项目背景
我国西北地区拥有丰富的风光资源，除了风电、光伏等新能源电站外，西北地区还引进了依靠太阳能热进行发电的光热电站。2018年，由东方汽轮有限公司提供光热发电汽轮机、发电机常规岛设备的我国首个大型太阳能光热示范电站——中广核德令哈50MW光热示范项目正式投运，我国由此成为世界上第8个掌握大规模光热技术的国家。然而，西北地区新能源电站之间配合形式单一，且缺少对需求侧资源的合理利用，其系统在提高风光消纳能力上仍有一定的潜力。针对西北地区传统调度策略的不足，本文通过电转热环节将风光电站与光热电站储热系统结合，给出了风–光–光热联合发电系统框架与原理，并构建了计及价格型需求响应的风–光–光热联合发电系统日前优化调度模型，在有效结合源–荷 两侧进行优化调度的同时，提高了系统风光消纳能力。
论文所解决的问题及意义
图1为风-光-光热联合运行结构框架。图中，风电、光伏电站在向电网供电时，可以通过电转热环节将剩余的一部分电量转换为热能存入光热电站的储热系统中，在风电光伏出力较低时可通过光热电站将存储的热量转换为电能来平衡电网负荷需求。图2为该联合系统内部能量流动图。
图1 联合运行结构框架
论文针对所构建的风-光-光热联合发电系统，通过在调度策略中引入价格型需求响应，构建了风–光–光热联合发电系统日前优化调度模型，该模型以系统综合成本最低为目标，通过引入需求响应模型以及对系统中的风光出力、负荷、负荷响应量等波动量的预测误差进行不确定性建模，考虑各电站运行约束，系统内部能量平衡约束等，最终调用CPLEX进行求解。通过采用三种不同调度模型（模型3采用本文调度策略）并基于西北地区实际电站数据的算例仿真，验证了所提调度策略能够有效提高系统风光消纳能力。表1为三种不同调度模型效果对比。
图2 联合系统内部能量流动图
表1 不同模型效果对比
论文重点内容
论文分析和探讨了以下3方面问题：
（1）风电、光伏、光热电站之间联合运行框架及原理；
（2）联合系统内部能量流动关系分析及建模；
（3）引入价格型需求响应的风-光-光热联合发电系统日前调度模型构建。
结论
论文通过电转热环节将风光电站与光热电站储热系统结合，给出了风–光–光热联合发电系统框架与原理，并构建了计及价格型需求响应的风–光–光热联合发电系统日前优化调度模型，相比于传统的新能源电站之间的运行方式，通过电转热环节将风光电站与光热电站的储热系统相结合，能够充分利用光热电站的能量时移特性，在为弃风、弃光提供有效利用方式的同时提高了光热电站自身的调度灵活性，同时，价格型需求响应的引入有效地将电源侧与负荷侧相结合，指导用户制定合理的用电计划。
本文作者：崔杨, 张家瑞, 王铮, 王涛, 赵钰婷
作者所在东北电力大学穆钢教授团队，依托“现代电力系统仿真控制与绿色电能新技术”教育部重点实验室以及“风力发电联网运行与控制技术”吉林省工程研究中心，紧密结合电网运行的工程技术问题，持续开展系统深入的研究，形成了5个稳定的研究方向：①大规模电力系统安全分析与控制；②城市电网规划；③风电机组大规模联网运行建模、分析与控制；④现代储能技术在风力发电中的应用研究；⑤电力系统数字物理混合仿真研究。近年来主持承担国家自然科学基金项目、国家科技部国际合作计划、863计划和国家电网公司项目20余项。研究成果应用于我国东北、西北主要风电基地和多个电网调度中心，取得显著的经济效益，为推动我国能源低碳发展和电力系统安全运行做出了重要贡献。
崔杨（1980），男，博士，教授，硕士生导师。主要从事大规模新能源联网运行调度关键技术、电力系统分析与控制的研究工作。主持国家自然科学基金项目、吉林省科技厅发展计划项目、国家电网公司科技项目等研究工作。获吉林省科技进步一等奖1项，吉林省科技进步二等奖1项。在国内外刊物及国际重要学术会议上发表论文50余篇，EI检索40余篇；获授权国家发明专利10项。
张家瑞 (1996)，男，硕士研究生，研究方向为可再生能源并网发电运行控制。
王铮（1979），男，硕士，高级工程师。主要从事大规模新能源并网及调度运行管理工作。
注：本文章转载自中国电机工程学报，不代表本网观点立场。
