弃风弃光

通过省级智慧能源服务平台的建设，能够突破资源、时空、环境约束，人人利用清洁能源，实现新能源高效利用，构筑能源发展新格局。将提高清洁能源使用率，降低弃风弃光率，能够改善自然环境，实现生态可持续发展，促进社会和谐发展。年内充分挖掘社会可中断负荷资源，完成了占最大负荷5%的可调节负荷资源库构建，已具备74万千瓦毫秒级、秒级精准负荷控制能力，持续提高大电网安全运行水平和清洁能源消纳能力，利用市场化手段，在弃风（光、水）时段，提升冰蓄冷空调、蓄热式采暖、客户侧储能等负荷水平，促进电力供需平衡，清洁能源消纳。

针对新能源大规模并网下，因系统惯量低、调频备用不足导致的系统运行安全问题，提出了考虑风机惯量支撑及有功备用的新能源电力系统优化调度模型。首先，建立实时风速下风机参与系统惯量支撑响应的风机惯量模型及风机降载出力的有功备用模型；然后，构建了两阶段随机鲁棒优化调度模型，以总运行成本最小为目标，采用列与约束生成算法求解两阶段模型；最后，以改进的IEEE-RTS 24节点系统为算例进行分析，结果表明，所提优化调度模型的总成本较低且弃风弃光量较少。

为解决目前储能规划中场景划分不够精确及模型适用范围有限的问题，提出了基于负荷场景多层聚类的储能精细化规划方法。首先，提出了基于关联分析与聚类的负荷时空耦合特性分析方法及考虑负荷时空特性的负荷场景多层聚类方法。其次，面向典型负荷场景，构建了综合考虑碳排放、全周期成本、弃风弃光惩罚及储能和分布式电源协同的储能精细化规划模型。最后，选取某地实际配电网开展算例分析，得到了不同负荷场景下储能与分布式电源的最优协同配置方案，验证了所提模型与方法的可行性与有效性。 To address the current issues of insufficient precision in scenario division and limited applicability of models in energy storage planning, the paper proposes a method for refined energy storage planning based on multilayer clustering of load scenarios. Firstly, an analysis method is introduced that considers the spatiotemporal coupling characteristics of load using association analysis and clustering, along with a multi-layer clustering method considering load spatiotemporal characteristics. Secondly, for typical load scenarios, a refined energy storage planning model is constructed that comprehensively considers carbon emissions, lifecycle costs, penalties for curtailed wind and solar power, and the coordination of energy storage and distributed energy sources. Finally, a case study is conducted on an actual distribution network, resulting in optimal coordinated configurations of energy storage and distributed energy sources for different load scenarios. This validates the feasibility and effectiveness of the proposed model and method.

在“碳达峰”与“碳中和”背景下，为提高能源的低碳化利用，提出一种基于阶梯式碳交易机制与细化电转气和碳循环的综合能源系统（integrated energy system，IES）低碳经济运行策略。首先考虑阶梯式碳交易机制，采用碳交易市场，利用区间数与碳交易费用达到控制碳排放的目的；其次在细化电转气的基础上引入电解槽（eLectrolyzer，EL）、甲烷反应器（methane reactor，MR），并增设碳捕集装置（carbon capture system，CCS），实现碳的循环利用。最后构建以购能成本、阶梯式碳排放交易成本、弃风弃光成本、碳捕集成本最小为目标的IES优化调度模型，利用CPLEX建模优化引擎将原问题转化为混合整数线性问题对此模型进行求解，结果验证了所建模型的有效性。

针对分布式电源(distributed generation, DG)大规模并网导致的配电网电压越限、网络损耗增加和弃风弃光等问题，提出一种考虑含储能(energy storage system, ESS)的三端智能软开关(soft open point, SOP)与需求侧响应(demand response, DR)的主动配电网(active distribution network, ADN)有功无功协调优化策略。首先，计及可再生能源出力的不确定性，基于条件生成对抗网络(conditional generative adversarial networks, CGAN)生成日前场景。然后，对含ESS的三端SOP与DR进行建模，并将其与DG和传统无功补偿设备进行协调优化。构建以网络损耗最小、电压偏差最小、弃风弃光量最小、用户舒适度与用户经济度最大为优化目标的数学模型。进而转化为混合整数二阶锥规划模型，并利用GUROBI进行求解。最后，在改进的IEEE 33和IEEE 69节点配电系统中进行仿真验证。结果表明，计及风光出力的不确定，所提优化策略在兼顾用户舒适度和用户经济度的同时提高了配电网运行的经济性和可靠性。

针对风光富集地区大型新能源发电厂的弃风弃光问题，利用可逆固体氧化物燃料电池（reversible solid oxide fuel cell，RSOC）结合氢储能的双向转换特性消纳多余风光资源，提出一种双向可逆的集中式RSOC电氢耦合系统容量优化配置方法。首先构建集中式RSOC电氢耦合系统架构，建立发电系统、电氢转换系统等模型；其次考虑燃料电池特性建立RSOC性能衰减模型，考虑特高压通道可用传输能力不确定性生成典型场景；进而建立集中式RSOC双层容量规划模型，上层以运营期收益最大为目标优化RSOC、储氢库容量配置，下层以综合成本最低为目标优化各设备出力，联合粒子群算法与Cplex求解器进行求解。最后通过算例分析，验证RSOC的加入提高了系统经济性及环境效益，同时投资灵敏度分析表明电池单位容量成本是制约系统经济运行的重要因素。

