随着自然环境的恶化和化石能源的枯竭,以风景为代表的新能源受到了国内外专家学者的广泛关注。CampbellMm从项目整个生命周期的角度,应用了均衡能源成本分析方法。从投入成本、年运营成本、土地利用效率等角度。,认为大规模光伏发电具有良好的经济性。
余志勇S1考虑了风电的全生命周期,结合风电出力的概率分布、并网所需的输配电工程投资和弃风损失,以新疆为例认为出口风电具有良好的经济性。薛晓理认为,中国要推动新能源的发展,应该从引导、建立检测预警机制、完善补贴三个方面入手。

同时,在推动新能源大规模发展时,也需要注意稳定性。以2021年2月美国得克萨斯州大面积停电为参照,范徐强米认为,除了积极推动新能源发展,还需要推动新能源发电并网运行,建立稳定可靠的能源体系,为新能源大规模发展保驾护航。将新能源接入电网有两种方式。一种是直接并网,介入大电网。这样,随着风电渗透率的增加,电网系统需要增加投资,配置更多的调峰机组来平抑潮流波动。
为了提高新能源并网的稳定性,除了投入更多的配套设施外,Sideratos还建立了一个主要由模糊逻辑模型和两个径向基神经网络组成的风电功率预测模型。只需根据风速、温度等自然因素初步确定一台风电机组的出力曲线预测,即可通过人工智能求解模型,可有效提高风电初始预测精度。以风光为代表的新能源发电机组并网发电的第二种方式是组成微电网,间接并入大电网。
李文胜认为,分布式小型风力发电机和光伏板可以通过统一的协调系统结合起来,与储能设施相结合,实现多个时间尺度的实时滚动和实时优化,可以有效提高微电网系统的稳定性,促进低碳电力的发展。包含风能和光能等新能源的微电网系统也可用于偏远地区。从暂态和稳态的角度,认为建立由分布式风力发电机和光伏板等新能源组成的微网系统,既能满足无法并入大电网的偏远地区的本地需求,又能提高已并入电网地区的清洁能源普及率,可靠性更高。
综上所述,抽水蓄能电站具有优良的特性,与间歇性新能源结合在技术上是可行的。同时,抽水蓄能电站被国内外学者认为是解决新能源大规模发展和并网发电困境的最经济有效的手段之一。各国大电网广泛采用,以优化能源结构,吸收更多清洁能源。
抽水蓄能电站技术相对成熟,具有蓄能大、单位蓄能成本最小、抽排水工况转换灵活等优点。为减少峰谷差,增加风电、太阳能光伏等清洁能源进入电网的发电量提供了有效方法。被认为是解决当前新能源大规模发展和并网发电困境最经济有效的手段之一。抽水蓄能电站与新能源发电联合运行的应用主要集中在“风储”、“光储”、“风储光储”,所以这也是国外学者研究的重点,也是研究的重点。
首先,抽水蓄能电站与新能源联合运行对整个电力系统具有正外部性,表现在两个方面。首先,它可以提供高质量的电力服务。一年分析问题时,考虑风电场与传统多水库水电系统的合作,避免相邻输电线路的阻塞。F.NassarYasser以利比亚Brack市为例,从发电成本、气候条件、负荷消耗、可再生能源可利用性和能源转换效率等角度,得出了抽水蓄能电站与风电、光伏耦合的有效方案,可为地形条件适宜、可再生能源潜力大的城市地区提供可持续能源供应。
其次,在维持电力系统稳定方面,新能源可以通过支持抽水蓄能电站平抑新能源机组的出力波动。同时考虑新能源电站和抽水蓄能电站的经济效益,基于模糊优化算法,张明光对“风储”系统进行多目标优化。通过仿真计算,抽水蓄能电站由于风电的“调峰”特性,可以较好地解决风点出力与负荷不匹配的问题,“削峰填谷”也可以缓解用电高峰期间的电网。

