引言

 

在现代社会，电力是一种工业产品，但由于电力产品的单一形式和电力产品本身的独特性，电力产品的集中体现在电力产品的同时性和瞬时性上。电力质量的评价也不同于其他工业产品，主要体现在以下两个方面：电力系统是一个动态变化系统，能量流始终保持在动态平衡状态。电能从生产到传输到最终消费基本同时完成，电气连接将输电和配电环节连接成一个整体，因此任何电力质量问题都会影响到其他环节。电力质量干扰具有广泛的传播特性。目前，衡量电力系统运行管理水平的主要影响因素是电力质量的质量。从电力系统本身的发展出发，特别需要控制和提高电力质量。在此基础上，追求全面的电力质量管理具有深远的意义。

 

1.燃气轮机在电网调峰中的应用分析

 

为积极推进我国能源转型，提高可再生能源并网的消耗能力，常规火电机组必须积极开展灵活改造，在减少其最小技术贡献的同时，为新能源并网运行提供空间。研究表明，当火电机组处于峰值运行时，火电厂的运行成本会随着风电渗透率的增加而增加。根据影响火电机组峰值调整能力的因素，建立相关电力系统能效模型，提供峰值调整机组多角度经济分析方案，使系统在经济运行的前提下有足够的峰值调整裕度。由于火电机组深度峰值调整研究仍处于初步阶段，更多文献分析了深度峰值调整运行的影响因素、安全性和经济性，深度峰值调整后的负荷调整和频率调整功能尚未深入研究。在这方面，本文介绍了传统AGC模型中的新能源渗透率，完善了传统火电机组峰值调整时的AGC频率响应模型，分析研究了火电机组的两种典型峰值调整方法和风电频率调整策略。在火电机组层面讨论哪种调峰方式有利于频率稳定，在风电机组层面研究哪种风电调频策略有助于提高系统调峰运行时的频率调节能力，并根据上述两个层面提出了解决电网调峰运行时频率稳定问题的新方法。

 

22.燃气轮机参与调峰调度模型

 

在风电并网运行系统中，峰值调整需求为日负荷峰值与日负荷谷值峰值差。风电输出变化趋势与日负荷变化趋势的相关性决定了风电并网对系统峰值调整需求的影响。为了提高能源利用率，响应国家节能减排的号召，降低经济成本，最大限度地发挥经济价值，建立了其他机组和燃气轮机两类机组的峰值调度模型，需要优化机组启停策略，也需要负荷的最佳分配，即优化各机组的功率分配，以最小的风量和最低的调度系统成本为目标函数。以功率平衡约束、旋转备用约束、风电场约束、其他机组约束、燃气轮机机组约束为约束条件，其中燃气轮机机组约束包括爬坡约束和输出约束，建立峰值调度系统多目标优化模型，建立离散、高维度峰值调度模型。在解决模型时，选择惩罚函数法处理各种约束条件，处理后无约束目标函数，利用信息搜索法计算，优化各机组启停顺序，即其他机组和气轮机组参与调度，然后使用粒子群优化算法解决其模型。可再生能源发电预测如图1所示。

 

 

 

图1　可再生能源发电量预测

 

电网调峰调度33燃气轮机

 

3.1燃气轮机进气温度升高对燃气轮机输出和效率的影响

 

燃气轮机的工作质量是烟气，烟气的质量流量是烟气密度（最大体积流量受流体边界条件的限制，不能随意增加）决定其工作质量的总量，工作质量的总量基本上决定了燃气轮机的工作能力（在其他边界条件的限制下，工作质量的总量决定了工作质量携带能量的能力）。工作质量（烟气）的总量主要取决于压缩机进口空气的总质量。在流体进气总体积有限、大气压稳定的情况下，进气温度决定了进气质量的总量，即工作质量的总量，因此也决定了燃气轮机的输出。随着进气温度的升高，燃气轮机的输出量降低。从燃气轮机循环的热力学原理来看，进气温度越高，燃气轮机的热效率就越低。从性能计算数据来看，燃气轮机进气温度的升高对燃气轮机输出的影响远远大于对燃气轮机效率的影响。

 

3.2模型自治优化运行策略

 

多源微网络补充和丰富了传统的电网工作形式。受实际环境光照、风速等条件影响，风力发电和光伏发电负荷波动较大，微网功率缺乏也需要由大电网承担，需要微网与大电网合理协调交互运行，同时考虑满足经济要求，使微电网稳定高效运行，减少“峰”。

 

3.3微电网控制策略

 

微电网有两种模式：并网运行和独立运行。在并网模式下，微电网交流母线的电压和频率参考值由公用电网提供。此时，微电网系统控制的目的是最大限度地提高DG输出，实现可再生能源的充分消耗。微电网并网运行大大提高了供电的可靠性。并网运行时，公用电网类似于混合微电网无限容量的额外储能，可以平衡电网的负荷需求和供应。当微电网DG发出的总功率大于负荷时，微电网向公用电网馈电。相反，当混合微电网DG输出不足时，公用电网向微电网馈电。在并网状态下，所有可再生能源转换系统都控制在最大功率点进行跟踪(MPPT)在模式下运行，最大限度地利用可再生能源。此外，在并网运行过程中，公共电网中的无功补偿装置可以为微电网提供无功功率。此时，微电网控制系统中的无功功率参考值可设置为0。

 

电网调峰调度应用前景44燃气轮机

 

为了提高电网系统的安全经济运行，研究风电并网系统的峰值调整策略和峰值调整模型非常重要。由于风电输出的不确定性和负荷的不确定性，以及风电并网可能出现的反峰现象，这将给电力系统的峰值调整需求带来很大的困难。燃气轮机是电网调峰的好选择。当风电并入电力系统运行时，燃气轮机加入系统时，可以减少弃风量，提高经济性。建立了以弃风量最小、成本最低、弃风量最小、成本最低为目标函数的三种调峰调度模型，利用粒子群算法研究了该模型的求解方法。利用研究的峰值调度策略和解决方案，对其进行了模拟研究，得到了一个调度周期内三种峰值调度模型的总弃风量和运行成本的差异。结果表明，两种目标优化调度模型可以更好地考虑弃风和系统经济。但本文中的模型也可以进一步优化，将环保因素和最小排放目标添加到模型中，约束条件也可以考虑网络损耗；在解决方案模型中，还可以考虑更智能的算法；在成本方面，还可以考虑折旧和维护成本，因此人们还可以进一步优化燃气轮机风电并网系统中的模型，充分利用调峰机组的调峰能力，进一步降低弃风量，降低经济成本和网络损耗，提高系统的稳定性和调峰能力。

 

结束语

 

以上分析了冷热电联供微电网的优化现状，建立了典型的冷热电微电网优化模型，分析了各微电源的工作原理和输出特点；提出了基于初始电力负荷需求和电价激励和用户侧电力舒适性的综合实时电力需求优化模型；采用遗传算法的多目标优化算法进行优化，并考虑实时需求管理模式进行模拟分析。实际算例表明，考虑到实时需求管理优化方法，电力需求曲线明显平缓，各微电源处理比不考虑实时需求管理更平衡，改善了资源浪费和能源利用率低的问题。