虛擬電廠內(nèi)多臺(tái)小規(guī)?；痣姍C(jī)組與儲(chǔ)能聚合分析及出力優(yōu)化

呂鳴陽(yáng),陳 衡,馬 瑞,茍凱杰,雷 兢

(1.華北電力大學(xué),北京 102206;2.國(guó)網(wǎng)河北省電力有限公司電力科學(xué)研究院,河北 石家莊 050021)

0 引言

隨著電力工業(yè)的發(fā)展,電力行業(yè)市場(chǎng)化改革后,小型火電機(jī)組仍面臨生存困境。如何最大化利用資源優(yōu)勢(shì)成為小型火電機(jī)組關(guān)注的關(guān)鍵問(wèn)題。虛擬電廠可為火電機(jī)組提供一種有效的智能電網(wǎng)運(yùn)行框架,且理論上能有效解決并網(wǎng)消納的問(wèn)題,但虛擬電廠內(nèi)部功率單元的功率協(xié)調(diào)管理以及其作為一個(gè)整體參與電力系統(tǒng)調(diào)度仍然存在一些難以解決的問(wèn)題。

虛擬電廠(VPP)[1]由多個(gè)實(shí)體組成,其中包括能源消費(fèi)者、分布式能源資源、能源存儲(chǔ)系統(tǒng)等。國(guó)內(nèi)外學(xué)者對(duì)虛擬電廠都進(jìn)行了深入的研究。龍勇等[2]發(fā)現(xiàn)在預(yù)測(cè)電網(wǎng)負(fù)荷時(shí)會(huì)受到用電高峰日等因素的影響導(dǎo)致預(yù)測(cè)結(jié)果準(zhǔn)確性大大降低,提出了結(jié)合季節(jié)調(diào)整方法和BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)兩種方法的數(shù)據(jù)模型。范宏等[3]提出了多種能源協(xié)調(diào)運(yùn)行的調(diào)度模型,考慮了系統(tǒng)網(wǎng)損和多區(qū)域虛擬電廠的運(yùn)行,該模型對(duì)于實(shí)現(xiàn)多個(gè)虛擬電廠之間的協(xié)調(diào)運(yùn)行具有指導(dǎo)意義。陶莉[4]等建議采用電網(wǎng)的峰谷差來(lái)核算電力價(jià)格,這將在電力市場(chǎng)中產(chǎn)生積極效果。虛擬電廠能夠積極參與市場(chǎng)交易,并發(fā)揮積極作用,但綜合能源與虛擬電廠之間難形成有效的信息交流。為解決這一問(wèn)題,需要采用有效的信息交流機(jī)制,以促進(jìn)虛擬電廠與分布式能源之間的有效合作,降低交易成本,推動(dòng)電力市場(chǎng)的健康發(fā)展。何奇琳等[5]研究了在虛擬電廠中引入?yún)^(qū)塊鏈技術(shù),并且詳細(xì)的分析了虛擬電廠技術(shù)與區(qū)塊鏈技術(shù)之間的共通性與技術(shù)融合的可能性。李楠等[6]提出基于SPN 組網(wǎng)技術(shù)構(gòu)建虛擬電廠的多業(yè)務(wù)融合承載平臺(tái),實(shí)現(xiàn)了虛擬電廠業(yè)務(wù)所需的信息貫通,電力分區(qū)業(yè)務(wù)承載性能指標(biāo)滿足業(yè)務(wù)和規(guī)約要求。文獻(xiàn)[7]提出了綜合調(diào)度風(fēng)電機(jī)組和燃?xì)鉄犭娐?lián)產(chǎn)機(jī)組的虛擬電廠模型,增加了新能源的消納比例,降低了發(fā)電成本。在VPP綜合能源調(diào)度方面,文獻(xiàn)[8]提出了一種聚合熱電聯(lián)供機(jī)組和儲(chǔ)熱進(jìn)入虛擬電廠的方案,以滿足地區(qū)的供熱需求,并使其參與能源市場(chǎng)。文獻(xiàn)[9]建立了一個(gè)在能源市場(chǎng)下包含新能源、鍋爐、儲(chǔ)能、負(fù)荷的VPP 優(yōu)化調(diào)度模型。文獻(xiàn)[10]在文獻(xiàn)[9]的基礎(chǔ)上考慮了虛擬電廠中熱電聯(lián)供機(jī)組和可中斷負(fù)荷參與可持續(xù)資源市場(chǎng)(SRM),并采用MILP(Mixed-Integer Linear Programming)模型來(lái)描述VPP的熱電聯(lián)合調(diào)度優(yōu)化。此外,賈清泉等人[11]針對(duì)電采暖型虛擬電廠,建立了房屋熱需求模型,并提出了風(fēng)電與蓄熱電采暖的聯(lián)合運(yùn)行模式,以有效降低虛擬電廠的運(yùn)行成本,并提高風(fēng)電的消納水平。然而,目前的研究主要關(guān)注單區(qū)域虛擬電廠,而對(duì)于多區(qū)域VPP的協(xié)調(diào)調(diào)度和不同區(qū)域之間能量流動(dòng)問(wèn)題的研究相對(duì)較少。

