高比例可再生能源受端区域电网调峰的出力网际分配

随着我国可再生能源大规模并网,低谷调峰成为诸多高比例可再生能源受端区域电网运行的困难之一。通过区域电网直调机组网际出力分配可以缓解区域内各省网的调峰压力。建立了以省网负荷平稳性和区域直调机组收益最大化为优化目标的二次规划模型,引入价格杠杆和调峰压力系数,以协调各省网的调峰需求。在此基础上,考虑风电功率的不确定性,建立机会约束规划模型,通过蒙特卡洛模拟技术进行求解,验证不确定性和风险存在条件下,网际出力配置模型的有效性。华东直调系统简化算例的仿真结果表明,所提模型能够有效地解决高比例可再生能源受端电网的调峰难题。     

华东电网直调多电源短期联合优化调度方法

针对华东电网直调多电源短期联合优化调度问题,建立了一种涉及多个电网的水火电调峰优化模型,并根据各类电源运行特点,分别设计了适合常规水电站、抽水蓄能电站及火电站的实用化模型求解方法,以确定直调电站的日出力过程;同时给出了一种适用所有电站的出力网间分配方法,以合理安排电站送往多个电网的出力过程。参考华东电网直调电厂实际运行情况,给出了模型和求解方法的验证实例。     

多电网调峰的水火核电力系统网间出力分配方法

在大电网平台下,利用优质电源对多个电网进行资源优化配置是缓解中国电网调峰压力的一种重要途径。由于单一电站甚至机组通常担负向多个省网送电任务,且受制于差异极大的不同省(市)级电网负荷、受电量等因素,给电站同时响应多电网负荷调节需求造成很大困难。以华东电网为背景,提出3种以调峰为控制目标的电站网间出力分配方法。前两种方法基于对电网余荷的全时段统一评价和峰谷分段评价策略,建立了不同的二次规划模型;方法三引入负荷相对排序策略,以各电网面临时段负荷在其负荷序列中的高低作为启发信息,进行出力分配。通过华东电网直调电站群模拟调度表明,3种方法都能切实解决电力系统网间出力分配问题,给出满意的多电网调峰结果。     

跨省送电梯级水电站群调峰调度两阶段搜索方法

中国水电大规模跨省跨区输送为调控配置多个电网间优质资源以缓解日益严重的调峰压力提供了重要途径。该文以跨省送电梯级水电站群调峰问题为背景,提出一种两阶段搜索方法。第一阶段采用负荷重构策略将多个省级电网差异极大的负荷曲线重构为一条总负荷,在此基础上采用变尺度优化方法确定水电站出力过程,避免电网间负荷大小和高峰低谷等特性不同导致的出力搜索困难;第二阶段提出外点搜索方法优化电站出力在受端电网间的分配过程,采用逐次切负荷生成初始解,并将负荷高低作为启发信息,迭代修正各受端电网的高峰电力大小,以满足多个电网调峰要求。提出的方法通过华东电网新–富梯级和中国南方电网红水河干流梯级水电站群调度得到验证,2个实例的应用结果都满足多个省级电网调峰需求,较实际调度的调峰效果更为显著。     

考虑机组组合的梯级水电站跨省区多电网调峰优化调度方法EI北大核心CSCD

在电力大规模跨区消纳背景下,一些大型水电站群需要向多个电网送电、响应多个电网调峰需求,甚至存在单站不同机组分别向不同电网送电的情况。考虑水电站运行约束、多电网调峰需求及跨省区输电限制,提出了一种考虑机组组合的梯级水电站多电网调峰优化调度方法。该方法首先构建了水电站短期出力计算及网间电力分配的混合整数二次规划模型,采用迭代寻优方法计算梯级水电站的理想出力过程;之后以实际出力计划与理想过程相差最小为目标,结合约束简化策略构建梯级水电站短期优化调度模型,对各电站实际出力计划进行求解,并以此为基础,计算梯级水电站机组组合结果与各电网受电过程。基于溪洛渡—向家坝梯级水电站多电网调峰的仿真结果表明,所提方法可满足跨省区送电水电站复杂运行约束,有效响应各受端电网的高峰负荷需求,具有显著的调峰效果。     

