面向提高可再生能源接纳能力的电力优化模型与方法研究

随着能源危机和环保压力的加重,开发应用清洁的可再生能源发电成为了能源战略的焦点。可再生能源发电分为集中式并网与分布式发电两种形式;在集中式并网中,风电是应用最为广泛且技术最为成熟的发电形式,但目前我国的弃风率却一直居高不下,造成了巨大的能源浪费和利益损失;分布式能源则大多组合为微网的形式进行供电,面对陆续接入的分布式电源,合理配置微电源的容量和类型,对减少微网的投资成本,提高微网的环境友好度,保证微网的供电可靠性具有重要意义。因此,本文针对集中式并网中风电接纳以及并网型微网的优化配置问题展开了研究。首先本文分析了集中式并网中产生大量弃风的原因,并提出风电供热方案来提高“三北”地区风电就地接纳能力,通过在弃风严重的“三北”地区就地安装风电供热装置,接纳弃风进行供热,同时解耦热电机组“以热定电”约束,降低热电机组强迫出力,提高风电并网空间。为制定最优的运行方案,本文针对“三北”地区电网多分区和热电机组比例高的特点,建立了包含蓄热电锅炉在内的多区域热-电联合调度模型,并根据实际算例验证了模型的有效性以及风电供热系统消纳风电的效益,通过对比说明了蓄热装置对于风电并网及电供热系统的重要性。其次,本文介绍了并网型微网优化配置与大电网的不同,提出了包含可靠性、自治能力、交互功率波动性、环境友好度、联络线及新能源利用率在内的微网综合性能评估指标体系,并将其转化为约束的形式;结合各分布式电源出力特性,以规划总成本最低为目标函数,构建了并网型微网优化配置模型。基于某地区实际负荷和气象数据验证了模型的有效性,并分析了各类指标约束对微网容量配置的影响及不同指标间的关系,结果表明不同的指标约束会对微网的配置结果产生较大影响,而且各类指标之间存在着一定的矛盾,因此在工程应用中应根据实际场景来设定合理的指标约束以满足用户多样化的需求。