本文基于虛擬電廠能夠聚合優(yōu)化的特性,提出了一種考慮供給與負(fù)荷轉(zhuǎn)移的虛擬電廠調(diào)度策略,以發(fā)電系統(tǒng)整體利潤(rùn)最優(yōu)為目標(biāo)函數(shù),從供給側(cè)增強(qiáng)虛擬電廠的調(diào)度彈性。此系統(tǒng)以滿足某地區(qū)電力負(fù)荷為目標(biāo),安排4臺(tái)小型火電機(jī)組進(jìn)行供電,考慮火電機(jī)組的總體調(diào)節(jié)能力與調(diào)節(jié)速度有限,為每個(gè)火電機(jī)組增加一套儲(chǔ)能系統(tǒng)組成虛擬電廠系統(tǒng),并通過(guò)算例進(jìn)行分析驗(yàn)證。

1 小型火電機(jī)組-儲(chǔ)能VPP系統(tǒng)介紹

以某一地區(qū)的用戶負(fù)荷作為發(fā)電量目標(biāo),考慮到負(fù)荷需求比較大,聚合4臺(tái)小型火電機(jī)組進(jìn)行發(fā)電承擔(dān)當(dāng)?shù)氐呢?fù)荷,由于火電機(jī)組的總體調(diào)節(jié)能力與調(diào)節(jié)速率有限,每個(gè)火電機(jī)組配置1套儲(chǔ)能系統(tǒng),增加該系統(tǒng)的調(diào)節(jié)能力,同時(shí)也可以增強(qiáng)火電機(jī)組調(diào)峰調(diào)頻能力和電網(wǎng)供電的可靠性。虛擬電廠結(jié)構(gòu)如圖1所示,本文重點(diǎn)研究搭建商業(yè)型虛擬電廠,并假設(shè)其聯(lián)盟由火力發(fā)電機(jī)組和儲(chǔ)能設(shè)備組成,每個(gè)成員均保持個(gè)體理性。虛擬電廠對(duì)配電網(wǎng)的影響不在本文的考慮范圍內(nèi)系統(tǒng)主要由4臺(tái)火電機(jī)組和4套儲(chǔ)能系統(tǒng)組成,電網(wǎng)收到用戶負(fù)荷的需求,經(jīng)過(guò)數(shù)據(jù)處理后發(fā)送給火電機(jī)組和儲(chǔ)能系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)度,受火電機(jī)組功率爬坡速率和溜坡速率的影響,不能完全契合用戶負(fù)荷的巨大波動(dòng)。儲(chǔ)能系統(tǒng)在用戶負(fù)荷升高時(shí)輸出電能,在用戶負(fù)荷下降時(shí)儲(chǔ)存電能,達(dá)到削峰填谷的目的。

