登录注册
请使用微信扫一扫
关注公众号完成登录
我要投稿
可再生能源是全球能源转型和低碳发展的重要解决方案,含高比例可再生能源是未来电力系统发展的必然趋势,而高比例可再生能源电力系统的核心骨干网架直接关系到系统在灾害条件下的生存性、可靠性和可再生能源的消纳率。分析了高比例可再生能源电力系统的核心骨干网架的特征。随后结合电力网络中不同类型节点的特点,基于拓扑特性和电气参数分别构建各类节点的重要度评价指标体系,并采用熵权-理想解法评价各类节点的相对重要度。根据节点的相对重要度,构建了两阶段核心骨干网架优化模型:第一阶段模型针对重要负荷节点进行网架优化;第二阶段模型针对电源节点进行优化,最终得到包含风电场、光伏电站和常规机组的核心骨干网架。修改后的含高比例可再生能源的IEEE-118节点系统的仿真结果表明,文中策略能够较全面地评估高比例可再生能源电力系统的各类节点的相对重要度,优化得到的核心骨干网架能够保障对重要负荷的供电,且具有较高的可再生能源渗透率与利用率。
电力系统的核心骨干网架是指在发生灾害或故障时,在保证电力系统安全运行并保障对重要负荷供电的前提下满足拓扑连通性的支路和节点的集合。研究电力系统核心骨干网架的优化策略,对于提高系统的抗灾能力,保障其对重要负荷的供电具有重要意义。目前,已有较多文献对电力系统核心骨干网架进行了研究。文献[1]将骨干网架定义为特定的运行方式和初始触发故障条件下,维持系统生存性所必需的关键线路和重要网络结构,并构建了以支路数和网络相对平均电气距离之和最小为目标的骨干网架搜索模型。文献[2]综合考虑了支路和节点的重要度,将核心骨干网架搜索构建为一个以子网架节点数和支路数最少为首要目标、以保留的支路和节点重要度之和最大为次要目标的多目标优化问题,并采用二进制粒子群算法进行骨干网架搜索。文献[3]从可抵抗性、可恢复性和连通性等方面构建了核心骨干网架的生存性综合指标体系,并以核心骨干网架的线路总长度最小、生存性综合指标最大为目标构建了优化模型,然后采用改进后的BBO(biogeography-based optimization algorithm)算法进行核心骨干网架的优化。文献[4]将电气介数作为线路重要度的搜索权重,以子网架的线路数为主要因素、子网架的搜索权重之和为次要因素构建核心骨干优化模型,并采用二进制量子粒子群算法进行核心骨干网架的搜索。文献[5]从电网的输电网架结构和负荷两方面出发,提出节点重要度和线路重要度评估指标,并提出了结构性坚强网架和重要负荷坚强网架的概念及构建方法,在此基础上构建了输电网络的最小骨干网架。文献[6]计及骨干网架的网架特性和电气特性,从可抵抗性、可恢复性、安全性和连通性4个方面分别构建了骨干网架的生存性指标体系,并采用线性判别分析与主成分分析相结合的方法对骨干网架的规划方案进行生存性评估。从上述文献可以看出,目前核心骨干网架的研究均是基于传统的无间歇性能源电源(intermittent energy source,IES)的电力系统而开展的,未考虑高比例可再生能源尤其是间歇性能源在电力系统核心骨干网架中的作用及其对电力系统的影响。
高比例可再生能源电力系统是我国电力系统发展和规划的重要研究内容:我国能源转型与发展的目标是实现2020年和2030年非化石能源分别占一次能源消费比重的15%和20%,并力争在2050年实现可再生能源占比达60%[7-8]。因此,研究含高比例可再生能源电力系统的核心骨干网架构建,对提高未来电力系统的稳定性、可靠性和抗灾能力具有重要的意义。然而,间歇性电源如风电、光伏等的大规模接入,显著地增加了电力系统的不确定性和复杂程度,导致原本适用于常规电力系统的核心骨干网架构建方法并不适用于含高比例可再生能源的电力系统。在此背景下,亟需研究含高比例可再生能源(包括水电、风电和光伏发电)的电力系统的核心骨干网架优化策略。
