欧洲3·20日食对含大规模光伏发电的电网运行影响及启示

随着电网中可再生能源比例持续增长,日食等极端天气条件对大规模光伏发电、风电等电源并网运行将产生显著影响,电网安全稳定运行面临前所未有的挑战。对2015年3月20日欧洲日食发生期间光伏发电运行的基本情况及电网调度运行的成功应对措施进行了分析,探讨了未来含高比例可再生能源电力系统的运行常态及特点,提出了此次事件对我国含高比例可再生能源电网安全稳定运行的几点启示,最后对2016年日食对我国青海电网运行的影响进行了分析和展望。     

基于电网消纳能力的新能源发展策略研究

随着新能源大规模开发,新能源消纳问题逐渐突出。在保证太阳能及风电可靠并网发电、电网能够维持安全稳定运行的前提下,不同的网架强弱程度、不同的电源构成以及不同的负荷水平,电网消纳新能源发电的能力也将有所不同。为了综合协调电网电源资源,合理安排新能源的发展规模和建设时序,保障新能源发电的科学发展和有效利用,本文基于电网光伏风电消纳能力,并根据风电发电特性、光伏发电特性及风光互补特性,提出一种探索电网新能源消纳能力最大的方法,为后续新能源并网提出指导性意见,避免大量的弃风弃光现象发生。     

关于新能源发展的技术瓶颈研究

近年来,我国新能源持续快速增长,在电网中占比日益提高,逐步进入大规模发展阶段。该文结合电网生产运行实际情况,对风电、光伏等新能源大规模发展及电网承载能力问题开展研究。首先,研究了风电、光伏等新能源发展形势。其次,分析了风电、光伏的系统结构及运行特性,着重研究了其与常规机组对系统安全稳定运行的不同影响。再次,从系统转动惯量替代的角度,研究了新能源高占比导致电网抗扰动能力下降问题;从新能源耐频、耐压能力不足角度,研究了新能源大规模脱网易造成连锁故障风险增加问题;研究了新能源机组产生的次同步谐波易引发次同步振荡问题;然后,研究了新能源消纳问题。最后,提出了新能源与电网协调发展的相关建议。     

极端气象天气对新能源运行影响分析

针对极端气象天气对新能源和电网安全运行的影响日趋增大,介绍了寒潮(低温)对风电运行的影响,简要分析了高温、大风、沙尘暴、雾霾、日食等对新能源的影响,并提出建议:加强对极端气象天气事件的研究和重视,加快建设电力气象预警与综合分析平台,开展特殊气象条件下新能源功率预测研究.     

基于风电场集群接入的电网经济调度

正风电、光伏等新能源的快速涌入打破了原有电力系统的能源平衡,特别是风电出力独有的间歇性、随机性和不可控性给电网安全经济运行带来了一定影响。针对存在集群风电场的地方电网实际情况进行分析,提出电网经济调度的方法,从而达到节约发电成本,减少弃风量,加强电网安全稳定运行的目的。     

大规模电池储能在电力系统中的应用

正风电和太阳能光伏发电等具有间歇性和随机波动性的清洁可再生能源发电大规模并网,导致电网面临诸如调峰和调频压力增大、电压波动频繁、日常调度计划管理困难等一些列问题,严重威胁电网的安全稳定运行,也由于旋转备用增大等原因影响电网运行的经济性。在某些运行方式下,电网为保证其安全稳定运行,不得不限制风电场和光伏电站的出力,造成弃风、弃光,严重制约了风电、光伏发电的消纳能力。具有快速、精准调节能力的电池储能相对其他类型     

含大规模新能源接入的日内滚动计划研究与应用

"十二五"期间新疆电网风电、光伏等新能源的装机容量倍增,在系统调峰、调频计划、备用安排以及风电、光伏新能源消纳与电网安全等方面面临新的挑战。尤其是风电、光伏出力具有较强的间歇性、随机性和波动性,难以像火电等常规能源发电机组一样灵活调度。为保证电网安全运行,最大限度消纳风电、光伏等新能源,积极实施了含大规模风电、光伏接入的调度日内滚动计划系统,考虑风电、光伏出力波动的日前发电计划、常规机组日计划电量完成偏差自校正以及风电、光伏含超短期预测的日内滚动计划。     

风光并网对河南电网系统稳态影响

大规模风光发电并网是未来电网发展的必然趋势,然而,风光发电功率的强间歇性与随机性势必会对电网的稳定运行和优化控制带来影响。以河南电网冬季大运行方式下的规模风电、光伏电源联合接入电网为研究背景,利用连续潮流法,计算在新能源发电接入系统后的区域电网潮流分布;考虑区域电网未来发展趋势,逐步增加新能源的渗透率,对系统内多类型节点电压越界情况分析,判断区域内电压薄弱节点,并计算系统风电与光伏发电的最大消纳量;应用P-V曲线潮流分析方法测算出电压稳定极限及对应的有功功率,得到不同渗透率下系统所对应的静态电压稳定性;同时结合日负荷曲线,分析在目前状态下及所计算的最大渗透率下,系统任一时刻各中枢点电压水平。结果表明:在目前及新能源最大渗透率下,系统各节点电压值均处于正常范围。     