圖1 虛擬電廠結(jié)構(gòu)示意

2 虛擬電廠模型計(jì)算

2.1 火電機(jī)組

火力發(fā)電的收益主要來(lái)自售電收入,而發(fā)電的成本包括燃料費(fèi)用、運(yùn)維費(fèi)用等,使用二次函數(shù)來(lái)表達(dá)時(shí)段內(nèi)火電機(jī)組k發(fā)電總成本

式中:c k,t為t時(shí)段內(nèi)第k組火電機(jī)組的發(fā)電成本;a k,b k,g k分別為第k組火力發(fā)電機(jī)組的發(fā)電成本二次函數(shù)對(duì)應(yīng)系數(shù),通過(guò)分析機(jī)組歷史運(yùn)行數(shù)據(jù)并機(jī)器學(xué)習(xí)得到;q k,t為第k組火電機(jī)組t時(shí)段內(nèi)發(fā)電量。

t時(shí)段火電機(jī)組k的利潤(rùn)函數(shù)表示為

式中:E k,t為t時(shí)段內(nèi)第k組火電機(jī)組參與調(diào)度的利潤(rùn);p t為t時(shí)段內(nèi)火電上網(wǎng)電價(jià)。

2.2 儲(chǔ)能設(shè)備

本文儲(chǔ)能設(shè)備選擇為蓄電池lb。鋰電池儲(chǔ)能技術(shù)作為主要蓄電池技術(shù)廣泛應(yīng)用于各領(lǐng)域,具備高度成熟度。充放電特性是描述儲(chǔ)能系統(tǒng)的關(guān)鍵指標(biāo),包括容量、功率、充電效率、放電效率、自放電率和荷電狀態(tài)等,分為充電和放電兩種狀態(tài)。荷電狀態(tài)指儲(chǔ)能系統(tǒng)當(dāng)前存儲(chǔ)能量的百分比。通過(guò)監(jiān)測(cè)一段時(shí)間內(nèi)的充電和放電功率,并結(jié)合系統(tǒng)的容量和荷電狀態(tài),可以對(duì)儲(chǔ)能系統(tǒng)的能量存儲(chǔ)情況進(jìn)行評(píng)估和分析。使用公式(3)進(jìn)行評(píng)估。

在虛擬電廠中,儲(chǔ)能設(shè)備可以通過(guò)存儲(chǔ)和釋放能量的方式,為系統(tǒng)提供靈活的調(diào)節(jié)能力,以滿足電力需求的變化和應(yīng)對(duì)電網(wǎng)的波動(dòng),被視為虛擬電廠的一部分,從中獲得相應(yīng)的收益。因此蓄電池儲(chǔ)能系統(tǒng)的收益表示為

式中:E te為t時(shí)段內(nèi)儲(chǔ)能系統(tǒng)參與調(diào)度的利潤(rùn)為蓄電池儲(chǔ)能系統(tǒng)lb在t時(shí)段釋出電量參與調(diào)度時(shí)的調(diào)度補(bǔ)償系數(shù);cte為蓄電池儲(chǔ)能系統(tǒng)lb在t時(shí)段的成本支出,主要包括運(yùn)維成本、折舊成本等。

儲(chǔ)能設(shè)備的規(guī)模應(yīng)該合理匹配虛擬電廠的需求和運(yùn)營(yíng)模式。如果儲(chǔ)能設(shè)備的容量過(guò)大,超過(guò)了虛擬電廠所需的能量?jī)?chǔ)存量,那么儲(chǔ)能設(shè)備的折舊成本可能會(huì)變得過(guò)高,而無(wú)法通過(guò)參與虛擬電廠的調(diào)度獲得足夠的收益來(lái)覆蓋這些成本。如果儲(chǔ)能設(shè)備的規(guī)模過(guò)小,無(wú)法滿足虛擬電廠的能量需求,那么虛擬電廠可能無(wú)法充分利用儲(chǔ)能設(shè)備的調(diào)度能力,無(wú)法最大程度地降低能源成本或提高系統(tǒng)的效益。在規(guī)劃和建設(shè)儲(chǔ)能設(shè)備時(shí),需要進(jìn)行合理的規(guī)模選擇,以確保儲(chǔ)能設(shè)備的規(guī)模與虛擬電廠的需求相匹配,從而最大化經(jīng)濟(jì)效益,在本文中假設(shè)儲(chǔ)能設(shè)備的規(guī)模在合理的范圍內(nèi)。