本文以包含水电、风电和光伏发电的高比例可再生能源电力系统为研究对象(后述的高比例可再生能源电力系统均指包含水电、风电和光伏发电的系统),分析了高比例可再生能源电力系统的核心骨干网架的特征。然后,考虑IES的出力特点,提出了一种可再生能源大规模接入下电力系统的两阶段核心骨干网架优化方法。该方法根据不同类型节点的特点,分别构建其重要度评价指标,对其进行重要度评价;然后将节点相对重要度用于构建高比例可再生能源电力系统的两阶段核心骨干网架优化模型:第一阶段模型的主要任务是优化负荷节点,其以线路总数最少且负荷节点的重要度最大为目标优化得到一个包含重要负荷节点和线路的连通子网架;第二阶段模型的主要任务是优化电源节点,其在满足IES的穿透功率极限约束、备用约束和安全约束的前提下,以电源节点的重要度最大且连接电源节点和第一阶段所得子网架的线路数最少为目标来优化核心骨干网架。
1.高比例可再生能源电力系统的核心骨干网架
核心骨干网架能够提升电网应对突发灾害事件和抵御严重故障的能力,提高电力系统运行的可靠性和稳定性。传统的仅含常规电源(如火电和水电等)的电力系统的核心骨干网架优化要求在保障对重要负荷供电的前提下,所得核心骨干网架满足安全运行约束和拓扑连通性约束,且其线路数尽可能地少[1]。随着可再生能源在电力系统中的比重越来越高,核心骨干网架优化时亦应将可再生能源考虑进来。此外,由于可再生能源的发电成本较低,并且其在电力系统大停电后能够迅速参与电力系统恢复并加快恢复进程[9-10],因此,在含高比例可再生能源电力系统的核心骨干网架内保留一定量的可再生能源接入也能够提高电力系统的经济性和可靠性。
高比例可再生能源电力系统的最显著特点是可再生能源尤其是风电、光伏等的大规模并网,而常规化石能源发电机组的占比越来越低。由于风电和光伏的出力具有较强的不确定性,因此,构建含高比例可再生能源的电力系统的核心骨干网架时,除应满足对重要负荷供电要求、安全运行约束和拓扑连通性约束外,还应充分考虑不同风电场和光伏电站的出力状况、运行特性以及由此带来的影响。此外,高比例可再生能源电力系统的风电、光伏的渗透率较高,在满足穿透功率极限的前提下核心骨干网架亦应充分考虑风电、光伏的渗透率和利用率。风电(光伏发电)穿透功率极限定义为系统所能接纳的最大风电(光伏发电)容量与系统最大负荷的百分比[11-13]。核心骨干网架的风电功率和光伏功率应分别满足其对应的穿透功率极限约束。
根据高比例可再生能源电力系统的特点,本文认为高比例可再生能源电力系统的核心骨干网架除应满足传统电力系统核心骨干网架的要求外,还应充分计及可再生能源的接入;并且,接入可再生能源的核心骨干网架应在可再生能源的任何出力场景下均满足电力系统的安全运行要求。
结合以上分析,高比例可再生能源电力系统的核心骨干网架的优化思路可总结为:在满足核心骨干网架安全运行的前提下,应综合考虑常规电源与风电、光伏电站等可再生能源在核心骨干网架中的合理配置,使所构建的核心骨干网架既能保证对重要负荷的供电,又能保证较高的可再生能源渗透率和利用率。
2.两阶段核心骨干网架优化策略
建设高比例可再生能源电力系统的核心骨干网架,需要结合高比例可再生能源电力系统的特点,确定一组尽可能少的线路和母线的集合用于指导防灾加固,使得在灾害条件下高比例可再生能源电力系统具有一定的抗灾能力。电力系统通常要求保障某些重要负荷在灾害情况下的电能供应,这部分负荷节点在核心骨干网架优化时必须予以保留。此外,由于原网架具有较高的可再生能源渗透率和利用率,在核心骨干网架的优化时应充分考虑高比例可再生能源的接入,以满足高比例可再生能源电力系统的运行要求并提高核心骨干网架的经济效益和社会效益。
