并网风力发电场的最大注入功率分析

风力发电场的最大注入功率分析是风电场规划和运行的一项重要内容.文章建立了异步发电机的稳态数学模型,给出了包含风电场的电力系统潮流的交替迭代计算方法,并结合实际风电系统,分析了确定并网风电场最大注入功率的主要因素.计算结果表明,系统运行方式、风电机组无功补偿量、风电场与系统联络线的电抗与电阻之比的大小等都会影响风电场的最大注入功率,对于一个实际的风电系统,要最终确定其最大注入功率必须进行系统的计算分析.     

基于机会约束规划的汇流风电场穿透功率极限计算

大规模的风力发电并网给电网的运行与稳定带来了一系列的问题,研究风力发电的穿透功率极限对于风力发电并网的规划以及运行有着重要意义。基于随机规划理论,利用拉丁超立方采样(latin hypercube sampling,LHS)处理汇流风电场的相关性风速数据,提出了汇流风电场穿透功率极限计算方法,计算中考虑了在同一汇流点不同风电场的风速随机性和相关性,计算得到含有汇流风电场发电系统的线路潮流,进一步基于机会约束规划,利用改进的粒子群算法计算得到汇流风电场的穿透功率极限。在IEEE30系统算例上验证了计算方法的有效性,并简要分析了风力发电位于不同接入点对穿透功率极限的影响。     

并网风电最大注入功率影响因素研究

研究制约风电并网最大注入功率的影响因素对风电并网规划具有重要意义。基于MATLAB/Simulink建立了风电并网系统模型,研究了影响风电并网注入功率的主要因素。在风电规划中考虑这些因素并采取相应措施可提高并网风电的注入功率。     

考虑不确定性和无功需求的风电场群接入系统协调规划方法

风电功率由于其随机性和波动性,接入系统后对于主网潮流分布有着较大影响,且大规模风电场大多距离接入点较远,功率汇集后并网有着较大的无功需求,因此风电场不同接入方案对电网运行安全性和投资建设经济性影响显著.传统直流规划模型无法计算系统无功潮流及功率损耗,也无法将主网母线电压及汇集站节点电压进行有效约束,规划结果精确度差甚至某些情况下可能产生不可行方案.文章统筹考虑风电场直接并网和经汇集站汇集后并网的不同并网方式,以经济性最优为优化目标,提出一种风电场集群接入系统协调规划的混合整数二阶锥规划(MISOCP)模型.该模型采用交流潮流模型,可有效计及风电并网功率与系统有功、无功潮流及线路损耗、节点电压之间的耦合关系.利用随机优化方法,通过考虑基础场景与随机场景来平衡风电出力随机性带来的经济性和安全性问题,规划方案更加经济灵活.最后通过算例分析验证了所提出模型和方法的有效性.     

基于直流概率潮流的风电穿透功率极限计算

风力发电已经成为清洁能源中发展最快的一种发电方式,确定风电穿透功率极限对风电并网的规划和运行有着重要作用。文中提出了基于直流概率潮流的风电穿透功率极限计算方法,计算中通过直流概率潮流计算,综合考虑风电场出力、发电机出力、节点负荷等因素的随机性,得到含有风电场的电力系统中线路有功潮流的概率分布,然后利用随机规划理论和改进的遗传算法求解风电穿透功率极限。最后以IEEE30系统为算例,验证计算方法的有效性。     

风电场集群并网接纳功率极限计算分析

提出了一种基于静态稳定分析的风电场集群并网接纳功率极限的计算方法.该方法通过计算单风电场并网的接纳功率极限和对应的指标IVQ、IθP,,以此为判定依据求取多风电场集群并网的接纳功率极限.将该方法应用到我国某地区电网,验证了该方法的实用性.     

