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。     

储能技术大规模应用的可行性研究

以西北电网为例分析了新能源大规模发展对传统电网消纳能力有限产生的严重弃风弃光,威胁电网安全运行稳定性等问题,归纳阐述了目前储能技术应用于发电机组、风电厂、光伏电站、光伏发电系统的情况,提出了以储能技术为基础的风光储互补型的稳定发电系统方案,并对其实现的可行性进行了论证,对风光储互补型稳定发电系统在电力系统中的发展前景和实现途径进行了展望。     

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。     

极端天气事件对新能源发电和电网运行影响研究

风电和光伏发电极易受极端天气的影响而出现大规模停机和出力损失,严重时可能威胁电网安全稳定运行。针对极端天气事件对新能源发电和电网运行的影响开展研究。首先从新能源发电的角度阐述了极端天气影响新能源的机理。然后基于海量风电机组和光伏发电单元的运行数据,对寒潮、大风、降雪、沙尘等几类极端天气条件下新能源发电和电网运行情况进行深入分析。最后从电网调度运行的角度提出保障极端天气条件下电网安全稳定运行的建议。     

电网安全和调度公平性的新能源调度方法研究

针对以风电、光伏为代表的新能源电源大规模并网给电网调度日前和实时发电计划带来的影响,提出了解决新能源调度的两阶段双层次调度新方法。该方法分为日前发电计划和实时发电计划两个阶段,每个阶段含有两个层次,其中第一层次以新能源电源因调峰弃风弃光电力、新能源送出通道利用率为目标函数,考虑电网安全作为约束条件,获取系统消纳风电、光伏等新能源电源最大能力,在此基础上,第二层次提出解决了电网在风电、光伏受限时各新能源电厂弃风率、弃光率不一致的问题,保障了调度公平性。利用某省级电网进行测试,测试结果验证了所提调度方法的有效性。     

考虑系统调峰特性的风光消纳优化

由于风电和光伏发电受自然因素的影响较大,其出力具有随机性和波动性,将对系统的调峰能力造成严重影响。该文首先针对风电自身的出力特性,从系统调峰能力的角度对区域电网可以接纳的风电容量进行评估;然后根据风电和光伏发电在时间尺度上存在的互补性,建立以系统失负荷率最低和弃风、光率最小为目标的优化模型,利用改进惯性权重的粒子群算法对模型进行求解,得到最优的风电和光伏发电出力。最后,利用实际区域电网风电、光伏发电以及负荷的历史数据对该文所提方法的有效性进行验证,结果表明采用风光互补优化策略对风电和光伏发电的输出功率进行优化后,系统出力波动有所降低且消纳能力有明显提升。     

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。     

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。     

基于太阳能热发电的内蒙古电网多能互补配比研究

建立了一种风电、光伏以及太阳能热发电多能互补装机配比计算模型及其评价指标。拟定了7种配比方案,并以内蒙古电网夏冬典型日负荷作为优化目标,使用计算模型及其评价指标对各配比方案进行计算分析。结果表明,基于基础参数计算的配比为风电装机150 MW、光伏装机50 MW、太阳能热发电装机100 MW的方案具有更好的电能质量和电网运行稳定性,同时具备更好的系统整体送出能力,可有效减少弃风弃光。     

陕西电网调峰能力及可接纳新能源能力研究

首先在总结陕西电网负荷特性、风电和光伏出力特性基础上,通过研究陕西电网后夜、中午时段调峰能力,采用两种原则确定可接纳的风电、光伏装机规模。进一步将历史风电、光伏全年8 760 h特性与负荷8 760 h特性相结合,对2020年陕西新能源装机容量下电网接纳新能源电量、新能源弃电量进行计算,全面反映水平年风电、光伏消纳情况。结果表明,陕西电网基本可接纳风电、光伏各500万k W规划装机容量。利用该方法,对陕西电网与周边电网联络调峰能力及弃电量进行敏感性分析,表明联络线冬、夏季应采用不同的调峰运行方式。     

地区电网新能源发电项目消纳能力研究

近年来,各地大规模建设风力、光伏等新能源发电基地,造成了部分地区新能源发电严重过剩,出现了弃风、弃光的情况。针对现状,研究分析了接入电网的风力、光伏等新能源发电项目的消纳能力的主要影响因素,并分别研究了基于调峰约束和容量约束条件下的新能源消纳能力评估方法,对于地区电网规划和新能源消纳能力分析计算具有重要指导意义。     

通过特高压直流实现大型能源基地风、光、火电力大规模高效率安全外送研究

化石能源消耗引起的环境问题日益突出,风力发电作为技术最成熟的清洁能源在全球范围内得到迅速的发展和应用。近10年来,我国风电发展迅猛,风电装机已跃居全球第一。目前,风电资源富集的西北、东北和华北地区消纳风电的空间趋于饱和,光伏发电也进入大规模发展阶段,迫切需要跨区外送。文章分析我国风电运行面临的主要问题,对位于我国东北和西北地区的大型能源基地通过特高压直流工程实现风、光、火电力大规模、高效率、安全外送的可行性进行系统的分析研究。提出基于年度输电量和典型风、光发电曲线的配套电源装机容量优化计算方法和调度生产模拟方法及其安全经济运行的必要条件。并结合新疆哈密至河南郑州特高压直流工程进行分析计算,优化配套的装机容量,提出重大电网安全技术措施。研究结果表明,在保障电力系统安全稳定的基础上,通过优化风、光、火电装机容量可以最大限度地减少弃风、弃光容量,从而实现我国大型能源基地及其风电、光伏等清洁能源的集约高效开发和利用。对优化调整我国电源结构、加快治理大气污染、实现节能减排目标具有重要意义。     