传统的核心骨干网架优化策略往往将负荷节点和电源节点等量齐观,忽略了电网不同类型节点的差异[1,3]。尽管负荷节点和电源节点都可以等效为一个节点,但是其作用、功率方向和重要程度都不尽相同,若将其同等对待,可能导致所构建的核心骨干网架不能有效地保留重要节点或线路。此外,对于高比例可再生能源电力系统,其电源节点类型多样,电气参数以及重要度指标均各有特色,若将电源节点无差异对待,也不符合高比例可再生能源电力系统的特点。因此,本文充分考虑节点的不同类型,有针对性地提出两阶段核心骨干网架优化策略,该策略包含3个部分,如图1所示。
图1 两阶段核心骨干网架优化策略的框架Fig. 1 Architecture of the two-stage core backbone network optimization strategy
2.1 基于熵权-理想解法的节点重要度评价
2.1.1 节点重要度评价指标
高比例可再生能源电力系统的电源节点包括风电场节点、光伏电站节点以及常规机组节点(含水电机组节点和火电机组节点)等。核心骨干网架优化的关键就是对节点进行重要度评价和排序,并尽量选择相对重要度较大的节点加入到核心骨干网架中。由于不同类型的节点具有不同的拓扑特性和运行参数,因此应根据不同的节点类型,分别选择相应的重要度评价指标计算其相对重要度。本文采用的节点重要度评价指标如表1所示。各指标的定义及计算方法见附录A。
根据以上评价指标,对各类节点分别进行相对重要度评估,再将评估结果用于两阶段核心骨干网架优化。需要指出的是,由于水电机组具有良好的调峰调频性能,并且其能够作为电力系统大停电后的主要黑启动电源,因此,在核心骨干网架中应保留所有的水电机组。
表1 采用的节点重要度评价指标Tab. 1 Utilized node importance evaluation indexes
2.1.2 基于熵权-理想解法的节点重要度评价
目前,进行节点重要性评估常用的方法主要有层次分析法[1,25],熵权法[16]、理想解法[26-27]和模糊综合评价法[28-29]等。
层次分析法把待评估对象作为一个系统,按照分层、比较判断、综合的思维方式进行评估决策。层次分析法较依赖主观判断,其结果侧重于定性分析,难以给出令人信服的定量分析结果。此外,当待评估的指标过多时,数据统计量较大,各个指标的权重也难以精确确定。
熵权法能客观、有效地反映各指标的差异程度和重要水平。熵权法的基本思路是根据指标的信息量多少和不确定程度大小来确定其权重。指标提供的信息量越多,不确定性程度就越小,熵也就越小,从而该指标在综合评价中的权重越大;反之,则熵就越大,权重也就越小。
特别声明:北极星转载其他网站内容,出于传递更多信息而非盈利之目的,同时并不代表赞成其观点或证实其描述,内容仅供参考。版权归原作者所有,若有侵权,请联系我们删除。
凡来源注明北极星*网的内容为北极星原创,转载需获授权。
能源法草案23日提请十四届全国人大常委会审议。草案明确能源结构调整方向,支持优先开发可再生能源,合理开发和清洁高效利用化石能源,有序推动非化石能源替代化石能源、低碳能源替代高碳能源。据介绍,中国已制定电力法、煤炭法、节约能源法、可再生能源法、城镇燃气管理条例等多部单行能源法律法规,
近年来,我国以风电、光伏发电为代表的可再生能源行业装机规模飞速提升,持续维持跨越式发展态势,早已成为我国电力新增装机的主要力量。截至2023年底,我国可再生能源发电量约占全社会用电量比重的三分之一,风光合计发电量已能够完全覆盖同期城乡居民生活用电量。可再生能源行业发展初期,“保障性收
