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文献综述
1、研究背景近年来,随着经济社会的发展,世界对于气候环境的保护已是核心议题,对于中国而言改变以煤炭为主的高碳能源、电力结构,转向清洁能源为主的低碳能源结构,是大势所趋和必由之路,同时新能源发电在当今国内碳达峰碳中和背景下显得尤为紧迫和重要。
机组组合是编制发电计划的关键部分,可以在电力系统短期运行中实现对发电资源的结构性优化,为系统调度预留了充足的优化空间,以应对运行时负荷的不确定性与新能源发电原本存在的波动性,满足系统的调峰和备用需求,为电力系统经济调度及安全校验提供基础[1];同时,经过优化的机组方案可以保证电网中各个机组的效率,延长其最佳状态的时间,提高系统的经济性和节能性。
但是对于电力系统运行而言,高比例的可再生能源将会带来不小的冲击和阻碍。
在国家能源局近期发表的有关能源发展的一份汇报中,预测中国的风力机组、光伏机组等新能源机组占比将在5年内提升将近一倍,同时其发电量占总产能的比例将超过10%,届时,电力系统调节能力将严重不足。
电力系统一直以来都是系统内的负荷决定机组出力,但是新能源机组出力不如火电机组出力稳定,便需要额外功率保证出力稳定,风电机组出力占比越大,电力系统越不稳定,相关机组需要进行的出力调整越大。
新能源发电大规模应用后,还面临着小概率自然事件所引发的能源安全大风险的问题,例如影响区域广、持续时间长的无风天气对于以新能源为主体的地区有极高概率发生停电等事故。
在以前,地区电网进行发电计划制定时并不会将注意力给予火电机组的开停问题,原因主要在于火电机组的开停机操作会带来较多的稳定隐患,但是随着经济社会的发展,现如今电力系统的能源结构已经发生了巨大改变,特别是其中的新能源发电机组的随机性与间歇性,使得接入新能源发电机组的电力系统很难在不超过出力上限的同时保持稳定。
为了保证地区电网运行时保持供需平衡且有较高的盈利,同时尽量提高风电场在电力系统优化中的重要性,这使得日前市场发电计划的地位不言而喻。
本文研究的机组组合问题以传统电力系统的经济调度问题为基础发展得来,该问题针对在给定时间段内负荷的变化,通过规划各个机组的开停机操作以及相应的出力来使得有关机组运行的成本降至最小。
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