上海交通大学学报 ›› 2023, Vol. 57 ›› Issue (5): 505-512.doi: 10.16183/j.cnki.jsjtu.2022.054
所属专题: 《上海交通大学学报》2023年“新型电力系统与综合能源”专题
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顾慧杰1, 彭超逸1, 孙书豪1, 刘明涛2, 谢俊2(), 施雄华3, 鲍永3
收稿日期:
2022-03-05
修回日期:
2022-09-23
接受日期:
2022-11-28
出版日期:
2023-05-28
发布日期:
2023-06-02
通讯作者:
谢俊
E-mail:eejxie@163.com.
作者简介:
顾慧杰(1985-),高级工程师,主要研究方向为电力市场.
基金资助:
GU Huijie1, PENG Chaoyi1, SUN Shuhao1, LIU Mingtao2, XIE Jun2(), SHI Xionghua3, BAO Yong3
Received:
2022-03-05
Revised:
2022-09-23
Accepted:
2022-11-28
Online:
2023-05-28
Published:
2023-06-02
Contact:
XIE Jun
E-mail:eejxie@163.com.
摘要:
为实现碳达峰碳中和目标,构建以新能源为主体、以能源供给清洁化和能源消费电气化为特征的新型电力系统迫在眉睫.考虑风力发电、光伏发电的间歇性和随机性,以及抽蓄电站、电制氢的储能特性和灵活性特点,基于随机规划理论提出一种风电-光伏-电制氢-抽蓄零碳电力系统短期生产模拟模型.在满足柔性氢负荷总量需求的基础上,以绿电上网电量最大为目标,对风电-光伏-电制氢-抽蓄零碳电力系统进行短期生产模拟,包括日前发电-制氢计划、备用容量、抽水蓄能-放水发电功率、弃风光等.以我国张北风电-光伏-电制氢-抽蓄零碳电力系统示范工程为例,设置多个运行情景对所提模型进行模拟仿真.仿真结果表明:该模型能够有效模拟系统在任意风光出力场景集下的绿电上网计划情况,柔性氢负荷、抽蓄电站能有效促进风光消纳,增加系统综合效益.
中图分类号:
顾慧杰, 彭超逸, 孙书豪, 刘明涛, 谢俊, 施雄华, 鲍永. 风电-光伏-电制氢-抽蓄零碳电力系统短期生产模拟模型[J]. 上海交通大学学报, 2023, 57(5): 505-512.
GU Huijie, PENG Chaoyi, SUN Shuhao, LIU Mingtao, XIE Jun, SHI Xionghua, BAO Yong. A Short-Term Production Simulation Model of Wind-PV-Hydrogen-Pumped Storage Zero Carbon Power System[J]. Journal of Shanghai Jiao Tong University, 2023, 57(5): 505-512.
[1] | 王锡凡. 电力系统规划基础[M]. 北京: 中国电力出版社, 1994. |
WANG Xifan. Power system planning fundamentals[M]. Beijing: China Electric Power Press, 1994. | |
[2] | 邵成成, 冯陈佳, 王雅楠, 等. 含大规模清洁能源电力系统的多时间尺度生产模拟[J]. 中国电机工程学报, 2020, 40(19): 6103-6113. |
SHAO Chengcheng, FENG Chenjia, WANG Yanan, et al. Multiple time-scale production simulation of power system with large-scale renewable energy[J]. Proceedings of the CSEE, 2020, 40(19): 6103-6113. | |
[3] | 舒印彪, 张智刚, 郭剑波, 等. 新能源消纳关键因素分析及解决措施研究[J]. 中国电机工程学报, 2017, 37(1): 1-9. |
SHU Yinbiao, ZHANG Zhigang, GUO Jianbo, et al. Study on key factors and solution of renewable energy accommodation[J]. Proceedings of the CSEE, 2017, 37(1): 1-9. | |
[4] | 刘明涛, 谢俊, 张秋艳, 等. 碳交易环境下含风电电力系统短期生产模拟[J]. 上海交通大学学报, 2021, 55(12): 1598-1607. |
LIU Mingtao, XIE Jun, ZHANG Qiuyan, et al. Short-term production simulation of power system containing wind power under carbon trading environment[J]. Journal of Shanghai Jiao Tong University, 2021, 55(12): 1598-1607. | |
[5] |
LI C B, LIU X B, CAO Y J, et al. A time-scale adaptive dispatch method for renewable energy power supply systems on Islands[J]. IEEE Transactions on Smart Grid, 2016, 7(2): 1069-1078.