北极星氢能网获悉,4月18日,兴安盟京能煤化工可再生能源绿氢替代示范项目开工建设。该项目包含风电场和制氢站两个子项目,风电场建设位于内蒙古乌兰浩特市乌兰哈达镇、葛根庙镇、斯力很现代农业园区,分布在洮儿河东西两侧;制氢站拟安装60台1000标立方米每小时碱性电解槽,配套12个2000立方米高压储
4月22日,国家能源局2023年法治政府建设年度报告。根据报告,2024年法治政府建设的重点任务包括:扎实推进能源立法。配合做好能源法立法审议工作,开展能源法出台配套法规和政策预研,为能源法顺利实施营造良好的法治环境。推动将电力法修订列为优先立法事项。积极推进可再生能源法、煤炭法、石油储备
2024年是中华人民共和国成立75周年,是实现“十四五”规划目标任务的关键一年,也是深入实施“四个革命、一个合作”能源安全新战略十周年,做好全年能源工作意义重大、影响深远。近日,北京市发展改革委会同市城市管理委联合制定印发《北京市2024年能源工作要点》(以下简称《工作要点》),明确了全年
4月18日下午,中国华电党组书记、董事长江毅在怒江州府与怒江州委书记洪维智举行会谈。双方就推动怒江经济社会高质量发展、实现合作共赢进行深入交流。怒江州委常委、州委秘书长李义军,怒江州委常委、常务副州长杨永铸参加会谈。江毅对怒江州经济社会发展取得的成绩表示祝贺,并介绍了中国华电经营情
2024年是中华人民共和国成立75周年,是实现“十四五”规划目标任务的关键一年,也是深入实施“四个革命、一个合作”能源安全新战略十周年,做好全年能源工作意义重大、影响深远。近日,北京市发展改革委会同市城市管理委联合制定印发《北京市2024年能源工作要点》(以下简称《工作要点》),明确了全年
4月16日北京印发《北京市促进制造业和信息软件业绿色低碳发展的若干措施》,其中指出推动强化绿色低碳发展理念、推动企业园区绿色低碳改造提升、梯度培育促进企业全面绿色达标、推动构建绿色产业链供应链、引导提升可再生能源电力消纳水平、协同推进京津冀区域产业绿色发展、打造绿色低碳增长新动能、
北极星氢能网获悉,4月16日,内蒙古自治区能源局等部门发布《内蒙古自治区可再生能源制氢产业安全管理办法(试行)》的通知。其中指出:允许在化工园区外建设绿氢项目和制氢加氢一体站。绿氢项目不需取得危险化学品安全生产许可。绿氢加氢站参照天然气加气站管理模式,经营性绿氢加氢站应向燃气主管部
4月16日,内蒙古自治区能源局等部门发布《内蒙古自治区可再生能源制氢产业安全管理办法(试行)》的通知。其中指出:允许在化工园区外建设绿氢项目和制氢加氢一体站。绿氢项目不需取得危险化学品安全生产许可。绿氢加氢站参照天然气加气站管理模式,经营性绿氢加氢站应向燃气主管部门取得经营许可。全
4月16日,内蒙古自治区能源局等部门发布《内蒙古自治区可再生能源制氢产业安全管理办法(试行)》的通知。其中指出:允许在化工园区外建设绿氢项目和制氢加氢一体站。绿氢项目不需取得危险化学品安全生产许可。绿氢加氢站参照天然气加气站管理模式,经营性绿氢加氢站应向燃气主管部门取得经营许可。内
随着拉美各国能源系统脱碳进程提速,低碳、稳定的地热能吸引了大量关注,已成为该地区开发清洁能源的最新“热点”。近日,哥伦比亚政府宣布,今年下半年将开启第一轮地热能项目招标,以进一步探索境内地热资源开发潜力。无独有偶,萨尔瓦多也在近期宣布,将加大地热资源开发,推动本土地热能应用。随着
4月19日,中国华能集团有限公司党组书记、董事长温枢刚在集团公司总部会见承德市委书记柴宝良一行,双方就进一步深化合作交换了意见。集团公司党组成员、副总经理樊启祥参加会见。温枢刚对柴宝良一行的到访表示欢迎,对承德市近年来取得的成绩表示祝贺,并介绍了中国华能在经营发展、绿色转型等方面的