山东省新能源发展现状及前景分析

大力发展新能源是山东省转变发展方式、调整能源结构、优化能源布局、促进节能减排的重要途径。从2009年起,山东省新能源发电步入爆发式增长阶段,电网装机容量占比逐年攀升。截至2014年底,山东电网风电装机容量全国排名第五,光伏装机容量全国排名第十。新能源对山东电网安全稳定运行的影响已不容忽视。"外电入鲁"战略的大力实施,又对山东电网接纳新能源的能力提出了新的挑战。对山东新能源发展进行现状总结与前景展望,系统分析山东新能源面临的挑战并给出指导建议。     

光伏并网发电对电网的影响研究

概述了光伏并网发电系统的基本原理及其出力特征。选用甘肃金昌电网作为研究对象,从负荷特性、电压、电网保护、电网规划、调度运行和调度自动化等方面分析了光伏并网对电网的影响,结合金昌电网自身安全稳定运行的情况,从技术可靠的角度对并网光伏发电系统提出相关技术要求,能有效确保金昌电网安全稳定运行。     

基于有功无功协调优化的光伏电站接入电网影响分析

为缓解全球变暖的严峻形势,清洁能源逐渐成为了能源发展的主要方向,其中光伏能源因其具有取能方便、稳定等特点,逐渐应用至包括电网在内的各行各业中。虽然光伏发电具有巨大的社会及经济效益,但其也给电网带来了一定的挑战。光伏发电具有一定的波动性及不确定性,当其并入电网后,会对电网的安全稳定运行造成一定的影响。因此,对光伏电站接入电网后的影响进行分析具有重要意义。     

"6⋅21"日环食对光伏发电及电网运行影响分析

中国正处在新能源与特高压交直流电网高速发展时期,日食等极端事件易引发广域新能源出力波动,进而对电网安全稳定运行产生重大影响。文中针对2020年6月21日中国地区发生的日环食过程进行剖析,采用数值天气预报叠加事件影响的方法,提出了极端天文、天气事件对新能源间歇性与电网运行影响的预测方法。基于有效预测结果制定了相应预案措施,分析了日环食发生过程中电网的运行状态,并提出了有效预测此类事件对中国高比例可再生能源电网安全稳定运行的若干启示。     

基于PSASP的含大规模光伏发电系统暂态稳定仿真分析

光伏发电的出力特性不同于常规机组发电,随着光伏发电在西藏装机容量的不断增加,对西藏电网安全稳定运行提出了严峻的挑战。根据2019年冬季运行方式下的数据,基于电力系统分析综合程序(power system analysis software package,PSASP)建立了含大规模光伏发电的西藏某地区电网机电仿真模型。通过典型光照扰动、光伏电站切机及短路故障分析了对西藏某地区电网暂态稳定的影响,电网在典型光照扰动、光伏电站切机及短路故障条件下均能保持暂态稳定,但是有部分母线电压高于规定电压上限。针对部分母线电压越限的问题加装无功补偿装置,改善了电网系统的电压稳定性。     

Reduction of power fluctuation by distributed generation in micro grid

Renewable forms of energy such as wind power or photovoltaic energy are environmentally focused, but the fluctuation of the output power of such renewable forms of energy may cause excessive variation of the voltage or frequency of the grid. Increasing the amount of renewable energy would degrade the quality of the grid. Micro grids, in which dispersed power sources compensate variations in the generation of renewable energy, can expand the limits of installation of renewable forms of energy by maintaining the quality of the interconnected grid. This paper discusses the use of gas turbines to absorb power variations from wind generation and the loads. In order to control the output power, gas turbines must run under partial load, which results in lower efficiency. An evaluation of the micro grids is made with consideration of their efficiency, the installed capacity of wind power generation systems, and frequency stability for islanded operation. © 2008 Wiley Periodicals, Inc. Electr Eng Jpn, 163(2): 22–29, 2008; Published online in Wiley InterScience ( www.interscience.wiley.com ). DOI 10.1002/eej.20462     

促进新能源消纳的混合发电系统

太阳能发电功率逐日增加,以往单一的光伏发电系统并网运行的可调度性和可控性不足,提出了一种新的混合发电系统以提高调度的灵敏性.此系统包括风电场、光伏电厂、光热电站和电加热器.电加热器主要是将多余的风能、光能转化为热能并储存在太阳能发电厂的储热罐中,利用储热光热电站良好的可调度性和可控性,提高系统的旋转备用和爬坡能力,削减...     

