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考虑极端场景优化的高比例新能源电力系统规划方法
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作者 龚国仙 陈博洋 +4 位作者 杨德州 王鹏 张宁 杜尔顺 宋汶秦 《电网技术》 北大核心 2025年第9期3667-3676,I0042-I0044,共13页
我国新能源累计装机已超过1 TW,作为未来电力系统的重要发电增量,风电和光伏出力的随机性、波动性给高比例新能源接入的电力系统规划优化带来了新的挑战。该文提出了一种考虑极端场景优化的高比例新能源电力系统规划方法,在保证模型求... 我国新能源累计装机已超过1 TW,作为未来电力系统的重要发电增量,风电和光伏出力的随机性、波动性给高比例新能源接入的电力系统规划优化带来了新的挑战。该文提出了一种考虑极端场景优化的高比例新能源电力系统规划方法,在保证模型求解精度的条件下大幅提升求解效率。首先,对风光和负荷数据进行K-medoids聚类,并选取典型场景,然后提出了一种以场景差异度最大为原则的极端场景优化选取机制。基于此,构造基于极端场景优化的规划场景集,并建立电力系统源网储协同规划模型进行求解。最后,在Garver-6和HRP-38节点测试系统上对比了不同场景选取方法在求解精度、效率以及可扩展性方面的优劣。结果表明,所提方法无论是控制总成本偏差还是控制各类装机偏差均显著优于其他方法,且在不同测试系统上保持了较好的一致性,验证了所提方法的有效性。 展开更多
关键词 电力系统规划 极端场景优化 场景差异度 高比例新能源
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新型电力系统的“碳视角”:科学问题与研究框架 被引量:272
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作者 康重庆 杜尔顺 +4 位作者 李姚旺 张宁 陈启鑫 郭鸿业 王鹏 《电网技术》 EI CSCD 北大核心 2022年第3期821-833,共13页
电力在我国能源消费与碳排放中占据重要地位。电力系统低碳转型,构建以新能源为主体的新型电力系统将对我国碳达峰、碳中和战略目标的实现起到关键作用。该文首先分析了从"电视角"到"碳视角"下电力学科研究体系的... 电力在我国能源消费与碳排放中占据重要地位。电力系统低碳转型,构建以新能源为主体的新型电力系统将对我国碳达峰、碳中和战略目标的实现起到关键作用。该文首先分析了从"电视角"到"碳视角"下电力学科研究体系的转变趋势,并对当前"碳视角"下的电力系统研究概况进行了综述。基于"碳视角"下的电力系统研究路径,从电力系统全环节碳排放计量和"战略-技术-市场"协同低碳化解决方案2个方面,分析了电力低碳转型过程中的关键科学问题。在此基础上,从碳计量与碳追踪、碳规划与碳轨迹、碳减排与碳优化、碳市场与碳交易4个方面提出了新型电力系统"碳视角"的研究框架,并对关键研究内容进行了分析和阐述。 展开更多
关键词 新型电力系统 碳计量和碳追踪 碳规划与碳轨迹 碳减排与碳优化 碳市场与碳交易
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高比例清洁能源并网的跨国互联电力系统多时间尺度储能容量优化规划 被引量:90
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作者 姜海洋 杜尔顺 +3 位作者 金晨 肖晋宇 侯金鸣 张宁 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2021年第6期2101-2114,共14页
高比例清洁能源并网对电力系统的灵活调节能力提出了更高要求。储能是构成系统灵活调节能力的关键要素,系统对储能的需求与系统的灵活性稀缺程度紧密相关,而单纯依靠储能来提供系统所需灵活性将造成电力系统投资成本极大增加、设备利用... 高比例清洁能源并网对电力系统的灵活调节能力提出了更高要求。储能是构成系统灵活调节能力的关键要素,系统对储能的需求与系统的灵活性稀缺程度紧密相关,而单纯依靠储能来提供系统所需灵活性将造成电力系统投资成本极大增加、设备利用率降低等问题。储能与互联电网、清洁能源布局协同规划并发挥彼此间的互补效益是提升未来清洁电力系统安全经济性的重要途径。该文从技术经济性的角度出发,考虑多种灵活性资源协同参与的跨国互联电力系统优化规划与运行。首先基于已有研究对各类灵活性资源建模,将年度8760h全景时序运行模拟纳入优化模型,然后提出了面向高比例清洁能源电力系统、考虑多种灵活性资源参与的规划模型并基于东北亚跨国互联电网进行实证分析,量化评估了电网互联、清洁能源布局对储能优化配置的影响,给出了基于不同灵活性资源规划模型的2035—2050年东北亚地区规划结果。算例表明,通过电网互联与多区域风电、光伏清洁能源协同规划可有效减少各区域内储能装机、降低系统的度电成本。算例还进行了储能装机容量、系统度电成本与线路互联容量间的灵敏度分析。 展开更多
关键词 高比例可再生能源 灵活性资源 跨国电网互联 源–网–储协同 输电规划
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新型电力系统中的规划运营与电力市场:研究进展与科研实践 被引量:18
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作者 钟海旺 张宁 +8 位作者 杜尔顺 郭鸿业 蔡元纪 王鹏 高洪超 李姚旺 刘学 康重庆 夏清 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2024年第18期7084-7103,I0004,共21页