考虑机组组合的梯级水电站跨省区多电网调峰优化调度方法

在电力大规模跨区消纳背景下,一些大型水电站群需要向多个电网送电、响应多个电网调峰需求,甚至存在单站不同机组分别向不同电网送电的情况。考虑水电站运行约束、多电网调峰需求及跨省区输电限制,提出了一种考虑机组组合的梯级水电站多电网调峰优化调度方法。该方法首先构建了水电站短期出力计算及网间电力分配的混合整数二次规划模型,采用迭代寻优方法计算梯级水电站的理想出力过程;之后以实际出力计划与理想过程相差最小为目标,结合约束简化策略构建梯级水电站短期优化调度模型,对各电站实际出力计划进行求解,并以此为基础,计算梯级水电站机组组合结果与各电网受电过程。基于溪洛渡—向家坝梯级水电站多电网调峰的仿真结果表明,所提方法可满足跨省区送电水电站复杂运行约束,有效响应各受端电网的高峰负荷需求,具有显著的调峰效果。     

风电经特高压线路并网时湖北电网调峰方案

以湖北电网远景规划方案中蒙西至湖北特高压送风电为背景,研究了2017年丰大方式下湖北电网消纳蒙西特高压电力电量的调峰问题。分析了丰大典型日湖北电网的负荷特性、蒙西风电功率特性以及湖北省内电源的调峰特性和调峰能力。以省内发电成本最小、不弃水调峰、尽量消纳特高压电力为目标,建立了包含火电、水电、抽水蓄能和特高压联合调峰优化的混合整数线性规划模型。考虑不同的风电输送方式,采用CPLEX对联合调峰优化模型进行求解,给出了湖北电网火电、水电、抽水蓄能与特高压协调运行的调峰优化方案。仿真计算结果表明,2017年丰大方式下湖北电网负荷低谷时段的负调峰能力不够,需要特高压电力参与湖北电网调峰。当特高压以风电配额方式输入时,湖北省消纳蒙西风电的极限配额为34%。     

参与调峰的储能系统配置方案及经济性分析

配置储能系统是减少机组调峰负担、增加风电接纳空间的有效手段.该文提出一种储能辅助电网调峰的配置方案.该方案外层模型为优化配置模型,以储能系统净收益、火电机组出力标准差改善量以及新增风电接纳量指标构成多因素优化模型,采用迭代计算的方法得到配置备选集内所有方案的多因素指标,选取最优值作为兼顾技术性及经济性的储能系统配置结果.外层模型各指标依靠内层模型输出参数进行计算,内层模型为优化调度模型,综合考虑储能系统运行成本、火电机组运行成本以及弃风惩罚成本,以系统调峰运行成本最小为目标,优化系统风电接纳量,并得到储能系统充放电功率及火电机组出力.最后,基于某局部电网实测数据,验证了配置方案的有效性,并对储能系统全寿命周期内的经济性进行分析.     

区域电网省间调峰辅助服务交易机制研究

区域电网中各省的资源分布、装机情况及负荷情况存在差异,开展省间调峰辅助服务市场交易,可以实现调峰资源跨省互济,减少“三弃电量”,保障电力供应。针对区域电网中各省级电网可能出现的低谷调峰资源不足的问题,提出了区域电网省间调峰辅助服务交易机制。构建了低谷调峰辅助服务市场出清定价模型,以明确的价格信号激励相关机组提供调峰辅助服务。以某区域电网简化模型为算例进行了模拟分析,结果表明所提交易机制是可行、有效的。     

多电网调峰负荷分配问题的目标函数选取与求解

大电网平台下,利用优质电源协调多个省级电网间差异负荷对缓解中国电力系统日益严重的调峰压力具有非常突出作用。针对现有网际协调方式和优化方法调峰效果不理想尤其局部时段范围内余荷频繁波动问题,提出一种基于电网理想余荷过程(简称理想解)的调峰建模方法。该方法采用N近邻平滑和分段平滑两种方式均化多个相邻时段余荷以构造理想解,并将计算余荷与理想解偏差最小作为优化目标,以尽可能平滑各电网局部负荷波动。采用邻域搜索算法进行模型求解,通过可变步长动态改变可行搜索区域,以改善收敛速度和结果质量。华东电网直调水火电系统的仿真调度实例表明,所提模型与算法能切实协调上海、江苏、浙江、安徽四省(市)的峰值负荷差异,得到较以往优化建模方法更合理的日调度运行结果。     