doi: 10.1109/TSG.2015.2485664 URL |
[6] | 黄强, 郭怿, 江建华, 等. “双碳”目标下中国清洁电力发展路径[J]. 上海交通大学学报, 2021, 55(12): 1499-1509. |
HUANG Qiang, GUO Yi, JIANG Jianhua, et al. Development pathway of China’s clean electricity under carbon peaking and carbon neutrality goals[J]. Journal of Shanghai Jiao Tong University, 2021, 55(12): 1499-1509. | |
[7] | 潘光胜, 顾伟, 张会岩, 等. 面向高比例可再生能源消纳的电氢能源系统[J]. 电力系统自动化, 2020, 44(23): 1-10. |
PAN Guangsheng, GU Wei, ZHANG Huiyan, et al. Electricity and hydrogen energy system towards accomodation of high proportion of renewable energy[J]. Automation of Electric Power Systems, 2020, 44(23): 1-10. | |
[8] | BAN M F, YU J L, SHAHIDEHPOUR M, et al. Integration of power-to-hydrogen in day-ahead security-constrained unit commitment with high wind penetration[J]. Journal of Modern Power Systems & Clean Energy, 2017, 5(3): 337-349. |
[9] | 吕翔, 刘国静, 周莹. 含抽水蓄能的风水火联合机组组合研究[J]. 电力系统保护与控制, 2017, 45(12): 35-43. |
LÜ Xiang, LIU Guojing, ZHOU Ying. Research on combined unit commitment of wind power-hydro power-thermal power for the power system with pumped hydro storage[J]. Power System Protection & Control, 2017, 45(12): 35-43. | |
[10] | 邹金, 赖旭, 汪宁渤. 以减少电网弃风为目标的风电与抽水蓄能协调运行[J]. 电网技术, 2015, 39(9): 2472-2477. |
ZOU Jin, LAI Xu, WANG Ningbo. Mitigation of wind curtailment by coordinating with pumped storage[J]. Power System Technology, 2015, 39(9): 2472-2477. | |
[11] | 夏沛, 邓长虹, 龙志君, 等. 含抽水蓄能机组的风电消纳鲁棒机组组合[J]. 电力系统自动化, 2018, 42(19): 41-49. |
XIA Pei, DENG Changhong, LONG Zhijun, et al. Robust unit commitment with pumped storage units for wind power accommodation[J]. Automation of Electric Power Systems, 2018, 42(19): 41-49. | |
[12] | 李咸善, 杨宇翔. 基于双向电价补偿的含氢储能风电和梯级水电联合优化调度[J]. 电网技术, 2020, 44(9): 3297-3306. |
LI Xianshan, YANG Yuxiang. Optimization dispatching for joint operation of hydrogen storage-wind power and cascade hydropower station based on bidirectional electricity price compensation[J]. Power System Technology, 2020, 44(9): 3297-3306. | |
[13] | 蔡国伟, 孔令国, 薛宇, 等. 风氢耦合发电技术研究综述[J]. 电力系统自动化, 2014, 38(21): 127-135. |
CAI Guowei, KONG Lingguo, XUE Yu, et al. Overview of research on wind power coupled with hydrogen production technology[J]. Automation of Electric Power Systems, 2014, 38(21): 127-135. | |
[14] |
WANG J, BOTTERUD A, BESSA R, et al. Wind power forecasting uncertainty and unit commitment[J]. Applied Energy, 2011, 88(11): 4014-4023.
doi: 10.1016/j.apenergy.2011.04.011 URL |
[15] |
BOUFFARD F, GALIANA F D. Stochastic security for operations planning with significant wind power generation[J]. IEEE Transactions on Power Systems, 2008, 23(2): 306-316.