风电场无功补偿分析研究

风力发电在我国得到了快速发展,风机在电网中所占比例不断增大,对电网的安全和稳定运行带来很大的影响。文章针对风电场的实际情况和特点,搭建了风电场仿真模型,模拟风机不同有功和无功出力以及不同馈线类型和长度等情况下,风电场无功损耗和电压情况,以及固定补偿装置的无功调节配合能力。说明利用风机发出的无功功率可以减小汇集站内无功补偿装置的容量,基本实现无功平衡,提高电压稳定性。     

计及风光不确定性的虚拟电厂多目标随机调度优化模型

为缓解风电和光伏发电不确定性对虚拟电厂稳定运行的影响,引入鲁棒随机优化理论,建立了计及不确定性和需求响应的虚拟电厂随机调度优化模型。首先,风力发电、光伏发电、燃气轮机发电,以及储能系统和需求响应集成为虚拟电厂,然后最大化虚拟电厂运营收益、最小化系统运行成本和弃能成本被作为目标函数,建立虚拟电厂调度优化模型。再应用鲁棒随机优化理论来转换光伏发电以及风力发电不确定性变量的约束条件,建立了虚拟电厂随机调度模型。最后,选择中国国电云南分布式电源示范工程为实例分析对象。分析结果显示：所提模型能够降低系统运行成本,双重鲁棒系数的引入能够为不同风险态度决策者提供灵活的虚拟电厂调度决策工具,协助应对风电和光伏发电的随机特性。储能系统能够借助自身充放电特性,替代燃气轮机发电机组为风电和光伏发电提供备用服务,促进风电和光伏发电并网。将需求响应纳入虚拟电厂能够实现发电侧与用电侧联动优化目标,平缓化用电负荷曲线,系统整体运营效益达到最佳。     

Economic and sustainability promises of wind energy considering the impacts of climate change and vulnerabilities to extreme conditions

A dramatic expansion of the worldwide wind power capacity is underway which is critical to an effective mitigation of climate change. However, wind tower infrastructure is susceptible to extreme weather conditions such as tropical cyclones and thunderstorms. Under the context of global climate changes and intense weather events, it is imperative to assess the impacts of extreme conditions on the susceptibility of the global wind power with important implications on energy security and power system resilience. In this paper, we discuss the necessity and rationality of wind power deployment considering extreme weather perspectives on enhancing the global sustainability, security, economics, and resilience. We assess the vulnerability of wind power to extreme weather events under climate change and present the correlation of wind power proliferation, extreme weather events, and climate change issues. Our results indicate that, if extreme wind speed increases by 20% considering a 50-year return wind speed and load safety factor is changed from 1.35 to 1.7, the initial capital cost of wind unit installation by the end of this century could increase by about 12% because of the higher strength in tropical cyclones. In this period, upward lightning strike will be intensified due to the use of taller wind turbines and higher angular speed of blades. Also, additional storm surges and sea ices will potentially cause higher risks to inland and offshore wind tower structures and foundations because of the continuously rising sea levels. It is confirmed in our discussion that the proliferation of wind power generation would be beneficial despite its vulnerabilities by curbing the use of fossil-based power generation units, mitigating severe carbon emission, and reducing climatic changes and extreme weather events, which could also cause significant structural damages to wind turbines installations globally. The article concludes that it is vital in the scientific community to further analyze the relationship among global wind energy integration, extreme weather events, and climate changes, and for politicians to formulate a comprehensive energy policy strategy, as engineers continue to investigate the means of deploying additional inland and offshore wind farms and consider other types of renewable energy resources with a direct link with weather conditions, for a sustainable, economic, secure, and resilient energy production.     

基于时序运行模拟的新能源配置储能替代火电规划模型

随着风电、光伏自身成本不断下降,经济性上逐步具有替代火电的条件,同时,随着风电、光伏替代火电规模的增加,系统需要引入储能来应对系统不断增强的净负荷波动。为更加科学地量化评估新能源配置储能替代火电的经济性和规模,首先建立计及电力系统灵活性需求、基于精细化时序曲线运行模拟的电源和储能联合优化规划模型,以系统总成本最低为优化目标,考虑投资决策约束和运行约束,统筹优化不同成本情景下的电源和储能容量,提出新能源配置储能替代火电的经济性分析流程。其次,基于以上模型方法,优化计算某区域电网高、中、低3种成本情景下的电源和储能容量,并分析不同成本情景下新能源配置储能替代火电的演变过程。最后,提出新能源配置储能不同程度替代火电的条件。