4月11日,第12届储能国际峰会暨展览会(ESIE2024)在北京首钢会展中心盛大启幕。作为储能制造及全生命周期运营商,江苏北人携全液冷分布式储能系统(立式、卧式)、集装箱式储能系统、PACK、PCS、EMS平台等储能系列产品精彩亮相,获多方瞩目。本次展会,江苏北人重磅展出全液冷分布式储能系统与集装箱
低碳转型大势下,未来能源何去何从?4月16日至18日,正泰新能携ASTRO系列高效组件亮相阿联酋阿布扎比国家展览中心,在备受瞩目的2024年世界未来能源峰会(WorldFutureEnergySummit2024)给出新能答案。正泰新能团队合影自2008首次举办以来,世界未来能源峰会已经快速成长为中东北非地区规模最大、最有
4月17日,中国能建党委书记、董事长宋海良在青岛拜会山东省委常委、青岛市委书记曾赞荣。双方就进一步加强能源电力、城市更新、海洋综合开发等多领域、深层次务实合作进行座谈交流,并达成广泛共识。曾赞荣对宋海良一行来访表示欢迎。他说,当前,青岛正深入贯彻落实习近平总书记对山东、对青岛工作的
2024年是中华人民共和国成立75周年,是实现“十四五”规划目标任务的关键一年,也是深入实施“四个革命、一个合作”能源安全新战略十周年,做好全年能源工作意义重大、影响深远。近日,北京市发展改革委会同市城市管理委联合制定印发《北京市2024年能源工作要点》(以下简称《工作要点》),明确了全年
一季度,国家能源集团自产煤月均达5191万吨,连续30个月保持5000万吨峰值水平;发电量完成月均1031亿千瓦时,同比增长7.4%;一体化核心区日均调运量102.6万吨,同比增长7.9%。集团“煤电化运”9项一级指标全面完成年度25%目标,高标准实现生产运营首季开门红。今年以来,国家能源集团生产运营系统有力
4月17日,三峡集团总经理韩君在武汉会见来访的新加坡政府投资公司基础设施首席投资官洪荣兴一行并举行座谈,双方就进一步深化合作进行深入交流。三峡集团副总经理吴胜亮出席座谈。韩君对洪荣兴一行来访表示欢迎,并介绍了三峡集团的经营发展情况。韩君表示,三峡集团作为全球最大的水电开发运营企业和
中国地热发电的未来还需政策支持——专访中国能源研究会地热专业委员会前主任郑克棪来源:微信公众号“中能传媒研究院”作者:王雪辰(中能传媒能源安全新战略研究院)我国曾于1970年成为世界第8个地热发电国家,至今地热发电已历经54年。20世纪70年代我国建成了7处中低温地热发电站,其中1971年江西省
4月12日,中国能建召开2024年市场经营工作会。会议强调,要以习近平新时代中国特色社会主义思想为指导,全面贯彻落实党的二十大和全国两会精神以及公司2024年工作会精神,深入践行《若干意见》、“1466”和“四新”能建战略,突出市场引领,聚焦“四新”业务,加快“四大转型”,提升系统经营能力,不
4月12日,台湾日山能源科技有限公司董事长林山城一行莅临固德威技术股份有限公司苏州总部参观访问。期间,双方本着相互信任、合作共赢的理念签署了战略合作协议,未来将优势互补开展深度合作,共同推动台湾光伏和储能市场发展。日山能源科技有限公司是台湾卓有影响力和担当的新能源企业,迄今已成立15
近日,由中国电建所属华东院总承包的嘉兴联合污水厂光伏发电项目实现全容量并网发电,为这座已投运20余年的污水厂注入绿色发展新动能,也为“光伏+污水治理”的发展模式提供工程样板。嘉兴市联合污水处理厂,是浙江省第三大污水处理厂,承担着嘉兴市域(除桐乡、海宁)范围内工业、生活污水的收集、输
