可再生能源消纳

重点介绍交直流混合配电网改造、规划与运行等关键技术。他表示分布式可再生能源电源大规模接入配电网，对配电网的安全、高效、优质和灵活运行带来了巨大挑战，亟需通过创新配电网结构模式提升配电网对新型源荷的接纳能力。与交流配电网相比，直流配电网具有更强的供电能力、更灵活的控制能力和更高的电能质量，对于促进分布式可再生能源大规模接入具有重要意义。综合考虑技术可行性和经济性，交直流混合组网是当前可行的技术手段。

月18日，江西省人民政府发布江西省碳达峰实施方案的通知。方案中提出加强源网荷储协调发展、新型储能系统示范推广应用，发展“新能源+储能”，推动风光储一体化，推进新能源电站与电网协调同步。推动电化学储能、抽水蓄能等调峰设施建设，提升可再生能源消纳和存储能力。

​综合能源服务是能源行业低碳转型的有力抓手，也是提升能源效率、降低用能成本、推进能源清洁化使用的重要途径。近年来，各级政府高度关注综合能源发展，出台相关的政策以绿色低碳、节能减排为主要目标，以多能协同为主线，以能源数字化为技术支撑手段，以复制扩大示范试点项目为培育市场方式，以创新商业模式为辅助，通过各种途径实现可再生能源消纳与节能降碳目标，为综合能源服务市场发展提供了更加完善的政策机制和市场环境。

围绕“碳达峰、碳中和”目标，能源电力系统“源-网-荷-储”全环节低碳化面临新的要求和挑战，高比例可再生能源发电已成为必然趋势。考虑可再生能源发电的不确定性对电力系统安全稳定运行的影响，利用具备多能互补特性的虚拟电厂(virtual power plant，VPP)是改善该问题的有效途径。为此，提出一种多能互补虚拟电厂优化调度策略。首先，充分考虑多种能源之间的耦合关系，构建计及“源-网-荷-储”全环节的虚拟电厂运行机制；其次，根据所提运行机制，提出以低碳经济为目标的多能互补优化调度模型，通过对各类型装置进行协调调度，促进可再生能源的消纳；最后，以某地区含可再生能源发电在内的多能互补虚拟电厂为参考案例进行仿真分析，验证所提策略的有效性。

近日，国家发改委办公厅、国家能源局综合司发布《关于进一步加快电力现货市场建设工作的通知》（发改办体改〔2023〕813号）（以下简称《通知》），《通知》认可了电力现货市场在优化资源配置、保证电力安全供应、促进可再生能源消纳等方面的显著作用，对几年来各地方现货市场建设工作给予了肯定，表明建设现货市场是建设新型电力系统过程中平衡能源“不可能三角”的重要道路。

为充分挖掘综合能源微网(integrated energy microgrid, IEM)的潜在价值，促进可再生能源消纳，针对同一配电网下的多个IEM协同管理问题进行研究，提出了一种基于双层博弈的配电网-多IEM协同优化模型。对于IEM模型的构建，考虑在热电联产机组中加入碳捕集系统以及电转气装置，用来获取低碳效益。同时，针对IEM中可再生能源与负荷不确定性问题，采用鲁棒区间规划进行处理。首先，构建配电网运营商(distribution system operator, DSO)与IEM联盟系统模型框架，分析其不同主体间的博弈关系。其次，对于双层博弈，分为主从博弈与合作博弈。DSO作为博弈领导者，以自身效益最大为目标制定电价引导IEM联盟响应。IEM联盟作为博弈跟随者，以自身运行成本最小为目标，通过成员间互相合作能源共享响应DSO的决策。同时采用纳什谈判理论解决IEM联盟的合作运行问题，使用二分法与交替方向乘子法结合求解模型。最后，在算例中验证所提模型与方法的可行性和有效性。

微电网可以将发电高峰期盈余的可再生能源出售来促进可再生能源消纳并获取最大收益。采用拍卖机制确定交易价格，但交易过程中购电需求的变化也会对可再生能源消纳及微电网收益产生影响，为此，提出一种计及购电需求不确定性的微电网能源竞价交易模型。首先采用统一价格同步向上叫价拍卖机制进行定价，并提出了拍卖机制的改进方案来平衡用能消费者的对不同时段的拍卖需求；考虑到用能消费者的购电需求不确定性，采用鲁棒线性优化算法来规避不确定性参数对最优解的影响。最后通过MATLAB软件仿真分析，证明了该模型能够最大限度地提高可再生能源的出售率及微电网的收益。

针对电网消纳能力评估问题进行研究，提出一种计及风-光-水-火多能协同的电网可再生能源消纳能力评估方法。首先，构建风-光-水-火多能协同系统框架；其次，给出可再生能源接纳运行风险的定义，并建立可再生能源运行风险模型；最后，基于两阶段鲁棒优化理论提出计及风-光-水-火多能协同的电网可再生能源消纳能力评估模型，并采用列和约束生成（column and constraint generation，C&CG）算法求解。算例结果表明：所提模型可有效控制可再生能源出力不确定集及评估电网可再生能源消纳能力。

在构建新型电力系统的两个阶段，我国的工作重点都将围绕推动煤电的优化与退出、综合施策提升电力系统灵活性、强化分布式能源与微电网的发展格局、大力发展电制衍生品技术和新一代发电与供热技术，以及促进循环经济和“新能源+”的发展上。但两个阶段的侧重点有所不同，在1.0阶段，更多的是侧重调整煤电的发展方向和解决电力系统灵活性不足的问题，以满足大规模新能源并网消纳需求，加速电力行业自身的脱碳进程。在2.0阶段，更多的是侧重全新的技术、生产与消费方式、商业模式的发展与推广，以及电力行业与其他行业的深度融合等，以发挥电力行业的基础性地位，带动工业、交通、建筑等各个部门的低碳可持续发展。为保障新型电力系统的建设，我国需建立现代化的能源管理体系，持续提升政府部门的行政治理水平；需构建高效运转的电力批发市场和多样化的电力零售市场，保障新能源渗透率不断提升的电力系统运行的安全性、可靠性和经济性；需高度重视科技研发与创新，推进关键能源技术取得突破；需完善碳市场和可再生能源消纳责任制，以市场化的手段倒逼煤电的转型与退出，提升新能源项目的经济性；需大力推动公正转型和加强宣传教育，以促进经济社会的包容性发展，调动一切积极因素，探寻构建新型电力系统的最佳实践和最优之路。

随着可再生能源渗透率的提升，其不确定性给综合能源系统(integrated energy system, IES)的经济性和鲁棒性带来了极大挑战。为了促进可再生能源消纳以及降低碳排放量，提出了一种基于数据驱动的分布鲁棒优化(distributionally robust optimization, DRO)调度策略。首先，构建了由有机朗肯循环(organic Rankine cycle, ORC)、氢燃料电池和电动汽车等构成的供需灵活响应模型，并引入阶梯碳交易机制来约束系统碳排放量。其次，为了能获取最恶劣情况下的场景概率分布，采用综合范数对风电输出场景的概率分布置信集合进行约束。然后，以在最恶劣场景概率分布下综合能源系统运行总成本最低为目标建立两阶段鲁棒优化模型，并通过列和约束生成(column and constraint generation, CCG)算法对模型进行迭代求解。最后，算例仿真结果表明了所提模型和求解方法的有效性，并分析了阶梯碳交易机制和供需灵活响应模型对提高系统灵活性和低碳经济性的影响。