能源互联背景下山东电网备用容量需求分析

风电、光伏发电是清洁能源的重要组成部分,也是构建全球能源互联网的主导能源。提出一种含风电和光伏发电的备用容量需求确定方法。在此基础上,结合山东省年度风、光资源及负荷特征,基于各季节典型日风电、光伏出力及负荷特性分析,得出远景年山东电网考虑风电、光伏接入的备用容量需求。分析结果对合理安排山东电网备用容量,提高电网运行可靠性具有重要意义。     

基于时序生产模拟的新能源消纳能力分析

基于风电和光伏发电发展规划,建立新能源发电并网仿真模型和生产模拟仿真模型,构造仿真基础数据,分析新能源发电接入影响和新能源发电接纳能力。以某省级电网为例,基于历史运行数据,模拟并预测2020年规划的风电和光伏发电接入后全年消纳情况,包括风光发电量、限电量,常规电源的发电量和利用小时数等结果。并提出提高新能源消纳能力的措施和建议。     

大型风电场并网技术方案 访中国能源建设集团甘肃省电力设计院郑海涛总工程师

大规模分布式电源,特别是大型风电场并网对电网的分布式电源承载能力提出了挑战。大型风电场并网技术的选择直接影响电网的安全稳定运行及风电企业的经济效益。我国适宜于建立大型风电和光伏基地的地区多为西北偏远地区,近几年新能源的异军突起给拥有得天独厚风、光资源的甘肃省提供了快速发展的契机,风力发电和光伏发电装机有了突飞猛进的发展。     

冀北地区大规模分布式光伏电源接入对配电网的影响及对策综述

随着国家鼓励光伏发展政策的出台和光伏发电技术的日渐成熟,冀北地区光伏发电的装机容量及并网容量不断增大。然而太阳能的随机性以及光伏电站类型的复杂性,对电网的运行和稳定影响深刻,对电网安全带来了巨大挑战。通过介绍光伏电源发电的原理与特点,对分布式光伏发电系统并网后对配电网诸多方面的影响及对策进行了一定深度的阐述。     

金沙江上游典型电站水光风互补运行研究

针对风电、光伏发电出力不稳定问题,提出水光风互补运行方式。选取金沙江上游典型水光风电站(岗托水电站、盐边万家山光伏电站、德昌风电场)进行出力特性及其互补性分析。在此基础上,采用Visual Basic 6.0编程,建立日内实时互补模型,进行金沙江上游典型电站水光风互补运行研究,即在电网总负荷、风电和光伏出力已知的情况下反推水库运用过程。研究表明:水电、光伏和风电出力在年内和日内具有一定的互补性,三者联合运行,能在一定程度上降低风电和光伏发电并网给电力系统带来的负面影响,这对改善环境条件,优化能源结构具有重要意义。     

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。     

大规模光伏电站集中并网对电网的影响分析及对策

随着国家鼓励光伏发展政策的出台,新一轮光伏电站大规模建设已铺开。光伏电站类型复杂,其带来的控制、送出和消纳问题,对电网运行和稳定特性影响深刻,对电网安全带来了巨大挑战。针对大规模光伏电站并网发电后对电网运行的影响和分布式光伏发电对配网的影响,从大规模光伏电力的消纳与送出、运行与控制、电网调峰、安全稳定、电能质量和配电网电压控制、抗扰动能力等方面的因素进行了综合分析,提出了建立新能源技术支持系统平台和提高光伏集中接入地区电力外送及消纳能力等应对的措施。     

考虑暂态稳定性的网储多目标双层优化

随着风电和负荷的不断发展,输电阻塞、弃风和运行安全等问题对电网规划提出了新的挑战。储能系统具有响应速度快、配置方便灵活、适用范围广等优点,在风电消纳、缓解输电阻塞、系统安全运行中发挥着重要作用。为提高电网输电能力和抗扰动能力,结合系统故障后的暂态运行特性,在规划和运行层面综合考虑电网输电能力、弃风水平和暂态稳定性,以系统建设运行指标和系统稳定指标为多目标建立双层网储联合规划模型。外层模型为考虑储能系统选址定容规划的多目标模型,内层模型为考虑机组组合问题的输电网扩容模型。为提高求解效率,将扩容线路潮流约束、储能系统充放电模型、机组发电成本曲线等进行线性化处理。采用NSGA-Ⅱ算法和GUROBI求解器求解所提模型,并利用改进Garver-6 节点系统进行算例分析,在不同场景下验证了所建模型的有效性和合理性。