3 虛擬電廠調(diào)度模型

3.1 模型目標(biāo)函數(shù)

虛擬電廠能夠聚合不同區(qū)域、不同類型的分布式能源,通過(guò)協(xié)同合作,各成員可以共享資源、優(yōu)化能源調(diào)度和交易策略,從而實(shí)現(xiàn)更高效的能源利用和市場(chǎng)行為。合作博弈的機(jī)制鼓勵(lì)成員之間分享信息、協(xié)調(diào)行動(dòng),并共同追求整體效益的最大化。這種協(xié)作可以通過(guò)優(yōu)化發(fā)電機(jī)組的運(yùn)行方式、調(diào)整能源供需平衡和靈活響應(yīng)市場(chǎng)需求來(lái)實(shí)現(xiàn)。這種情況下虛擬電廠的收益包括火力發(fā)電機(jī)組收益、儲(chǔ)能設(shè)備調(diào)峰收益和向大電網(wǎng)售賣多余電量收入,成本包含向外購(gòu)電成本,公式表示為

式中:f為在一個(gè)周期內(nèi)的總利潤(rùn);K為參與調(diào)度的火力發(fā)電機(jī)組數(shù)和分別為t時(shí)段內(nèi)網(wǎng)售電和購(gòu)電的統(tǒng)一價(jià)格和分別為t時(shí)段內(nèi)電網(wǎng)輸出和外購(gòu)的電量。

3.2 約束條件

3.2.1 功率平衡約束

集合分布式能源由虛擬電廠統(tǒng)一調(diào)控,在任意時(shí)段需要保證用電和發(fā)電之間的功率平衡,約束公式為

3.2.2 機(jī)組出力約束

對(duì)于火電機(jī)組,存在輸出功率約束,約束公式為

3.2.3 火力發(fā)電機(jī)組爬坡約束

火電機(jī)組功率調(diào)控速率有一定的限制

3.2.4 儲(chǔ)能設(shè)備約束

蓄電池儲(chǔ)能系統(tǒng)約束在設(shè)計(jì)、控制和運(yùn)行中起著關(guān)鍵的作用,以保證系統(tǒng)的性能、壽命和安全性,包括常規(guī)容量約束、充放電狀態(tài)約束、充放電速率約束,約束公式為

3.3 虛擬電廠結(jié)構(gòu)下利潤(rùn)最優(yōu)模型

虛擬電廠結(jié)構(gòu)下利潤(rùn)最優(yōu)模型表示為

4 系統(tǒng)求解方法

混合整數(shù)線性規(guī)劃是一類重要的數(shù)學(xué)規(guī)劃問(wèn)題,其特點(diǎn)是數(shù)學(xué)模型可以用線性關(guān)系式表示。一個(gè)混合整數(shù)線性規(guī)劃問(wèn)題的完整數(shù)學(xué)描述包括以下要素。

1)目標(biāo)函數(shù):用于求解最大值或最小值的線性函數(shù),通常包含優(yōu)化變量。

2)優(yōu)化變量:這些變量可以是實(shí)數(shù)或整數(shù),并且可以是決策變量,即需要根據(jù)問(wèn)題的要求進(jìn)行優(yōu)化的變量。

3)約束條件:一組線性方程或不等式,用于限制優(yōu)化變量的取值范圍。這些約束條件可以包括等式約束、不等式約束、邊界約束等。

4)整數(shù)約束:對(duì)于某些優(yōu)化變量,限制其取值必須是整數(shù)。這種約束條件使得問(wèn)題成為混合整數(shù)線性規(guī)劃問(wèn)題,與普通線性規(guī)劃問(wèn)題的主要區(qū)別之一。