在输电系统中,孙认为,抽水蓄能电站的灵活可调性可以有效平抑新能源电站联合运行时电压的波动。Melikoglu基于土耳其的Vision2023能源目标认为,增加水电容量有利于现有能源基础设施的稳定性和灵活性,可以解决与太阳能和风能比例增加相关的间歇性问题。崔岱.以调峰调频成本最小化为目标函数,结合非参数核密度估计方法和情景方法描述风电和光伏发电出力的不确定性,建立了保持系统可靠性和提高系统效率的风电、光伏发电和抽水蓄能电站协调调度模型。
以徐飞呼和浩特市为例,验证了“风储”联合运行系统在维护电网稳定中的积极作用。其次,抽水蓄能电站和新能源联合运营,新能源的低边际成本电能和灵活调节的抽水蓄能电站可以形成优势互补,获得共同收益。AlvaroJaramilloDuque开发了风力发电站和抽水蓄能电站之间的联合运行。在“风储”系统中,抽水蓄能电站可以通过灵活调整不同的工况来补偿测风误差。
这种方法的结果对风电场和抽水蓄能电站都是有益的。对于“蓄光”系统,王辉认为,光伏发电与相应容量的抽水蓄能电站联合运行,将大大提高并网光伏发电的可靠性,并采用遗传算法对IEEE-24节点算例进行分析验证,表明“蓄光”系统能有效提高光伏发电利用率,减少弃光。
金卫以金寨地区为例,采用分层分区的方法,研究了“网-源-储-负荷”的协调规划,认为新能源与抽水蓄能电站结合是可行的,“网-源-储-负荷”系统的综合效益在经济性、稳定性和可靠性上是显著的。可见,抽水蓄能电站两种工况之间的转换存在较大的能量损失,从电能利用的角度来看,将抽水蓄能电站加入系统是低效的。但是,无论从“新能源-抽水蓄能”组合系统还是从电力系统的整体效益来看,在具有新能源发电匹配响应的抽水蓄能电站中仍然是明显可行的。
在此基础上,研究了电力市场中新能源和抽水蓄能电站的竞价策略。探索抽水蓄能电站与新能源联合参与电力市场的可行性和经济性,是各国发展新能源、推进电力市场化改革的必由之路。现货电力市场建立后,以消纳新能源为功能的抽水蓄能电站可与新能源发电企业联合,将“抽水蓄能-新能源”联合运行系统作为一个整体向电能市场申报……定期的发电量和价格, 新能源发电企业还可以在负荷侧低谷期低价出售套筒式抽水蓄能电站,在负荷侧高峰期高价出售抽水蓄能电站。
为了验证“抽水蓄能-新能源”联合竞价在电力市场中的有效性,GraqaGomesJoao提出了在不同场景下参与伊比利亚前电力市场抽水蓄能电站和风电机组联合运行的可行性。提出的方法可以使净收入平均每年增加5%至20%。

h在双边合同方案中,风电场和水电厂的耦合可以大大降低不平衡成本。电力市场中抽水蓄能与新能源联合竞价策略研究,主要是在开放的电力市场环境下,基于联合系统和联合运行方式的内在约束,综合考虑电力市场中其他竞争者的技术经济特性和竞价行为,通过仿真设计模拟电力市场的经济运行。在电力市场条件下,韩基于AGENT思想建立了抽水蓄能电站参与电力市场竞价的辅助竞价系统,验证了抽水蓄能电站参与电力市场竞价的可行性。
根据预测的电能现货市场边际电价,宁对抽水蓄能电站进行了两次优化,目标是利润最大化。第一次是整个时间段内的无约束优化,第二次是考虑存储容量约束。宁以超出库容约束的时刻为节点,对抽水蓄能电站进行分段优化,最终得到一周的最优运行方案。在电力市场条件下,对于新能源电站,张海峰考虑了风电机组出力的波动,基于机会约束规划建立了风电机组参与电力市场的竞价模型,其中市场偏差评估是风电厂商预期风险损失的重要组成部分。
关于新能源市场偏差的评估,Chaves-AvilaJP“综合考虑了风电在不同时间尺度上的功率预测和市场偏差评估对风电的影响,建立了风力发电多阶段随机优化模型。以荷兰实时电力市场数据为例,证明了该模型可以有效避免风电场对市场偏差的评估。
与风电不同,光伏起步较晚,光伏电站参与电力市场。目前主要是通过“光储”的方式,以“光储”组合系统参与电能市场竞价为目标,总系统获得的收益基于Sharpay值在系统内进行二次分配,最终获得纳什均衡。因此,马斌认为,新能源参与电力市场产量波动会导致竞价偏差,产生额外成本,与抽水蓄能电站联合竞价是平抑新能源波动的理想方式。风电供应商和抽水蓄能电站之间的利润分配采用纳什均衡和Shapely值法。
刘佳楠引入虚拟电厂概念,通过VPP统一协调分布式风力发电机、光伏板和储能设施,构建了“风-光-储”联合优化的虚拟电厂竞价模型。采用"风光储" VPP,减少了风光出力曲线的波动,提高了电力市场竞争力。虚拟电厂可以有效提高“风光储”系统的市场效益。马士毅进一步将联合系统中相关抽水蓄能电站的装机容量作为敏感因素,结合算例,得出了不同容量分配关系下联合系统的效益。


