(conditional value at risk,CVaR)作为量化风电接纳风险的指标,构建了基于条件风险约束的风电消纳评估模型,并采用马尔科夫链蒙特卡洛模拟法对评估模型进行求解,得到系统风电消纳能力的概率分布特性,同时计算出每个风电消纳水平下的风险值.在IEEE39节点系统中进行仿真分析,仿真结果表明本文所提方法具有可行性和有效性,为保证系统在安全运行的前提下有效地消纳风电提供了更准确的信息.     

计及风电消纳的共享储能优化模型

传统的风储协同优化模式中,储能资源由单一的新能源电厂独享,存在储能资源利用率受限、储能成本较高等问题.为了增强风电消纳、增加经济收益,提出风电共享储能的优化模型,利用粒子群算法对模型求解.将西北地区某新能源基地的风电厂群作为算例,算例分析结果表明:所提共享储能优化模型能提升风电消纳能力、提高系统的经济效益.     

促进风电消纳的源-荷联合优化调度

针对我国弃风问题,将光热电站与风电联合运行,利用其出力的互补性以及储热装置的可调度性应对风电出力的波动性、反调峰性,平滑风电出力以及净负荷曲线,降低火电机组调峰的成本,提高风电利用率.但此方法受到储热装置容量的限制以及机组最小出力和旋转备用的约束,对弃风情况改善有限,因此在需求侧引入需求响应措施与光热-风电系统配合.以...     

大型风电机组发展现状与关键技术

本文在分析风能资源、政策法规、风电技术和发展潜力几方面的基础上，重点阐述了大型风电机组国内外发展现状及存在的问题，指出了实现大型风电机组国产化的关键技术。     

海上风电的发展现状及关键技术研究

风能是一种可再生的洁净能源,在新能源越发得到关注的情况下,风能利用也被各国先后提上日程。以海上风电的发展现状为切入点,分析中外有关技术现状,在此基础上研究其关键技术,包括基础结构设计、建设区域选择、资源评估、重点参数计算以及辅助性技术等。最后简析海上风电的技术难点,提出发展建议,为未来的风电建设提供参考。     

考虑风电接纳风险的鲁棒实时调度方法

高比例风电接入电网后,风电有功功率的不确定性给电力系统调度决策带来了新挑战,增加了系统运行经济性与风险性之间的矛盾。针对此问题,本文提出了一种考虑风电接纳风险的鲁棒实时调度方法,首先从运行风险性角度,基于风电出力概率特性,利用金融领域中的条件系统风险（Conditional System Risk, CSR）指标,表征风电接纳风险,然后从运行经济性角度考虑,考虑了实时调度中的发电量自动控制（Automatic Generation Control,AGC）机组运行和备用成本以及风电消纳效益,表征系统运行成本,最后依据风险性指标和经济性指标,综合利用鲁棒优化和随机优化方法,构建考虑风电接纳风险的鲁棒实时调度优化模型,获取AGC机组运行基点及备用容量、风电可接纳范围,从而实现在最大程度保证系统风险难以发生的同时,提高系统运行经济性,提高风电消纳水平。通过对IEEE30节点测试系统的计算和分析验证了本文所提方法的有效性。     

考虑激励相容的含风电电力市场价格机制研究

节点边际价格机制作为电力市场广泛采用的出清方式,其市场效率只有在完全竞争的假设下才能得到保证。然而,由于边际价格机制下市场成员不能做到完全真实报价,导致电力市场存在信息不对称。本研究在电力市场Vickrey-Clarke-Groves(VCG)理论的基础上提出一种适应电力日前市场的改进VCG价格机制。首先,构建计及风电不确定性的日前市场出清模型,并证明所提机制满足激励相容、个体理性及系统综合成本最小化;其次,针对VCG价格机制不能保证收支平衡的缺点,在不同风电渗透率下提出一种不平衡资金分配策略,达到解决系统资金赤字的目的;最后,通过IEEE 24节点测试系统验证了该机制的有效性,从电力市场角度为提升新能源消纳水平提供了理论依据。     

海上风电的若干关键技术综述

海上风力发电是风电产业未来的主要发展方向.着重对海上风电所涉及的若干关键技术及发展情况进行了论述与分析,包括发电机设计及新结构研究、叶片材料选择与翼型设计、桨距控制技术、冷却系统设计技术及新进展、变流器及其控制器技术、风机塔架设计关键技术与基础结构选择、输电并网系统架构和风机状态监测技术等.采用大型直驱/半直驱风机、封...     

