计及新能源影响静动态结合的电网脆弱节点辨识

随着新能源发电的快速增长,其所具有的随机性、波动性不确定给电网脆弱节点辨识带来了新的挑战。提出了一种考虑新能源不确定性的电网静动态结合的脆弱节点辨识方法。该方法在静态辨识中采用区间数表示新能源的不确定性,提出了基于区间直流潮流的最小切负荷模型计算各节点的区间静态脆弱性评估指标。在动态辨识中,提出基于单机等效延伸方法计算各节点的稳定性裕度,并根据稳定性裕度的正负对应计算各节点的动态脆弱性评估指标。最后建立基于熵权法的电网脆弱节点综合评估方法。IEEE-39节点算例仿真结果表明,该方法能准确快速地辨识新能源接入情况下电网中的脆弱节点。与已有脆弱节点辨识方法相比,该模型更符合新能源接入下电力系统实际运行情况。通过研究发现新能源的随机性、波动性不确定对节点脆弱性具有就近影响原则,为新能源电源在智能电网中的规划提供指导作用。     

基于电压稳定裕度的电网状态脆弱性评估方法研究*

随着智能电网的发展,大规模互联电力系统的形成以及清洁能源发电系统接入负荷中心带来了不确定性因素,更容易发生连锁故障。因此对于该类负荷节点的安全运行问题值得特别关注。电力系统脆弱性一直是智能电网的研究热点课题之一,针对上述问题,提出了一种基于电压稳定裕度的含电源的负荷节点评估模型及指标,即通过比较节点实际的运行电压和临界电压之间的裕度的临界电压指标来评估有电源接入情况下的负荷节点的状态脆弱性,使状态脆弱性体系的评估更加完善。并以未归一化的状态脆弱性指标为基础,建立电网状态脆弱性评估模型,研究电源接入电网的最优接入位置。最后通过IEEE-39节点仿真算例,充分证明了该评价方法的合理性与有效性,从而为电网的合理规划和调度运行提供了理论依据。     

基于短路容量裕度的电网运行状态评估方法研究

随着智能电网的发展和大规模清洁能源发电系统接入负荷中心,连锁脱网事故和电网电压水平波动等问题突出,电网安全运行面临着巨大的挑战。电网的运行状态评估,作为电网安全问题的深入扩展,具有重大的研究价值。文中利用系统运行参数,基于短路容量理论提出了负荷节点运行状态的评价方法及指标,即比较负荷节点需求的短路容量与系统和接入电源对该负荷节点提供的总短路容量来快速评估负荷节点的运行状态;该方法考虑了有清洁能源接入的情况,通过对比求得的节点运行状态指标探讨不同类型的电源对电网运行状态的影响,完善了运行状态评估体系,可为运行人员提供决策支持;最后基于IEEE-30节点系统中的仿真结果验证该方法的有效性和优越性。     

电力系统短期运行充裕性评估及决策

大量随机波动性电源接入给电力系统运行充裕性带来了显著影响,如何准确评估运行充裕性以及基于运行充裕性进行调度决策是新能源电力系统运行面临的新问题。以风电为例,同时考虑来自电源和负荷的双侧随机因素,将传统可靠性指标改进推广到短期运行充裕性评估中,并在此基础上提出了一个新的充裕性指标,对指标的数学含义和计算方法进行了讨论。以含风电电力系统的机组组合为例,研究所提指标在短期运行充裕性决策中的应用。算例首先对RBTS系统进行了运行充裕性评估,其次给出了所提充裕性指标约束下的机组组合方案。结果表明,所提指标能够更准确地刻画随机因素对系统运行充裕性的影响,基于充裕性指标的机组组合决策能够给出不同充裕性水平下的机组启停方案和出力计划以及对应的系统充裕性量化值。研究成果为随机波动性电源大规模接入电力系统的短期运行充裕性问题提供了一套评估指标和评估方法。     

基于短路容量的含大规模新能源接入的电网状态脆弱性评估方法研究

为了准确分析大规模新能源接入电网后负荷节点的运行特性,根据戴维南等值理论,将大规模新能源接入后的电网络等值为3节点系统。在该等值系统的基础上建立了基于短路容量的状态脆弱性评估模型及指标,使状态脆弱性评估体系更完善。在计算所得的状态脆弱性指标的基础上,采用PAM聚类算法和Homogeneity-Separation(HS)评价指标来自动聚类分级后,辨识出系统的脆弱节点。基于该方法,对改造的IEEE39节点算例进行了仿真分析。通过与传统的电压裕度指标评估结果的比较,仿真结果表明,利用短路容量可以准确评估负荷节点的状态脆弱性;且应用PAM聚类算法进行薄弱节点辨识方法的可行性及适用性,具有在线评估的应用前景。     

