新能源发电出力特性指标及其数据化应用

大规模新能源接入电网,其出力的波动性及随机性将对电网规划设计、电网安全经济运行带来较大影响。为解决电网规划相关计算中需结合新能源出力特性量化其出力的问题,分析了某地区电网已投产风电场及光伏电站出力运行出力历史数据,建立了风电及光伏发电出力自然特性指标体系,构建风电及光伏发电月平均出力、日最大出力概率分布、日平均出力、分时段利用小时数、全时段及分时段的出力-概率分布、全时段及分时段的出力-累积电量分布、小时出力-保证率等指标。分析该地区电网风电及光伏发电出力年特性、季特性、日特性等,通过算例分析验证了所提出指标体系的实用性。研究成果可以很好地应用于含新能源接入系统的电网规划及电网运行方式分析。     

上海电网并网风电场出力特性分析

上海具有较为有利的风力发电开发条件,风电装机规模逐年增加。而风电场出力的不确定性对电网运行的影响也逐步显现。为应对风电场出力的波动性,在电网运行中采取相应措施,对风电场的出力特性进行研究。通过对历史出力数据的分析,研究了上海电网并网风电场的年度发电利用小时数、出力范围和分月发电量分布,分析了风电场日出力曲线的形态和波动性,研究了各风电场之间和风电场各日之间的出力相关性,并对海上风电场和陆地风电场进行了比较。     

风-光-蓄-火联合发电系统的两阶段优化调度策略

针对风电、光伏出力的随机性、间歇性和波动性而导致其在大规模接入电网时对电网发电计划制定和调度产生的影响,提出一种风-光-蓄-火联合发电系统的两阶段优化调度策略。利用抽水蓄能的抽蓄特性,将风电和光伏出力进行时空平移,使风-光-蓄联合出力转变为稳定可调度电源,具备削峰填谷的功能,与火电机组共同参与电网调度。以风-光-蓄联合出力最大和广义负荷波动最小作为风-光-蓄联合削峰模型的优化目标,火电机组运行成本最小作为经济调度模型的优化目标,建立两阶段优化调度模型,分别采用混合整数规划方法和粒子群算法求解。改进IEEE-30节点算例系统仿真结果表明：所提调度策略可以提高风能和太阳能的利用率,缓解火电机组调峰压力,大幅降低风电的反调峰特性对电网的影响,从而保证电力系统安全、稳定、经济运行。     

考虑新能源出力特性的华东电网新能源消纳承载能力分析

随着我国新能源发展重心逐渐向中东部转移,新能源大规模接入给华东地区电力系统的调峰、调频等方面带来挑战。研究电网的新能源消纳承载能力,对促进新能源发电产业的健康发展和保障电网的稳定运行具有重要意义。基于华东电网新能源建设现状及未来发展规划,分析了华东地区风电和光伏的出力特性及影响电网新能源消纳承载能力的主要因素。在此基础上,进一步提出了考虑新能源出力特性的改进典型日法,并用于评估华东电网在不同场景下的新能源消纳承载能力,验证了所提方法的有效性,其结果可服务于电网的规划和调度运行。     

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。     

风电场出力特性与集群效应分析方法研究

从时间和空间分布的角度,提出风电场时空出力特性的分析框架,包括单一风电场的长期出力特性和短期出力特性分析、风电场集群长期波动相关性和短期波动互补性的分析方法。利用所提分析框架和指标,以海南文昌风电场为例,开展风电出力特性分析;以海南文昌(1座风电场)、儋州(2座风电场)、东方(2座风电场)以及海南全省风电集群为例,开展风电集群效应分析,验证分析框架和指标的实用性和有效性。     

基于最优带宽的广东海上风电出力非参数核密度估计与分析

为支撑广东省海上风电规划与电网安全调度，提出一种基于最优带宽参数下的海上风电非参数核密度估计模型，该模型无需依靠先验性的参数结果，可适配出力分布呈多峰性的海上风电。算例分析验证了所提模型的拟合效果可兼具曲线平滑与反映尖峰特征的特点，降低拟合估计的误差，并通过分析多时空尺度下的海上风电非参数核密度估计模型，形成对应地区的发展建议。所得结果可为广东省海上风电规划、电网安全调度提供风电运行的参考借鉴价值。     

基于风资源评估不确定性分析的风电有效出力计算模型

随着区域电网内风电消纳的相关研究的不断深入,风电场出力的空间特性和概率特性分析越来越重要.基于实际运行风电场历史出力数据的常规分析方法,其结果易受运行年份风速波动影响,存在计算结果不准确的缺点.针对上述方法缺点,文中提出基于风资源评估不确定分析的风电有效出力计算模型,以河南省不同区域的三个典型风电场为例,分析风电场出力...     