doi: 10.1109/TPWRS.2008.919318 URL |
[16] | 李湃, 王伟胜, 刘纯, 等. 张北柔性直流电网工程新能源与抽蓄电站配置方案运行经济性评估[J]. 中国电机工程学报, 2018, 38(24): 7206-7214. |
LI Pai, WANG Weisheng, LIU Chun, et al. Economic assessment of Zhangbei VSC-based DC grid planning scheme with integration of renewable energy and pumped-hydro storage power station[J]. Proceedings of the CSEE, 2018, 38(24): 7206-7214. | |
[17] |
DING H J, HU Z C, SONG Y H. Stochastic optimization of the daily operation of wind farm and pumped-hydro-storage plant[J]. Renewable Energy, 2012, 48: 571-578.
doi: 10.1016/j.renene.2012.06.008 URL |
[1] | 卫慧, 陈鹏, 张芮菡, 程正顺. 基于长短期记忆网络的大型漂浮式风力发电机平台运动极短期预报方法[J]. 上海交通大学学报, 2023, 57(S1): 37-45. |
[2] | 刘新宇, 王森, 曾龙, 原绍恒, 郝正航, 逯芯妍. 双馈风电场抑制电网低频振荡的自适应附加控制策略[J]. 上海交通大学学报, 2023, 57(9): 1156-1164. |
[3] | 刘子旭, 米阳, 卢长坤, 符杨, 苏向敬. 计及需求响应和风力发电消纳的电-热系统低碳优化调度[J]. 上海交通大学学报, 2023, 57(7): 835-844. |
[4] | 奚鑫泽, 邢超, 覃日升, 何廷一, 和鹏, 孟贤, 程春辉. 含双馈风力发电系统的配电网短路电流特性[J]. 上海交通大学学报, 2023, 57(7): 921-927. |
[5] | 朱月尧, 祁佟, 吴星辰, 刘迪, 华昊辰. 计及实时碳减排的产消群价格型需求响应机制[J]. 上海交通大学学报, 2023, 57(4): 452-463. |
[6] | 刘可真, 陈雪鸥, 陈镭丹, 林铮, 沈赋. 光伏发电系统动态离散等值模型研究[J]. 上海交通大学学报, 2023, 57(4): 412-421. |
[7] | 高畅, 李红涛. 海上风电制氢关键技术及突围路径[J]. 海洋工程装备与技术, 2023, 10(2): 89-94. |
[8] | 彭星皓, 李艳婷. 基于时空协方差函数的风能场景生成方法与应用[J]. 上海交通大学学报, 2023, 57(12): 1531-1542. |
[9] | 刘新宇, 逯芯妍, 曾龙, 郝正航, 赵起放, 李现伟, 郝同盟. 双馈风电场并网抑制频率振荡控制策略[J]. 上海交通大学学报, 2022, 56(3): 303-311. |
[10] | 陆秋瑜, 于珍, 杨银国, 李力. 考虑源荷功率不确定性的海上风力发电多微网两阶段优化调度[J]. 上海交通大学学报, 2022, 56(10): 1308-1316. |
[11] | 沈阳武, 宋兴荣, 罗紫韧, 沈非凡, 黄晟. 基于模型预测控制的分布式储能型风力发电场惯性控制策略[J]. 上海交通大学学报, 2022, 56(10): 1285-1293. |
[12] | 金皓纯, 葛敏辉, 徐波. 基于极限学习机的双馈感应风力发电机综合自适应调频参数优化方法[J]. 上海交通大学学报, 2021, 55(S2): 42-50. |
[13] | 秦斌,周浩,邱丽,郭百顺,王欣. 基于模糊滑模控制的风力发电系统最大风能追踪[J]. 上海交通大学学报(自然版), 2014, 48(07): 993-997. |
[14] | 张鲁华,郭家虎,蔡旭,曹云峰,程孟增. 恒定交流励磁时双馈感应发电机的短路电流[J]. 上海交通大学学报(自然版), 2010, 44(07): 1000-1004. |
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