考虑RSR法的交直流混联电网结构脆弱性研究

交直流混联电网能够在较大范围内均衡电力系统运行时的潮流,有利于提升新能源大规模接入电网的接入容量及接入范围,是现代电网发展的重要趋势。为分析交直流混联系统的结构脆弱性,避免电网大停电事故的发生,提出一种基于秩和比（RSR）法的电网结构脆弱性分析方法。首先,基于复杂网络结构特性建立脆弱性指标集,其次选用RSR法结合主、客观评价法得到节点脆弱性综合权重值,最后,为验证所提方法的有效性,以EPRI-36节点交直流混联系统为基础算例进行节点脆弱性分析,结果表明该方法具有可行性。     

含分布式电源的配电网脆弱性分析

分布式电源的接入会对配电网的脆弱性产生一定的影响。首先,提出了一种基于电网运行状态和拓扑结构的配电网脆弱性线路辨识方法,一方面以潮流计算结果为基础定义电压稳定指标;另一方面将复杂网络理论运用到配电网中,以线路承载负荷为权重定义电网结构重要度指标。在此基础上,考虑分布式电源的接入位置和接入容量,得出分布式电源对配电网脆弱性的影响。最后以IEEE33节点配电模型进行仿真分析,证明该方法的合理性与有效性,为配电网的改造以及分布式电源的规划提供理论依据。     

含双馈风电场的电网节点脆弱性评估

随着风力发电的大力发展,风电出力的随机性、波动性以及其吸收无功的特点,使得风电并网后成为电网的一个扰动源,进一步对系统的脆弱性产生影响。文中结合静态能量函数模型和电气介数,提出一种能够反映节点的状态脆性和结构脆弱性的综合评估指标,同时将离散指标连续化,得到随时间变化而变化的综合评估指标。通过搭建含双馈风电场的电网模型进行仿真计算,得到随综合风速变化的节点综合评估指标的连续变化曲线,比较了不同接入点情况下的系统节点脆弱性的变化,并对结果进行分析。     

考虑分布式电源出力随机特性的配电网节点脆弱性评估

随着分布式电源的接入及配电网规模的不断扩大,配电网的安全性与可靠性面临挑战,配电网脆弱环节辨识问题亟待解决.考虑分布式电源出力随机性对配电网节点脆弱性的影响,建立基于拉丁超立方抽样的风电与光伏随机出力模型;基于复杂网络理论与配电网辐射状的拓扑条件提出改进节点度、改进介数等节点脆弱度指标;利用分布式电源随机出力模型的采样结果得到节点脆弱度指标的分布特性;提出基于样本修正权重的模糊综合评价方法,对考虑分布式电源出力随机性的配电网节点脆弱性进行分析.改进的IEEE 123节点系统算例结果验证了所提方法的可行性与有效性.     

考虑分布式电源灵活接入下的配电网风险评估

随着大量分布电源接入配电网,其出力的随机性和波动性给配电网稳定运行带来不可避免的影响。基于风电、光伏等分布式电源出力的概率分布模型和半不变量法概率潮流算法,考虑分布式电源间出力的相关性,进行分布式电源灵活接入下的配电网节点电压和线路潮流分布特性分析,并提出系统综合越限风险指标,实现了配电网运行风险评估。应用IEEE 34节点系统,考虑风电、光伏2种分布式电源的接入位置、容量和安装比例等灵活性,验证了所提方法的有效性。     

清洁能源并网下多电源联合运行的策略研究

随着送端电网清洁能源并网容量和直流线路的不断增加,加剧了电网故障后并网的清洁电源发生大规模无序脱网的现象。本文结合送端电网不同电源的特性,首先定义了送端电网清洁电源脱网容量的目标函数和约束条件,然后设定了不同的电源基地运行条件和不同的保护参数下的脱网容量期望区间,形成了多电源联合运行的协调策略;最后通过对某大区电网进行仿真分析,结果表明增大清洁电源附近常规电源的出力能够缓解在电网故障瞬间清洁电源的高压脱网现象,得出了在严重故障下安控切机措施和风电高电压穿越保护相配合的方案能够有效降低清洁电源的脱网容量。     