基于异质元胞自动机的互联电网连锁故障控制措施

为减少互联电网停电事故的规模及频率,提出了一种基于异质元胞自动机的互联电网连锁故障控制措施。首先,依据互联电网由多个不同特性的区域电网构成这一实际,并考虑区域电网间相互影响,建立了异质元胞自动机的互联电网连锁故障模型。其次,考虑各区域电网特性和不同故障阶段区域间的协调关系,提出了一种多区域多阶段线路潮流控制措施。最后,以IEEE118节点系统作为仿真案例,采用异质元胞自动机模型进行停电事故仿真,分别从幂律分布和故障时间序列两个方面验证了控制措施的有效性。并通过与其他控制措施比较,展示了其所具有的优越性。仿真结果表明:调度人员根据各区域电网运行情况,合理选择区域间的支援系数,可有效降低各区域电网大停电风险。     

Short-term peak shaving operation for multiple power grids with pumped storage power plants

The East China Power Grid (ECPG) is the biggest regional power grid in China. It has the biggest installed capacity of pumped storage power plants (PSPPs) and is responsible to coordinate the operation of its five provincial power grids. A recent challenge of coordinating operations is using PSPPs to absorb surplus energy during off-peak periods and generate power during peak periods. Differing from the traditional operations of single power grids, however, the PSPPs are required to respond to load demands from multiple provincial power grids simultaneously. This paper develops a three-step hybrid algorithm for the day-ahead quarter-hourly schedules of PSPPs to meet load demands of multiple provincial power grids. A normalization method is first proposed to reconstruct a total load curve to deal with the load differences of multiple provincial power grids, and to reflect the effect of specified electricity contract ratio on multiple provincial power grids. Secondly, a heuristic search method is presented to determine the generating and pumping powers of PSPP. Thirdly, a combination optimization method is used to allocate the determined generating and pumping powers among multiple provincial power grids to smooth the individual remaining load curve for their thermal systems. Two case studies with greatly different load demands are used to test the proposed algorithm. The simulation results show that the presented method can effectively achieve the goal of shaving the peak load and filling the off-peak load for multiple provincial power grids.     

华北电网电力市场模式的研究

介绍了英国电力市场模式。英国电力市场可大致分为监管服务、交易结算和电力运行3个体系及发电公司和售电公司2个市场实体。对华北电网电力市场模式进行了分析。有3种模式:第一种为在各省建立省级电力市场,省内发电厂都成为独立发电公司,并在省内进行竞价上网;第二种为省内不建电力市场,批发交易统一在区域电力市场进行;第三种为一个区域电网内,区域交易中心和省交易中心同时存在。分析了在建立华北电网电力市场后如何进行电力交易。     

适应多直流馈入受端电网的柔性直流配置方法

远方清洁能源经直流大容量远距离送入负荷中心是电网的发展趋势。加强交流网架等传统措施已不能满足多直流馈入受端电网安全稳定运行需求,迫切需要研究柔性输电新技术的应用可行性。首先分析了多直流馈入受端电网安全稳定运行面临的风险与挑战。结合柔性直流输电技术优势,针对潮流分布不均导致的交流断面输电能力受限问题,提出了支撑断面输电能力最大化的柔性直流布局方法,并量化了柔性直流并网后断面输电能力提升效果。针对交流故障诱发多回直流同时换相失败问题,提出了降低两回直流同时换相失败风险的柔性直流配置方法,并量化了诱发两回直流同时换相失败的交流系统故障区域降低效果。以河南电网实际数据为例验证了所提方法的有效性。在关键输电断面配置柔性直流可充分挖掘现有输电设备潜力、提升断面输电能力,显著缩小引起两回直流同时换相失败的交流故障区域范围,提升电网安全稳定运行水平。     