典型风电场风电功率预测误差研究

比较了风电场并网功率的预测值与实际值,研究了风电场并网功率日预测误差概率及最大日预测误差、风电场并网功率实时预测误差概率分布、风电场预测数据的均方根误差和风电场风功率预测误差的分布特性,并提出了利用储能系统减小风功率预测误差,提高风电功率预测精度。     

基于相关机会规划的风电并网容量优化分析

风能的随机性和间歇性强,所以与传统发电形式相比,风电场容量可信度低,如何计算系统中的最大风电并网容量是风电规划所面临的重要问题。基于相关机会规划理论,在保证系统安全运行的前提下建立了计算风电并网容量的优化分析模型,模型中引入了风电的发电能力约束,并考虑了风电场减出力控制措施的影响。该模型适用于不确定环境下的随机事件评估,基于IEEE39节点系统的风电并网容量优化结果验证了模型的可行性。     

风电并网后系统电压稳定薄弱节点研究

基于连续潮流分析方法,利用提出的节点电压灵敏度指标来分析风电场并网后系统的静态电压稳定问题。通过含有变速恒频机组的风电场并网的简化模型算例进行了仿真研究,结果表明,在电压稳定极限点附近,风电功率注入使得风电场及其附近节点是电压不稳定的关键区域,模态分析得到的结果验证了该方法的有效性。     

地区电网风电穿透功率极限仿真研究

在规划阶段,风电场迫切需要解决接入方案和风电场穿透功率极限计算的问题。不同的接入方案有不同的穿透功率极限,反之,穿透功率极限也限制了风电场的装机容量和接入方案的选择。总结了风电穿透功率极限计算的方法,在此基础上,结合规划的一般程序提出了一种计算地区电网风电穿透功率极限的方法,并给出了计算实例。     

电网风电接纳能力分析

针对河北省南部电网电源结构和负荷特性,介绍调峰特性的分析原则和计算方法,得出低谷负荷的调峰裕度,给出河北省南部电网"十二五"期间风电接纳能力,为风电并网规划提供参考.     

以风电场效益最大为目标的风电装机容量优化

针对风电机机组出力的随机性,将机会约束规划用于优化风电场的装机容量,建立了以风电场净收益最大为规划目标,以投资成本、线路的传输能力限制、系统对旋转备用的要求以及常规机组出力限制等为约束的数学模型。将蒙特卡洛模拟方法与遗传算法相结合对上述模型进行求解。以IEEE30节点系统为例进行仿真,验证了文中方法的有效性。文中方法综...     

考虑功率预测偏差和出力调节不确定性的风电集群功率分配策略

当因输电通道限制需对风电集群进行限电时,应考虑各风电场功率预测和调节能力的差异。考虑功率预测偏差和调节能力不确定性,构建机会约束规划和机会约束目标规划相结合的风电集群日前功率调度模型,并采用采样排序的方法将不确定变量转化为确定性变量对模型进行求解。对华北某地区风电集群进行案例分析,结果表明,在满足风电场间期望调度电量比例要求的基础上,相较于传统模型,所提模型能有效降低弃风率和系统负荷不平衡时的缺额电量。     

基于混合整数线性规划的风电场有功优化调度

大规模风电并网背景下,风电场的有功优化调度对调度控制和电网安全运行至关重要。在风电场风速分布和风电功率有效评估的基础上,以风电机组的出力以及开停机状态为决策变量,考虑风电场弃风以及机组启停,建立了以风电场运行成本最低为目标的风电场优化调度模型。提出了风能利用系数的分段线性化方法,进而建立了基于混合整数线性规划的风电场优化调度模型。实际风电场的算例分析表明,该调度模型可在满足调度部门指令需求的前提下,给出风电场内最优的机组启停计划和出力安排,有效减少弃风及启停次数,降低风电场运行成本。     

A robust optimization approach to wind farm diversification

Wind farm diversification can smooth out the fluctuations in wind power generation and reduce the associated system balancing and reliability costs. Recent research has shown that wind farm diversification can be approached using mean–variance method. Traditional mean–variance wind farm diversification method is sensitive to the input data. To overcome the problem of lack of robustness, this paper proposes a novel wind farm diversification method based on robust optimization model. Under box and ellipsoidal uncertainty structures, the proposed robust optimization model can be formulated as a coupled problem composed of a linear programming problem and a conic quadratic programming problem. This model could be efficiently solved. Case studies are provided to demonstrate application of the model.     

