风光热储互补发电系统容量配置技术研究

针对无常规电源支撑的风光热储互补发电系统,协调规划装机容量对提高发电系统运行经济性和利用率具有重要意义。提出了一种双层优化配置方法,上层以最小度电成本及弃电率为目标,确定系统装机容量;下层以新能源发电消纳最大为目标,解决功率分配问题。通过反复迭代寻优,得到系统容量配置;然后;通过纳什谈判对优化结果进行选择;最后,对甘肃河西地区数据进行仿真分析。结果表明：风光热储互补发电系统最优容量配置下的度电成本为0.3064元/(k W·h);风电场加光伏电站装机容量与光热电站装机容量的最优比为6:1,对比相同装机容量的风光互补发电系统,风光热储互补发电系统具有更高的稳定性。     

基于内点法的风光并网极限容量研究

风光互补发电能够有效缓解采用单一资源可能造成的输出功率波动,加强地区能源资源优化配置,提高系统供电可靠性。在规划阶段,为提高资源利用效率,迫切需要制订风光接入方案,确定并网极限容量;基于现有网架结构不同的接入方案,极限容量存在一定差异。通过最优潮流理论分析,在考虑风、光资源的不稳定特性基础上,建立了风光接入最优模型,采用跟踪中心轨迹内点法求解风光接在不同节点的极限并网容量,并以IEEE 30节点系统为例进行计算,验证了方法的科学有效性,并得出了风光接在系统重负荷节点上极限容量较大的结论。该方法可以为实际系统中的风电场、光伏电站的容量设计提供参考,具有工程应用价值。     

基于Copula理论的风光互补发电系统可靠性评估

提出应用Copula理论建立风电场、光伏电站出力联合概率分布模型的方法。该方法不仅考虑了风电场、光伏电站出力的随机性,并且计及两者出力的相关性。根据某风光互补电站的实测出力数据,采用非参数核密度估计法,估计风电场、光伏电站出力的概率分布。选取Kendall秩相关系数作为风电场、光伏电站出力的相关性测度。利用Frank Copula函数,计算风电场、光伏电站出力的联合概率分布。以RBTS标准测试系统作为算例,对风光互补发电系统进行可靠性评估,结果表明:建立的模型能够较好地描述风光互补发电系统出力的概率特性,且考虑相关性的可靠性评估更接近实际情况。     

风光互补对江苏电网调峰的影响

基于江苏沿海地区某风电场与光伏电站实测数据,研究了江苏风电、光伏出力相关性,阐述了风电、光伏出力特性与江苏电网负荷特性的关系,并统计分析了风电、光伏以及风光互补对江苏电网峰谷差的影响,得出风光互补有利于改善风电的反调峰特性,在系统同样的调峰容量下,可消纳更多的新能源电力,提高系统的新能源消纳能力。     

独立型风光互补系统中储能容量优化研究

以独立运行的风光互补发电系统中储能容量最优化为目标,利用风电、光伏以及负荷的发用电预测数据,提出考虑超级电容器和蓄电池内部特性的负荷缺电率LPSP的简化计算方法,并同时考虑负荷最大缺电率和负荷最大瞬时功率缺失两方面来综合确定超级电容器/蓄电池混合储能装置容量的大小.进行了优化软件的编制和算例分析,结果表明,考虑储能系统功率输出能力可以提高储能系统容量优化配置的准确性,而在同时达到满足负荷最大缺电率和负荷最大瞬时功率缺失要求下,混合储能比超级电容器、蓄电池单独储能更加经济.     

一种小型风光蓄互补发电系统的参数集成

按照用电设备的需求,设计了一套风光蓄互补供电系统。根据安装地的光照与风速特点,完成了蓄电池组的选型和配置方案。分析了在光伏发电系统和风力发电系统分别与蓄电池组联合工作的条件下,所需太阳能电池板和风力发电机的容量与配置。根据系统容量设计了控制器与逆变器的参数,给出了风光蓄互补供电系统的整体硬件配置方案。     

风光水多能互补发电系统日内时间尺度运行特性分析

多种能源互补发电协调运行逐步成为未来电力系统的发展方向,对其互补特性进行准确分析也显得尤为重要。结合多能互补发电系统的运行特点,利用互补系数将分系统评价与联合发电系统评价相结合,构建了适用于评价风光水互补特性的指标框架。基于该指标框架,以中国西部某省的风电场、光伏电站和水力发电站为例,对风光水互补发电运行特性进行了分析。结果表明,风光水互补发电系统的有功功率输出特性可以对系统负荷保持良好的跟踪,在日内时间尺度存在较强的互补性。     