吉林省风能资源利用现状及弃风解决方案探讨

为有效应对吉林省风电发展中的弃风问题,对吉林省风能分布、利用状况进行综述,利用统计数据对吉林省风能资源特点及风力发电出力规律特性进行分析和总结,并提出具有可操作性的解决吉林省弃风问题的方案,力求构建吉林省新型能源消费结构,以新能源替代和抑制常规非再生能源的消费增长,为吉林省节能减排及低碳经济发展探索新思路。     

风电-抽水蓄能电站联合运行的多目标优化

为了充分利用风能,改善风电场的功率输出特性,建立风电场-抽水蓄能联合供电系统的优化模型.以联合运行系统的效益最大和输出功率平滑为优化目标,采用多目标克隆选择算法,对模型进行求解和仿真分析.通过优化计算使风电-抽水蓄能联合运行系统在提高运行效益的同时,输出功率得到平滑.应用风电场功率预测技术,通过上述优化,可以得到预测日...     

大型风力发电蓄电池储能电源系统应用

风力发电是世界上发展最快的绿色能源技术,但是受其波动特性及间断特性影响,其应用范围受到了很大限制.在此,从风能储能角度分析了应用风电的可能途径及风能储能方式的技术现状,并对蓄电池储能方式进行了仿真研究.仿真结果验证了蓄电池储能方式的可行性.阐述了大型风力发电机蓄电池储能系统的应用前景.     

储能技术在风电并网中的应用研究进展

简要介绍了储能技术的分类与应用范围,指出了大规模风电并网面临的主要问题.针对风电并网带来的系统稳定性、风电机组的低电压穿越、风电穿透功率、电能质量及系统运行经济性等方面的问题,详细阐述了基于储能技术的解决方案,并分析了各方案的优缺点.基于已有的研究成果,结合储能技术的特点,提出了储能技术在风电并网中应用的原则意见.     

Participation of large-scale wind power generation in power system frequency regulation

The initiative participation of wind power generators in power system frequency regulation is an inevitable demand to ensure power system safe operation with large-scale wind power integration. However, it is principally difficult for conventional wind turbines to participate in power system frequency regulation. For this reason, solution to this problem is becoming a hot topic in the current studies. This paper systematically reviews the relevant research progresses in the control strategies and the capability assessment of using wind power generators in the power system frequency regulation, including the comparing among the emu- lating inertia control, the droop control, the rotor speed control, the pitch angle control and the coordinated control. Also, future research in this area is pointed out in the paper.     

考虑风电反调峰特性的储能调峰优化策略

为解决风力发电并网的不确定性导致的电力系统调峰困难问题,提高新能源综合利用率,在深入分析储能调峰原理的基础上提出一种考虑风电调峰特性的储能调峰优化策略.首先介绍风电反调峰特性影响,根据调峰特性确定最低移峰功率和最高填谷功率,接着再综合考虑系统功率平衡约束、储能系统约束和电源测约束的基础上增加调峰可靠性约束,建立以负荷方差最小为目标的系统优化模型,最后构建计及调峰可靠性的评价指标.以某电网阶段时间内负荷数据为基础进行算例分析,对比恒功率策略,仿真结果验证本文方法调峰效果更优.     

风氢互补发电系统构建初探

为了解决风力发电输出功率的不平稳性和电压的波动性,以解决并网的瓶颈问题,提出风氢互补发电系统,将风力发电输出“波谷”对应的可控出力作为风电场能保证恒定输出的功率,“波峰”至“波谷”之间对应的不可控的出力,采用“波峰”制氢进行“削峰”、“波谷”氢气发电进行“填谷”的方式进行平衡。并以如东风电场为例进行了实例分析与计算,结果证明采用该风氢互补系统基本能保证发电输出平衡,是解决风电并网有效可行的途径。     

含光热电站的热电联供型微网储热容量双层优化配置

含可再生能源的微网已成为能源领域重要的发展趋势，在此背景下，针对热电联产微网中储能优化配置的不足，构建了含有光热电站的热电联供型微网储热容量双层优化配置模型。上层模型以极小化光热电站日投资成本和热电联产微网日运行成本为优化目标，下层以极小化热电联产微网日运行成本为优化目标。利用Karush-Kuhn-Tucker最优性条件将双层模型转化为单层模型。算例证明了基于光热电站的储热系统提升了微网的经济性以及微网消纳可再生能源的能力，并分析了光热电站的储热容量和储热成本对热电联产微网投资成本和运行成本的影响，同时验证了所提双层规划模型的有效性。     

风力发电变流器发展现状与展望

风电机组宽泛的使用环境,使作为机组关键设备之一的大容量变流器必须满足高功率密度、高可靠性与优良控制性能等要求。国产风电变流器的研发近几年有了较快的发展,但总体上依然落后于国外先进水平。文章对风电变流器,重点是直驱式全功率变流器的若干关键技术做了介绍,给出了相关问题的解决思路。