混合整數(shù)線性規(guī)劃問(wèn)題的目標(biāo)是找到滿足約束條件的優(yōu)化變量取值,使得目標(biāo)函數(shù)取得最大值或最小值。解決這類問(wèn)題的方法包括線性規(guī)劃算法和特定的整數(shù)規(guī)劃算法,用于在可行解空間中搜索最優(yōu)解。本文所提混合整數(shù)線性規(guī)劃問(wèn)題可被寫(xiě)成

式中:cx為目標(biāo)函數(shù);A為聯(lián)立線性方程組系數(shù)矩陣;b為聯(lián)立線性方程組值;x i和x j分別為連續(xù)型變量和整形變量;xmin和xmax分別為最小約束值和最大約束值。本文應(yīng)用修正單純性法(Revised Simplex Method)解決線性規(guī)劃問(wèn)題,分支界定法(Branch and Bound Method)解決混合整數(shù)問(wèn)題。

5 結(jié)果與討論

5.1 算例分析

選取我國(guó)南部某社區(qū)作為研究對(duì)象,調(diào)取該社區(qū)全年數(shù)據(jù)作為仿真目標(biāo)負(fù)荷數(shù)據(jù),假設(shè)該社區(qū)建有四套火電機(jī)組,按照該社區(qū)全年的電負(fù)荷需求預(yù)測(cè),使用本文提出的優(yōu)化模型進(jìn)行發(fā)電設(shè)備的優(yōu)化配置計(jì)算,其中所發(fā)電量?jī)H供社區(qū)自身使用,不進(jìn)行上網(wǎng)。仿真時(shí)間步長(zhǎng)為1 h,為縮短系統(tǒng)優(yōu)化運(yùn)行時(shí)間,系統(tǒng)調(diào)度優(yōu)化采用典型日數(shù)據(jù)替代系統(tǒng)全年數(shù)據(jù)。

在社區(qū)引入虛擬電廠系統(tǒng),加入蓄電池進(jìn)行調(diào)峰,增加整個(gè)系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)效益。本文仿真基于Matlab編程,通過(guò)Caplx求解器求解。選用某區(qū)域內(nèi)4組火力發(fā)電機(jī)組、4組蓄電池儲(chǔ)能系統(tǒng)、通過(guò)組成虛擬電廠來(lái)滿足輻射范圍內(nèi)的負(fù)荷需求。

火電發(fā)電機(jī)組、鉛酸蓄電池的相關(guān)參數(shù)分別如表1、表2所示。

表1 火電機(jī)組參數(shù)

表2 儲(chǔ)能設(shè)備(蓄電池)參數(shù)

5.2 虛擬電廠調(diào)度結(jié)果分析

為了加快系統(tǒng)優(yōu)化運(yùn)行速度,可以使用典型數(shù)據(jù)作為虛擬電廠系統(tǒng)的全壽命周期數(shù)據(jù)。將數(shù)據(jù)劃分為工作日、高峰日和休息日,并從中選擇具有代表性的日子進(jìn)行計(jì)算。本文選取每個(gè)月的21個(gè)工作日、8個(gè)休息日和2個(gè)高峰日作為代表。典型日負(fù)荷如圖2所示。此處僅對(duì)高峰日典型日聯(lián)合運(yùn)行模式下的VPP 內(nèi)各電站出力進(jìn)行分析。由圖2可見(jiàn),典型日負(fù)荷的波動(dòng)非常大,負(fù)荷最高時(shí)的數(shù)值接近于負(fù)荷最低時(shí)數(shù)值的2倍,經(jīng)過(guò)計(jì)算,上午10點(diǎn)負(fù)荷最高時(shí),4臺(tái)火電機(jī)組按照額定功率運(yùn)行也不能滿足負(fù)荷需求,需要從外電網(wǎng)大量購(gòu)電,這樣減低了整個(gè)系統(tǒng)的適應(yīng)能力,也降低了火電機(jī)組的盈利能力。