基于风光互补出力特性的可消纳容量研究

针对传统风电消纳方法不适用于风光互补地区消纳容量求解的问题,提出一种快速有效计算新能源可消纳容量的方法。首先在现有风电、光伏的全年出力数据的基础上,结合风电、光伏规划比例得到风光互补全年出力数据;然后计算得到风光全年同一小时有效出力值;最后结合夏、冬季典型日和供暖小负荷日3个典型日每小时系统调峰裕度,计算得到每小时可消纳风光装机容量,综合比较分析得到可消纳新能源容量。以2019年张南地区为算例,验证了所提算法的快速有效性。     

基于CO_2排放量的风光互补发电系统容量优化配置

风光互补发电系统的容量配置关系到系统的成本和减排效益等。按照系统全生命周期考虑,分别建立了风力发电机、光伏电池板和蓄电池组在各个阶段CO_2排放量的计算模型,给出了风光互补发电系统CO_2排放量的计算公式;在系统成本、功率输出波动性、互补优越性和备用容量等约束条件下,以CO_2排放量最少为优化目标,对风光互补发电系统的容量进行优化配置;最后,以某地区风光互补发电系统为例对其容量进行配置,结果验证了该方案的可行性。     

基于HOMER仿真的风光储互补发电系统容量优化配置研究

以系统总成本最小为目标函数，基于可再生能源发电混合系统优化仿真软件（Hybrid Optimization Model for Electric Renewables,HOMER），针对某工业园区的风光资源数据和负荷情况，进行了设备成本和参数设定。在获得的配置方案中，对比分析了并网型风光储、风光互补以及风储、光储发电系统的优化配置方案，分析其弃电率和经济性，验证了风光储系统的优越性，最终得到并网型风光储互补发电系统总净现成本最小的配置，并对其各设备的年发电量、系统可靠性及经济性进行了分析，可为可再生能源多能互补微电网风光储系统容量优化配置的研究提供参考。     

风电波动成本分摊方法

由于不同风电场出力之间可能存在平滑效应,含多风电场系统总风电波动成本并不等于各风电场单独并网波动成本之和,这给总风电波动成本在各风电场之间的合理分摊带来困难。提出基于波形相似性理论的风电波动成本分摊方法。在“同一系统中,所有参与并网发电的风电场运营商都应承担跟踪负荷波动的任务”的前提下,对各风电场出力进行等电量顺负荷等效变换,并以等效变换曲线作为风电波动成本分摊系数计算的基准;用波形相似性方法度量风电场实际出力曲线和等效出力曲线的波动整体性差异,兼顾风电场装机容量的影响,确定各风电场因未能有效跟踪负荷波动而应承担的风电波动成本份额。算例结果验证了所提方法的有效性。     

计及多约束条件的风光互补容量配比研究

为了提高可再生能源利用效率以及土地资源利用率,研究了风电和光伏同场互补共建的容量匹配问题。分析影响光伏增建容量的相关因素,在此基础上建立了反映风电与光伏同场共建互补发电效益与相关约束的指标,并给出增建光伏容量的计算方法及流程。所提方法计及了风光互补发电特性、功率外送限制等运行约束,同时也考虑了光照强度、已建风场设施遮挡阴影等因素对增建光伏容量的影响,方法具有较强的工程实用性。以甘肃某实际风场为例,运用Sunlight和PVsyst仿真软件进行测算,并对风电光伏同场发电的经济效益和相关指标进行分析。仿真结果验证了所提配置方法的合理性和实用性。     

基于相关性分析的风电场功率限值分配算法

当风电出力超过电网接纳能力时,电网需要限制风电场的出力。基于风电场功率预测信息按比例初步确定风电场功率分配限值;以随机变量相关性分析为理论基础,描述风电场出力之间的相关性对整体出力波动性的影响。以减小风电电量损失为目标,考虑风电场装机容量的差异,基于风电场出力之间的相关系数修正风电场功率分配限值。以位于同一地区的5个风电场组成的风电场群为算例,对所提出的风电场功率分配限值修正方法进行验证。计算结果表明,风电场实际出力更接近理想出力曲线,减小了弃风电量,验证了方法的有效性。     