基于实时功率曲线的风电机组出力特性研究

基于实时功率曲线对风电机组出力特性进行分析,主要通过采集风电机组风速、功率、可靠性状态、大气压力、环境温度等历史数据进行过滤修正,计算出能够反映风电机组真实出力情况的实时功率曲线,并与出质保检测功率曲线进行对比,最后结合功率一致性系数对风电机组出力特性进行评价。找出性能下降比较严重的风电机组并及时整改,进而提高风电机组的发电能力。该方法不仅能够在线评价风电机组的性能优劣,且适用于各类型风电机组,具有广阔的应用前景。     

风电场出力特性及其不确定性的对策分析

通过福建省某沿海风电场的出力数据,验证了风电出力变化的波动性及随机特性,将风电出力并入电力负荷,分析了风电并入后对于电力负荷变化特性的影响,并分别从电网与风电自身的角度出发,讨论了有效应对风电功率的不确定性措施,包括风电出力预测、储能手段以及风电机组自参与调频等。     

升力型垂直轴风机的功率计算及功率输出特性的分析

借助Matlab软件的叶片受力情况对一个升力型垂直轴风机进行了仿真,利用仿真结果分析了实例的运行功率、转速和风速的关系,以及风力发电机与叶片匹配的情况。分析结果表明该升力型垂直轴风机的风能利用率较高,结构简单,适应性较强。     

计及风火系统聚合特性的虚拟电厂经济调度研究

提出一个VPP(虚拟发电厂)聚合出力特性的含新能源电网的两阶段经济调度模型。第一阶段基于包含若干风场与火电机组的VPP聚合出力特性决策VPP的总出力;第二阶段将总出力在VPP内部各发电单元之间进行分配。上述两个阶段都采用线性规划方法求解。基于IEEE—6母线电网的数值算例的计算结果表明,与传统经济调度方法相比,本研究提出的模型能降低风电弃风量近50%。     

旋转机械的功率在线测试技术

介绍了在恶劣条件下功率在线测试技术的基本原理,测试系统的构成及标定技术,指标了关键技术及系统特点,解决了这一技术难题。该测试系统具有广泛的应用前景。     

风力发电系统输出功率随机波动的仿真分析

针对当前风力发电系统输出功率随机波动的问题,以永磁同步风力发电机(PMSG)与直流侧储能系统(钒氧化还原电池)整合的风力发电系统为基础,进行数字仿真建模,采用MATLAB/Simulink软件对固定负载,变化风速工况;固定风速,负荷瞬变工况;风速和负荷同时变化工况;进行了仿真试验和分析。结果表明,对于采用储能技术的风电场并网功率随机波动的平抑控制,可以利用蓄电池的充放电特性,在风速变化以及负荷瞬变时进行功率平衡的调节。     

光伏电站输出功率影响因素分析

光伏发电系统的发电量取决于太阳辐照强度和温度等因素,其输出功率的变化具有间歇性和不可控性,大规模的光伏并网应用将对大电网的稳定运行造成冲击。光储联合应用将有助于降低光伏电源的负面影响,为了协调配置光伏系统与储能系统,需要深入了解光伏发电系统的输出特性。首先分析了大规模光伏发电系统并网应用对电网带来的影响,进而介绍了光伏发电原理和影响光伏组件输出的因素;然后依托某100 kWp光伏电站的实际历史运行数据,基于统计学方法,从气象因素如日类型、太阳辐射强度和温度等影响光伏出力的角度,对光伏发电系统的输出特性作了定性、定量的分析,从而归纳了光伏输出特性,最后据此提出了光伏电站输出功率的评价指标。     

采用时间序列预测风电场出力

基于时间序列的方法,采用自回归滑动平均(ARMA)模型进行短期风速预测;考虑风力发电机组排列布置时尾流效应的影响、风电场址地面粗糙程度、空气密度、风向变化以及不同型号风机功率特性的差异等因素,采用Jasen尾流模型建立了大型风电场的综合模型。结果表明,合理的风电场布置方案有利于减小尾流效应的影响,从而提高风电场出力。     

柴油机输出功率测量结果的不确定度评定

依据往复式内燃机测量方法,按照测量不确定度评定方式,对影响柴油机输出功率的主要因素逐一进行评定,计算不确定度分量,最终合成,求得在标定工况下柴油机输出功率的扩展不确定度。     

柔性连接动力输出装置的校核

采用柔性连接的后端皮带轮输出装置,可以满足柴油机大扭矩输出的要求,提高柴油的使用寿命。该柔性连接动力输出装置是否可靠,是柴油机动力输出及可靠性的关键。本文介绍了柴油机柔性连接动力输出装置相关零件的校核方法。结果表明,按此方法进行校核能够满足使用要求。     

先进的具高出力的核电汽轮机

介绍了西门子设计制造先进大功率核电汽轮机的长期运行经验,并发展半速饱和蒸汽核电汽轮机,功率达1700MW,末级长叶片高度为1829mm,从设计、工艺、材料选择等方面论述了提高机组出力、提高机组效率、减少腐蚀的方法,其中包括套装叶轮设计、3DSTM叶片技术、高压透平和低压透平等。     

基于改进型非参数核密度估计法的南方区域风电出力特性分析

随着南方区域风电接入比例的不断提高,风电出力的随机性和波动性对电力系统运行的影响不容忽视,因此有必要研究南方区域的风电出力特性及其随机分布规律。首先从时间因素和地理环境因素两方面分析其对风电出力特性的影响;然后提出一种考虑最优核函数带宽选择的改进型非参数核密度估计法,分别建立多时间尺度下的南方区域风力发电随机分布模型,并建立模型拟合效果的评价指标体系;其次通过与2种基于典型经验分布函数的参数估计法进行对比,验证了改进型非参数核密度估计法的有效性;最后通过日、季、年3个时间尺度分析了南方区域不同省区间的风电出力概率特性差异,可为电力系统调度、电力规划、风电场选址定容等工作起到一定的辅助决策作用。