圖2 典型日負(fù)荷

傳統(tǒng)小型火電機(jī)組運(yùn)行不經(jīng)過(guò)負(fù)荷優(yōu)化直接承擔(dān),未滿足負(fù)荷需求的電量直接向電網(wǎng)購(gòu)買(mǎi)。運(yùn)行結(jié)果如圖3所示,火電機(jī)組負(fù)荷變動(dòng)非常大,會(huì)增加運(yùn)行的風(fēng)險(xiǎn),并且受到火電機(jī)組爬坡速率受限的客觀條件影響,火電機(jī)組不能完全滿足負(fù)荷需求在周期內(nèi)會(huì)大量購(gòu)買(mǎi)電網(wǎng)電量,增加運(yùn)行的成本,減少收益。

圖3 不參與虛擬電廠的火電機(jī)組運(yùn)行情況

將小型火電機(jī)組接入虛擬電廠系統(tǒng),經(jīng)過(guò)計(jì)算,該虛擬電廠的調(diào)度結(jié)果如圖4所示,包括了四個(gè)火力發(fā)電機(jī)組的調(diào)度量、儲(chǔ)能系統(tǒng)的電能充電量、電能放電量、電網(wǎng)購(gòu)入電量。

圖4 虛擬電廠實(shí)際需求情況

在總負(fù)荷需求變化的情況下,有時(shí)負(fù)荷需求會(huì)偏低,導(dǎo)致發(fā)電機(jī)組不能以額定功率運(yùn)行。圖4展示了各發(fā)電機(jī)組的實(shí)際調(diào)度量。在00:00-06:00,負(fù)荷主要依靠火電機(jī)組滿足,并且給儲(chǔ)能系統(tǒng)蓄電,其中火電機(jī)組大部分時(shí)段處于70%滿載狀態(tài)。在06:00-10:00,負(fù)荷明顯增大,火電機(jī)組按照最大爬坡速率增加發(fā)電量,儲(chǔ)能系統(tǒng)輔助發(fā)電,仍不能滿足負(fù)荷需求,需要向電網(wǎng)購(gòu)電才能滿足負(fù)荷需求。11:00-14:00負(fù)荷下降,火電機(jī)組功率下降。在6:00-14:00,充分體現(xiàn)了儲(chǔ)能系統(tǒng)調(diào)峰功能,且棄電量明顯減少,貢獻(xiàn)巨大。15:00-24:00,負(fù)荷波動(dòng)并不大,火電機(jī)組主要承擔(dān)此部分的負(fù)荷,避免從電網(wǎng)購(gòu)電減少發(fā)電成本。

比較圖3和圖4可知,經(jīng)過(guò)虛擬電廠調(diào)控,火電機(jī)組的輸出功率的波動(dòng)變小,增加了火電機(jī)組運(yùn)行的穩(wěn)定性和安全性,并且在儲(chǔ)能系統(tǒng)的參與下,該地區(qū)從五個(gè)時(shí)間段需要從電網(wǎng)處購(gòu)買(mǎi)電量降到只有一個(gè)時(shí)間段需要從電網(wǎng)購(gòu)買(mǎi)電量,大大增加了該地區(qū)系統(tǒng)的自主性,降低了電網(wǎng)調(diào)峰填谷的調(diào)控難度,為整個(gè)電網(wǎng)系統(tǒng)降低調(diào)控難度做出了巨大的貢獻(xiàn)。

圖5表示蓄電池儲(chǔ)能系統(tǒng)內(nèi)部?jī)?chǔ)存的能量狀態(tài)。儲(chǔ)能設(shè)備的作用是將電量從供給富裕時(shí)段向需求密集時(shí)段轉(zhuǎn)移,在圖4中,儲(chǔ)能設(shè)備于08:00-12:00,17:00和20:00內(nèi)處于電能釋放狀態(tài),即在這些時(shí)段火力發(fā)電機(jī)組發(fā)電量不能承擔(dān)用戶負(fù)荷需求,這恰好對(duì)應(yīng)圖2 中火電機(jī)組的高峰段。以上分析可以得出,儲(chǔ)能設(shè)備擔(dān)負(fù)著機(jī)組供應(yīng)的補(bǔ)充與調(diào)節(jié)作用。

