【摘 要】
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风电、光伏等新能源的并网装机容量持续增加,其出力的波动性和不确定性使得系统维持电力平衡的难度不断增加,对灵活性调峰资源的需求也随之增加。为保障电力系统的稳定运行,源-网-荷各环节灵活性资源亟待进一步挖掘。为此,本文针对高比例新能源电力系统,从源网荷三侧出发,研究了提高系统灵活性的方法。主要工作内容如下:电源侧,针对沿海地区装机容量日益增加的核电机组仍以基荷运行,灵活性资源缺乏的问题,提出了考虑核电
【基金项目】
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2018.09-2020.10,国家电网公司科技项目,考虑多因素的电力调峰需求预测与优化决策技术研究(SGSDJY00GPJS1800114)
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风电、光伏等新能源的并网装机容量持续增加,其出力的波动性和不确定性使得系统维持电力平衡的难度不断增加,对灵活性调峰资源的需求也随之增加。为保障电力系统的稳定运行,源-网-荷各环节灵活性资源亟待进一步挖掘。为此,本文针对高比例新能源电力系统,从源网荷三侧出发,研究了提高系统灵活性的方法。主要工作内容如下:电源侧,针对沿海地区装机容量日益增加的核电机组仍以基荷运行,灵活性资源缺乏的问题,提出了考虑核电日负荷跟踪调峰的机组优化调度模型。首先,从技术层面分析了核电日负荷跟踪调峰的可行性和安全性,并给出了核电机组精细化调峰的运行约束。其次,利用污染物成本这一指标量化了以SO2为代表的大气污染物和CO2为代表的温室气体对环境造成的影响,并将其计入目标函数,构建了经济目标与环境目标相结合的综合优化调度模型。最后,通过对比分析不同核电运行方式下的优化结果,证明所提模型在高风电渗透率电网中可缓解常规机组的调峰压力,有效促进风电消纳,兼顾了经济性和环保性。电网侧,针对现有直流联络线运行方式忽略受端电网负荷特性,无法平衡送受端电网调峰需求的问题,提出了考虑受端调峰裕度约束的直流联络线功率优化方法。首先,分析了联络线接入后电网的调峰机理,提出了受端电网调峰裕度约束。其次,利用直流联络线功率变化快速、灵活可调节的特点,建立了以送受端多地区运行成本最小,新能源消纳量最大为目标的直流联络线功率优化模型。最后,利用基于阶梯式递减聚类的头脑风暴算法对模型进行求解,通过与几种传统联络线运行方式对比分析证明,本文所提优化方法缓解了受端电网调峰压力,提高了送端电网风电消纳水平,实现了多地区灵活性资源的融合。负荷侧,针对静态分时电价无法随系统实际情况实时调整,未充分发挥电动汽车灵活性调节潜力的问题,提出了基于动态调峰补偿机制的电动汽车负荷优化调度策略。首先,建立了以新能源出力曲线与负荷需求曲线的形态、数值双相似距离为基准的动态调峰补偿机制。此外,量化了不同荷电状态和放电深度的电动汽车电池损耗成本,并将其纳入用户侧目标函数。最后,通过与不同模式下电动汽车的充放电策略对比分析,证明本文所提模型减少了电动汽车日均充放电循环次数,降低了用户总成本,充分利用了负荷侧分散式灵活性资源,提升了需求侧响应的质量,直接促进了新能源消纳。综上所示,本文提出的新能源电力系统的源网荷多资源调峰策略研究对挖掘系统灵活调节潜力、促进新能源消纳、缓解系统调峰压力具有重大意义。
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