一种适合大型风电场的无功补偿方案

针对风电场实际情况,建立了异步风电机组稳态潮流计算模型,充分考虑了大型风电场内部箱式变压器的损耗,并给出了简化计算方法,在此基础上确定了一种适合大型风电场的无功补偿方案,即使用并联电容器组在发电机机端就地补偿和在风场变电站处集中补偿相结合的方式。在电力系统分析仿真软件Power Factoryl3．1环境里搭建出风场模型,并在一32节点的配电网中进行仿真计算。结果表明在确定大型风场的无功补偿方案时考虑箱变损耗是必要且有一定实际意义的,且所给出的无功补偿方案能达到预期目的。     

考虑不确定性因素的虚拟电厂竞标模型

考虑了由风电场、抽水蓄能电站和燃气轮机组成的虚拟电厂(VPP).VPP可参与中期合同市场、日前市场以及平衡市场的运营,以利润最大化为其优化目标.由于电价和风电出力的不确定性以及不平衡惩罚的存在,VPP的竞标存在风险.针对电价预测精度较高、误差分布规律可以较为准确描述的特点,采用随机规划的方法处理电价的不确定性;针对风电出力预测精度较低、概率分布难以准确刻画的特点,采用鲁棒优化的方法处理风电出力的不确定性,即将不确定的风电出力限定在一个确定的区间内,通过调节鲁棒系数决策出不同程度上抑制不确定性影响的优化调度方案.基于上述两种方法,并考虑环境成本,建立了VPP鲁棒随机竞标模型,提高了VPP的实际利润,同时减轻了计算负担.算例分析证明了鲁棒随机竞标模型的有效性.     

基于降阶雅可比矩阵的并网风电场局部静态电压支撑能力评估

提出一种基于降阶雅可比矩阵的并网风电场无功/电压支撑能力评估方法。该方法选择研究区域内的部分节点为注入节点,通过雅可比矩阵降阶的方法消去系统中的其他节点,得到仅包含研究区域节点的部分节点降阶雅可比矩阵,进而求得接入点电压关于本地无功功率和风电场无功功率变化的灵敏度,并得出风电场对接入局部区域的电压支撑能力指标。同时,通过相关灵敏度的比较还可以选择风电场接入电网的无功补偿点和确定无功补偿容量。实际系统算例结果表明该方法是准确可行的,并具有良好的适应性。     

计及风电预测误差不确定性的风电参与网架重构优化

在大停电后的电力系统恢复过程中,充分考虑风电场的功率支援可加快系统的恢复速度,而风电场出力又具有不确定性,这为系统恢复方案的制定带来了新的挑战。为此文中提出了一种考虑风电场出力不确定性的网架重构恢复方法,该方法首先以预测误差不确定性描述风电场出力不确定性,然后采用风电场限出力接入策略消除风功率波动性对网架重构带来的负面影响,同时定义网架恢复成功率指标描述风电场预测出力不确定性可能导致的恢复失败风险。之后,在机组节点恢复成功率不低于一定置信水平的前提下建立随机相关机会目标规划模型,以最大化网架恢复成功率和最小化网架恢复时间为优化目标,采用离散粒子群算法和随机模拟技术组成的混合智能算法求解模型。最后,以IEEE 39节点为算例对该方法与传统恢复方法进行了分析比较,结果表明,提出的恢复方法在有效应对风电场出力不确定性的同时能够有效缩短网架恢复时间,加快系统恢复进程。