圖5 儲(chǔ)能系統(tǒng)設(shè)備電量

算例1儲(chǔ)能設(shè)備接入虛擬電廠,算例2沒(méi)有儲(chǔ)能設(shè)備參與,結(jié)果見(jiàn)表3,在負(fù)荷需求不變的情況下,儲(chǔ)能設(shè)備的參與可以大大提高火電機(jī)組的消納能力,增加虛擬電廠的經(jīng)濟(jì)效益。在儲(chǔ)能設(shè)備的參與下,從VPP 向外購(gòu)電量的大大減小,通過(guò)儲(chǔ)能設(shè)備將電能從供給充裕時(shí)段轉(zhuǎn)移到需求密集時(shí)段釋放,有效減少了高額外購(gòu)電量的成本支出。這種做法顯著降低了在需求高峰時(shí)段購(gòu)買(mǎi)外部電能的需求,從而節(jié)約了成本。

表3 儲(chǔ)能系統(tǒng)設(shè)備影響變化

5.3 經(jīng)濟(jì)性分析

虛擬電廠系統(tǒng)通過(guò)與電網(wǎng)交互,在電網(wǎng)負(fù)荷較低時(shí)將火電機(jī)組出力的多余電量上網(wǎng),在火電機(jī)組出力不足時(shí)購(gòu)電滿足用戶負(fù)荷,降低了該地區(qū)火電機(jī)組設(shè)備容量,提高了火電機(jī)組的利用小時(shí)數(shù)。

火電機(jī)組設(shè)備和儲(chǔ)能設(shè)備的投資成本中,火力發(fā)電設(shè)備95.27%,儲(chǔ)能設(shè)備占4.73%。因此,在火力發(fā)電發(fā)達(dá)的地區(qū)構(gòu)建虛擬電廠系統(tǒng)進(jìn)行改造的成本并不高,并且從上文可知改造后的經(jīng)濟(jì)效益較好,實(shí)施起來(lái)比較有經(jīng)濟(jì)價(jià)值。

6 結(jié)論

針對(duì)小型火電機(jī)組聚合、降本增效的問(wèn)題,基于虛擬電廠強(qiáng)通信、高聚合的特性,提出了一種考慮儲(chǔ)能的虛擬電廠調(diào)度策略。

1)火電機(jī)組和儲(chǔ)能設(shè)備共同參與虛擬電廠調(diào)度,承擔(dān)電網(wǎng)負(fù)荷在降低成本的同時(shí)能夠可以提高系統(tǒng)出力的穩(wěn)定性。

2)儲(chǔ)能設(shè)備在電網(wǎng)負(fù)荷較小時(shí),通過(guò)火電機(jī)組為其充電,在電網(wǎng)負(fù)荷較大時(shí)放電,充分體現(xiàn)了儲(chǔ)能設(shè)備和火電機(jī)組能夠互補(bǔ)的特性。

3)在虛擬電廠運(yùn)行模式下,聚合各個(gè)分布式電源機(jī)組統(tǒng)一參與電網(wǎng)調(diào)控,既有效地解決了分布式電源單獨(dú)并網(wǎng)影響電網(wǎng)運(yùn)行穩(wěn)定性的問(wèn)題,又提高了分布式電源的整體競(jìng)爭(zhēng)力。

4)通過(guò)對(duì)此虛擬電廠設(shè)備經(jīng)濟(jì)性的分析,改造加入的分布式電源機(jī)組成本在總設(shè)備成本中的占有量非常小,所以地區(qū)內(nèi)多個(gè)小型火電機(jī)組并入虛擬電廠系統(tǒng)提高經(jīng)濟(jì)性的初始投資改造成本并不高,證明此方案有良好的可行性。