基于储能荷电状态的主从控制微电网离网协调控制策略

双碳和新型电力系统建设目标下集成优化资源的微电网将是电网公司实现该目标的重要载体。微电网支持并网或离网运行,其离网运行可以提高供电可靠性,这是微电网的重要特性。离网运行的微电网需要合适的稳态控制策略,以保证微电网的长期稳定运行。目前一些依赖预测信息和采用模糊智能算法的能量管理方法在微电网的长期实际运行中会产生较大的稳态控制误差。为了更好地解决微电网离网运行时电力电量平衡定量的计算问题,提高微电网离网稳态控制精度,研究了基于储能电池荷电状态的主从控制微电网离网实时稳态协调控制策略,提出了微电网离网有功协调控制间歇电源调整、负荷调整、微电网停运等关键操作中储能荷电状态控制节点值的精确工程计算方法。针对实际微电网应用工程开展了协调控制策略的具体应用,仿真和实际运行证明了所提控制策略和计算方法的有效性。     

基于复杂网络理论含分布式发电的电网脆弱度分析

设计并改进供电效率和综合供电效率评估指标,运用复杂网络理论分析直接接入主电网的分布式电源对电网供电效率的影响。基于综合供电效率指标对含分布式发电的电网进行不同故障模式下的脆弱度评估,且对IEEE39节点系统进行仿真,比较分析不同故障模式下在分布式发电加入前后的电网脆弱度,以验证指标的有效性。定性评估分布式发电接入后对电网脆弱度的影响,对实现高效、清洁能源的大力发展和应用具有重要的理论和现实意义。     

高比例新能源微电网参与电网调峰能力评估

风能、太阳能等新能源的开发和利用越来越受到人们的重视,但其随机性和波动性将会对电网的稳定运行带来不利影响。高比例新能源微电网因其自身具备一定的调控能力,可用来参与电网调峰。围绕高比例新能源接入条件下电网调峰需求,提出了高比例新能源微电网参与电网调峰的3种模式,建立了高比例新能源微电网调峰能力评估指标体系,并对高比例新能源微电网调峰能力的具体指标的敏感度进行了分析评估,为我国新能源微电网参与调峰提供了一种有效的技术评估手段和方法。     

基于光储控制的微电网改进预同步控制及离并网切换策略研究

光储配合的微电网预同步控制和离并网切换策略是保证电网平滑运行的重要支撑。针对微电网和大电网之间存在的电压幅值、相位和频率偏差等问题,基于储能逆变器的V/f控制,引入大电网电压作为控制器参考量,简化预同步控制环节结构,提出一种改进的预同步方法。基于离网到并网负序电流变化,提出孤岛检测方法,确定离网信号的发出。考虑光储电源输出随机性和离并网切换特点,提出两储能单元分时转换V/f控制模式和P/Q控制模式的离-并网切换策略,分时控制降低系统切换冲击。设计离-并网切换试验、并-离网切换试验、三组光储出力并网策略对比实验,仿真运行结果表明,改进预同步方法在保证离-并网电压幅值、频率、相角偏差分别小于1%、±0.1 Hz、5°的同时,结构简单;基于两储能单元切换策略的并-离网切换时间缩短、冲击降低,验证了改进预同步方法和基于两储能单元切换策略的有效性。     

基于UPFC/BESS的大电网新能源系统功率波动柔性跟踪控制研究

随着新能源发电技术的快速发展,对大电网新能源系统灵活交流输电技术提出了新的要求。为了解决大电网新能源发电波动性、间歇性及负荷突变等引起的功率波动和电网稳定问题,提出了一种新型基于蓄电池储能系统(battery energy storage system,BESS)接入的统一潮流控制器(unified power flow controller,UPFC)装置。建立了含风电、光伏发电和UPFC/BESS的大电网新能源系统数学模型,基于广域测量系统(wide area measurement system,WAM S)技术设计出UPFC/BESS关于抑制新能源电力功率波动的柔性跟踪控制方法,该方法使储能装置柔性交换系统的有功功率和无功功率,消除了有功波动对节点电压的影响。基于PSCAD/EMTDC平台的仿真结果表明,UPFC/BESS具有较强的有功调节控制能力,能够快速抑制大电网新能源接入系统的负荷与电源功率波动。