三峡电站和全国联网与湖北电网

三峡电站电力电量巨大，发电特性复杂多变，以三峡为中心全国联网，湖北从区城电网中心进一步发展与几个大电网的多方位交直流联网。作为吸纳三峡电量最多的三个省网之一，处于三峡电网的发端和全国联网的中心，获得大量清洁和价值合理的能源，现有重大问题的解决和进一步的发展有赖于三峡电网的建设，复杂的联网关系也带来一些新的挑战，为多用巧用三峡电能，湖北电源结构的优化，调峰，调压能力提高及继电保护，调度自动化电网稳定措施，电力信息系统建设完善意义重大。     

基于深度人工神经网络和GIS数据的最优停电模型研究

为了有效利用地理信息技术支撑复杂大电网的信息化建设,针对停电事故对电力系统运行和日常生活带来的诸多影响,提出基于深度人工神经网络和GIS数据的最优停电模型。结合电力系统运行的特殊性,把最优参数设置和增量反馈结合用来优化受限玻尔兹曼机算法。通过仿真分析了算法的性能。仿真结果表明,采用深度神经网络的最优停电模型可以提高计算效率和精度。     

考虑跨区直流调峰的日前发电计划优化方法及分析

阐述了中国跨区直流输电对促进西北地区新能源消纳的重要性,分析了目前跨区直流外送模式对新能源消纳的不利影响。综合考虑分析直流输电系统的运行特性和跨区电能交易需求,建立了跨区直流计划调整的混合整数线性约束模型,提出了考虑跨区直流互动调峰的新能源与常规能源协调优化的两阶段日前发电计划编制方法。首先,基于安全约束经济调度(SCED)模型分析了受端电网直流接纳能力。然后,基于安全约束机组组合(SCUC)模型,综合考虑直流计划调整约束、系统平衡、机组运行、新能源出力预测和电网安全等约束条件,以节能环保和新能源消纳最大为优化目标,编制送端电网的机组组合、出力计划和直流送出计划。最后,通过某省级电网及其跨区直流计划优化调整的算例验证了所提方法的有效性。     

基于特高压交直流混联电网的调相机无功补偿及快速响应机制研究

为了改善特高压交直流混联电网的无功功率调节能力,国网公司近年来在送、受端加装了很多了大型调相机。目前,大型调相机的暂态及动态特性复杂,主要受电机本体及励磁系统的影响,也与特高压交直流电网结构及故障等因素有关。为充分发挥和提升大型调相机对特高压电网电压的支撑作用,满足特高压交直流混联电网对大型调相机无功快速出力的需求,根据特高压直流的云-广±800kV电网结构搭建PSCAD/EMTDC仿真模型。结合目前实际的湖北电网运行特点,研究大型调相机对受端电网交、直流侧电网电压的影响。分析大型调相机对系统电压的无功支撑作用以及快速响应机制,为今后国家电网公司在特高压直流电网中安装大容量的调相机提供参考和建议。     

我国未来电网建设从巴西电网大停电应吸取的经验

2009年11月10日,巴西电网发生全国性大面积停电事故。这是1999年以来与依泰普水电站输电系统故障相关联的第四次大停电事故,受到国外媒体和国内电力界广泛关注。根据各网站对巴西电网大停电的报导资料,分析了大停电的起因、发展过程、影响因素和深层次根源。巴西电网大停电的深层次根源是依泰普水电站的±600 kV、6 300 MW高压直流输电系统以及765 kV双回交流输电系统,大容量远距离直接接入圣保罗地区电网,直流输送容量超过地区电网最大负荷10％以上。在分析巴西电网大停电的基础上,探讨了我国未来电网建设从巴西电网大停电应吸取的经验和教训。最重要的经验和教训是：在我国未来电网规划、建设和运行中应避免大容量远距离点对点直接输电到地区电网;根据我国未来的发电能源和负荷中心特点,宜规划和建设1 000 kV/750 kV同步联网电网,以网络输电代替大容量远距离点对点直接输电,构筑安全经济的全国同步大电网。