4月22日,浙江省平湖市印发平湖市进一步推动经济高质量发展若干政策(平政发〔2024〕10号),其中提到,适度超前建设农村电网,重点支持乡村公共充电设施建设及运营,支持新建乡村充电设施100根左右。鼓励结合实际情况,推进分布式光伏规模化开发。原文如下:平湖市人民政府关于印发平湖市进一步推动经
北极星储能网获悉,4月23日,浙江公司宁海电厂电化学储能辅助煤机调频工程设备PCS及其他电气设备采购项目公开招标中标候选人公示发布。第一中标候选人为北京四方继保工程技术有限公司,投标报价2950.5171万元。第二中标候选人为广州智光储能科技有限公司,投标报价3201.8万元。项目概况、招标范围及标
北极星储能网讯,4月22日,柯桥区平水网侧储能项目中标结果公告出炉。中标人:中国电建集团华东勘测设计研究院有限公司,中标金额:187991705.74元,约为1.253元/Wh。(保留小数点后三位结果)据了解,该项目原估算金额为:238000000.00元,约为1.587元/Wh。(保留小数点后三位结果)项目位于柯桥区平
北极星储能网获悉,4月19日,浙江省湖州市德清县发布关于县十七届人大三次会议第62号建议答复的函。文件提出,加快产业平台配套储能措施。我县浙能分布式、钱江印染等8家企业已安装储能,拓普药业、东睦科达等8家企业正在建设中。2023年起,我县多次召集用电负荷大、白天生产晚上停产等企业开展政策宣
近日,浙江省生态环境厅发布《长三角生态绿色一体化发展示范区绿色发展领军企业评选专家库名单》,涵盖节能降碳、污染减排、化工、纺织、新能源新材料、机械等等领域共148位专家,详情如下:关于《长三角生态绿色一体化发展示范区绿色发展领军企业评选专家库名单》的公示为推进长三角生态绿色一体化发
据宁波海关统计,一季度宁波口岸进出口5769.5亿元,与去年同期相比(下同)增长2.7%。其中,出口4139.1亿元,增长1.4%;进口1630.4亿元,增长6%。一季度进出口、出口、进口规模均创同期历史新高。主要特点一是本地企业进出口增幅较异地企业更优。一季度,本地企业经宁波口岸进出口2115.4亿元,增长5%,
北极星储能网获悉,据纳晖储能消息,4月19日,浙江湖州市万宏玻璃厂的纳晖新能源中小工商业场景200kW/400kWh用户侧储能电站正式交付运行。该项目采用普惠能源管理模式,用电企业0投入,即可分享峰谷套利收益,降低用电成本。该项目配置2台100kW/200kWh储能标准柜和数字化运营系统,实现了电站端到端的
近期,浙江临海市纪委监委根据审计移送线索,经会议研究并报临海市委批准,给予浙江临海市水务集团有限公司原董事长杨某强开除党籍、开除公职处分。2023年4月,临海市审计局在专项审计调查中发现,临海市排水有限公司作为临海市大洋街道“污水零直排区”建设工程EPC项目(暂定合同金额1.2821亿元)及临
北极星储能网获悉,据东渐光储消息,近日东渐光储与杭州萧越染织有限公司签订工商业储能电站项目。该项目位于浙江省杭州市萧山区,总规模为3.5MW/7MWh,是今年年初以来杭州市单体容量最大的工商业储能电站项目。
4月17日,哈电集团哈尔滨电机厂有限责任公司与杭州华辰电力控制工程有限公司,成功签订浙江永嘉4台300兆瓦抽水蓄能机组及其附属设备采购合同。签约仪式在浙江省杭州市进行,中国电建集团华东勘测设计研究院有限公司党委书记、院长时雷鸣,杭州华辰电力控制工程有限公司董事长张翔,哈电电机党委副书记
请使用微信扫一扫
关注公众号完成登录
姓名: | |
性别: | |
出生日期: | |
邮箱: | |
所在地区: | |
行业类别: | |
工作经验: | |
学历: | |
公司名称: | |
任职岗位: |
我们将会第一时间为您推送相关内容!