“碳达峰、碳中和”战略目标下,能源结构清洁化—可再生能源并网比例不断提高、能源要素多元化—发输配用各环节海量灵活性资源接入两大趋势带来的挑战,对电力规划、调度运营、电力市场产生了重大影响。规划中如何综合考虑海量运行场景... “碳达峰、碳中和”战略目标下,能源结构清洁化—可再生能源并网比例不断提高、能源要素多元化—发输配用各环节海量灵活性资源接入两大趋势带来的挑战,对电力规划、调度运营、电力市场产生了重大影响。规划中如何综合考虑海量运行场景与多元化要素,运营中如何高效调度多样灵活性资源,市场如何设计机制激励主体提供灵活性,都是新型电力系统建设亟待解决的问题。该文从电力规划、调度运营、电力市场3个层面出发,对近年来新型电力系统中规划运营与电力市场的相关研究进展进行系统梳理,涵盖基础理论、机制设计、应用研究、系统研发等多类型研究文献。进一步从规划、调度、市场3个方面展望未来研究趋势,如新型要素接入下的电网韧性、电碳耦合调度理论与高效求解技术、辅助服务与容量市场交易品类、考虑储能等新型主体的市场交易机制等,以期为我国新型电力系统的建设提供有益参考。 展开更多
关键词 电力规划 调度运营 电力市场 不确定性分析 低碳电力 综合能源系统 机制设计
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考虑火电有序退役的源-网-储协同多阶段规划方法 被引量:12
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作者 王鹏 魏招毅 +4 位作者 周保荣 李蔚然 杜尔顺 王嘉阳 张宁 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2024年第4期1386-1396,I0011,共12页
“双碳”目标下,我国电力系统亟需深度脱碳转型,传统以煤电为主的电力能源结构将发生根本性转变。研究火电机组的有序退出,实现安全、经济的低碳化转型是新型电力系统建设的重要课题。为此,该文提出一种考虑火电有序退役的源-网-储协同... “双碳”目标下,我国电力系统亟需深度脱碳转型,传统以煤电为主的电力能源结构将发生根本性转变。研究火电机组的有序退出,实现安全、经济的低碳化转型是新型电力系统建设的重要课题。为此,该文提出一种考虑火电有序退役的源-网-储协同多阶段规划方法,在保证绿色、安全新型电力系统建设的基础上,提升电力系统低碳化转型经济效益。首先,建立可考虑火电机组退役的源-网-储协同多阶段规划模型。然后,设计模型线性化及求解加速方法提高模型运行效率。最后,以HRP-38测试系统为典型算例,提出在碳排放限额约束及新能源占比逐渐提高共同影响下的火电发展及退役路径,并从惯量需求等角度评估含火电机组有序退役的多阶段规划模型的有效性。 展开更多
关键词 有序退役 安全稳定 源网储协同 多阶段规划
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考虑长周期供需不平衡风险的新型电力系统规划方法 被引量:19
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作者 姜海洋 杜尔顺 +3 位作者 马佳豪 肖晋宇 侯金鸣 张宁 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2024年第15期5845-5857,I0001,共14页
受高比例新能源并网带来的波动性和间歇性影响,新型电力系统的长周期供需不平衡矛盾日益突出。该文将电力系统的长周期供需不平衡风险分为两部分:连续多日无风无光的极端天气场景和月电量供需不平衡风险。首先,选取连续多日无风无光的... 受高比例新能源并网带来的波动性和间歇性影响,新型电力系统的长周期供需不平衡矛盾日益突出。该文将电力系统的长周期供需不平衡风险分为两部分:连续多日无风无光的极端天气场景和月电量供需不平衡风险。首先,选取连续多日无风无光的极端天气场景,提出基于条件风险价值理论(conditional value at risk,CvaR)的月电量不平衡风险评估模型。在此基础上,提出考虑长周期供需不平衡风险的新型电力系统规划方法,通过季节性储能等灵活性资源的优化配置,可有效提升电力系统的长周期平衡能力。最后,基于IEEE RTS-79算例分析论证了所提方法的有效性,并初步讨论季节性储能在平抑长周期供需不平衡风险方面的作用。 展开更多
关键词 高比例新能源 电力系统规划 极端天气 长周期供需不平衡风险 电力电量平衡 季节性储能
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太阳能光热发电并网的综合效益量化评估方法 被引量:10
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作者 方宇晨 杜尔顺 +3 位作者 余扬昊 姜海洋 戴璟 张宁 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2024年第13期5135-5146,I0010,共13页
构建新型电力系统,是实现“双碳”目标的关键抓手。强随机性与低惯量特性将成为新型电力系统的重要特征。相比风电、光伏发电技术,太阳能光热发电技术集成太阳能利用、旋转同步发电机与高性价比的大容量储热为一体,是具有灵活调节能力... 构建新型电力系统,是实现“双碳”目标的关键抓手。强随机性与低惯量特性将成为新型电力系统的重要特征。相比风电、光伏发电技术,太阳能光热发电技术集成太阳能利用、旋转同步发电机与高性价比的大容量储热为一体,是具有灵活调节能力与旋转惯量支撑的清洁发电技术,可在电力系统中承担与火电相似的“压舱石”角色。当前,光热发电的技术成本相对较高,灵活效益与惯量效益等亟待全面综合评估。该文从能量效益、灵活性效益、惯量效益以及碳减排效益4个方面分析了光热发电在高比例可再生能源电力系统中的综合效益,并提出了解析化的综合效益定量评估模型与方法。算例结果表明,相比于仅考虑能量效益,综合效益提高了41.27%。 展开更多
关键词 碳达峰 碳中和 新型电力系统 光热发电 综合效益评估
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