在“双碳”目标下，为提高风光能源利用效率、优化资源配置、促进综合能源系统降碳减排，提出了一种风光氢储综合能源系统低碳经济调度模型。首先，考虑氢能作为新型储能能源所具有的低碳特性和调度优势，引入两阶段运行的电转气(power-to-gas, P2G)技术模型，以氢能为连接纽带，实现了系统内电、热、气能之间的耦合传递。其次，引入碳捕集设备及阶梯式碳交易机制，以进一步降低系统的碳排放。然后，构建以购能成本、碳交易成本、运行成本和弃风弃光成本最小为目标的低碳经济调度模型，并运用CPLEX求解器进行求解。最后，通过对多个运行情景的优化结果对比分析，验证了模型在消纳风光出力、促进系统深度脱碳、推动多能源互补和增加系统经济效益方面的有效性。

在“碳达峰”与“碳中和”背景下，为提高能源的低碳化利用，提出一种基于阶梯式碳交易机制与细化电转气和碳循环的综合能源系统（integrated energy system，IES）低碳经济运行策略。首先考虑阶梯式碳交易机制，采用碳交易市场，利用区间数与碳交易费用达到控制碳排放的目的；其次在细化电转气的基础上引入电解槽（eLectrolyzer，EL）、甲烷反应器（methane reactor，MR），并增设碳捕集装置（carbon capture system，CCS），实现碳的循环利用。最后构建以购能成本、阶梯式碳排放交易成本、弃风弃光成本、碳捕集成本最小为目标的IES优化调度模型，利用CPLEX建模优化引擎将原问题转化为混合整数线性问题对此模型进行求解，结果验证了所建模型的有效性。

[1]在碳达峰、碳中和目标的驱动下，风电、光伏等新能源发电快速发展，大规模、集群化和分层分区并网是重要的发展方向。针对新能源大规模并网造成的电力系统潮流波动和电压偏移等问题，提出一种风–光新能源场站群分层分区并网规划方法。考虑电网拓扑结构和输电线路阻抗，基于图论对电网进行分区，构建包含电压偏移、潮流波动和经济运行指标在内的新能源接入电网多指标评估体系，以弃风弃光量最小为目标建立新能源分层分区并网规划模型。采用交流潮流二阶锥近似方法对模型进行简化，求解各项评估指标，结合TOPSIS综合评价法对所有可行方案进行评估，确定最优接入方案。最后，以IEEE 39节点系统为基础算例，验证了所提规划方法的有效性和实用性。

传统电网架构中，能量单向流动，储能环节薄弱，负荷调节手段单一，不适合波动性较大的可再生能源大规模接入。能源互联网将实现可再生能源，尤其是分布式可再生能源的大规模利用和共享，通过更好地利用广域分布式电源的时空互补性以及储能设备与需求侧可控资源之间的系统调节潜力，做到“横向源-源互补，纵向‘源-网-荷-储’协调控制”，从而平抑分布式可再生能源间歇特性对局部电网的冲击。能源互联网系统下将大幅降低弃风弃光现象。 国网河南电科院积极履行社会责任，以助理打赢蓝天保卫战为目标，协同河南电力凋控中心发挥电网在能源调度供应链中的枢纽作用，以政府授权为基础，以污染物排放和能源数据监测为主要手段，全国首创基于能源供应链的绿色调度管理。河南电力发挥在电力调度、数据监测方面的技术优势，搭建 “燃煤机组污染物排放信息”、“供热机组供热信息”、“工业企业用电信息”、“储能、新能源运行信息”四大在线监测平台；经省政府授权对污染物排放较多的火电机组、热电联应急组以及高污染企业进行污染物排放监测，对新能源发电和上网进行监控，优化和重构电力调度供应链关键环节的数据流，通过全省现场监测和核查，提高能源数据准确率和传递效率；制定内外协作、合作共管的电网绿色调度管控机制，压缩超标排放火电机组发电时长，监控超限企业停运期间用电情况，通过电网调度的核心枢纽作用，在提升新能源发电并网比例的同时，有效降低高污染企业的污染物排放。 河南电力通过基于能源供应链的绿色调度成果实施应用，2018年至2019年，统调燃煤机组的烟尘、二氧化硫、氮氧化物等大气污染物平均排放浓度大幅下降，远低于国家标准，分别是国家标准的26%、48%、61%。两年减排烟尘、二氧化硫、氮氧化物分别为1.18万吨、3.08万吨、3.13万吨。在全省年发电耗煤约占煤炭消耗总量46%的情况下，燃煤发电三项大气污染物排放总量仅占全社会排放总量的5%。 两年来，低排放、大容量机组年发电利用小时数较低效机组平均高出近500小时，累计节煤115万吨；秋冬季大气污染攻坚阶段，基于平台开展电力绿色调度，减少京津冀大气污染传输通道城市燃煤机组发电26亿千瓦时，减少电煤消耗120万吨。以平台为依托，按照政府要求，秋冬季污染应急管控期间，累计配合实施停限电7152次，配合到位率100%。累计压减重污染高排放企业用电量59亿千瓦时，相当于在能源消费终端减少散烧煤370万吨、减排二氧化碳673万吨、减少污染物排放205万吨。河南电力绿色调度取得了广泛的社会效益，彰显了责任央企形象。