海南电网整合风力发电能力分析

基于2010年海南省电网结构、负荷水平和风电机组特性,利用电力系统分析软件DIgSILENT/Power Factory,分析2010年风电整合规划水平对海南电网系统潮流、无功电压、电能质量以及暂态稳定性的影响。结果表明,当规划的300 MW风电场能够全部投运,由于海南电网的低负荷限制而损失的电量将达到可能发电量的18%;不会对电网电压产生实质性的影响,海南电网均可维持稳定运行;但风电场接入会对接入点谐波产生一定的影响。     

基于电力平衡的辽宁电网接纳风电能力分析

确定电网允许接入的风电场最大装机容量是在风电规划阶段电网公司最关心的问题.文中基于辽宁电网的电源负荷特性及峰谷差情况分析,预测了风电机组运行后电网调峰可能面临的严峻问题.在充分考虑尖峰电源备用、低谷火电机组出力减到非常规调峰定额等情况后,提出了基于电力平衡确定最大接纳风电能力的计算方法,并总结出计算用公式,给出了辽宁电网2010年、2012年、2015年、2020年4个水平年的接纳风电能力情况,指出可接纳容量小于规划容量,最后提出了提高辽宁电网接纳风电能力的具体措施.     

基于数字网系方法的概率最优潮流计算

风电场和光伏电站的大规模接入使得在进行电力系统最优潮流计算时需要考虑风电场和光伏电站出力的随机性。传统的蒙特卡洛法耗时长、占用内存大,文中提出一种利用数字网系(DN)的采样值具有等分布这一特性来改善输入随机变量分布空间覆盖程度的方法,并将该方法用于含风电场和光伏电站的电力系统概率最优潮流计算中。以IEEE 30节点系统对所提方法的准确性与有效性进行了验证,仿真结果表明:DN方法可以较好地估计输出随机变量的概率分布,能有效地处理电力市场中的不确定性问题。将该方法用于IEEE 300节点系统,研究了系统接入不同容量光伏电站对节点电价的影响。同时,还将风电场和光伏混合系统与单独风电场系统进行对比,得到前者的节点电价、网损和支路功率波动更小的结论。     

乌兰察布地区风电场接入系统方案分析

乌兰察布地区风电场并网发电,而地区电网建设滞后于风电场送出需求,出现限发、弃风等现象。以玫瑰营风电场为例,对风电场220 kV、110 kV、35 kV分布式接入方案进行技术条件、经济性比较,并结合乌兰察布地区局部电网实际,从潮流方向、电压质量和继电保护的影响等方面进行分析,确定了风电场最优接入系统方案：将该风电场分为3部分,分别接入35 kV乌拉哈变、五十号变、柏宝庄变变。分析结果证明,风电场分布式接入方案可有效缓解局部电网限发现象,为风电场接入方案的选择提供参考。     

计及风电、光伏不确定性和相关性的潮流特性分析

随着风电、光伏等新能源大规模接入电网,地理位置相接近的风电场之间、光伏电站之间、以及风电场和光伏电站之间显现出较强的相关性.现有电力系统规划时,通常按照各个风电场、光伏电站的装机容量相加进行电网规划的校核计算,然而由于风电光伏之间存在互补性,同时达到最大出力的概率很小,因此会造成电网资源的浪费,使得经济性下降.为此,提...     

风电场内集中无功补偿容量的设计与研究

风力发电的间歇性导致风电场电压波动较大,需要装设足够的无功补偿装置。目前对于风电场内集中无功补偿的计算和分析少有涉及,风电场接入系统设计,均是按照相关并网准则要求进行。提出风电场内各环节无功损耗的计算和分析方法,通过算例验证所提方法的有效性;依据风电场无功补偿相关技术规定所确定的风电场内集中无功补偿装置容量,在具体工程应用中具有一定的局限性。     

台风条件下含混合电氢储能的海上风电场并网运行智能控制方法

随着我国海上风电装机容量不断增加,经济发达、电力负荷大的沿海地区越来越依赖和关注海上风电的安全运行。在系统常规火电机组容量下降、系统惯量较低的情况下,海上风电场的友好接入问题变得尤为突出。特别是在台风期间,海上风电场在达到截止风速之前可能会与受端电网迅速断开,导致主网出现大量功率缺额、电压频率恶化等不利影响。为了解决风电固有波动性和台风引起的大扰动问题,提出了一种含混合电氢储能的海上风电场并网运行控制方法。该方法在海上风电场正常运行期间,通过合理安排储能和充放能,有效平抑了风电波动性;而在台风过境期间,通过合理使用混合电氢储能,缓解了海上风电输出骤降,减少对受端电网的不利影响。通过对广东某海上风电场的真实数据进行仿真研究,验证了所提方法的有效性。