基于母线负荷预测改进的省地协同发电计划优化方法

省级电网进行发电调度优化时,其母线负荷中蕴藏的地区电网可调资源没有充分发挥其作用,从全局利益出发协同省地两级调度资源实现联合优化,可提高资源利用效率。该文提出了基于母线负荷预测改进的省地协同发电计划优化方法,根据母线负荷源荷属性进行分类,将地区有源网的电源成分和负荷成分分开考虑,改进母线负荷的预测方法;分析了地区电网节点电源和负荷在省调母线上的汇聚原理并提出母线功率转移矩阵,建立了母线可调度能力的求解模型,提出了母线价格–功率关系函数的生成方法;将母线负荷作为省地协同发电优化调度的媒介,构建了省地协同优化调度模型。算例结果表明省地协同方法可实现全省范围内电源的协调互补,提高电网安全经济运行水平。     

有利于新能源接入的常规高压直流功率调节方法研究(一):方法介绍

功率较为恒定的常规高压直流输电方式不利于新能源的发展。高压直流输电线路所联送/受端电网距离较远,气候条件、负荷特性及电网运行条件不同,若能够根据新能源波动及两端电网实际条件确定合理的直流输电功率,则可以提高新能源消纳能力、系统运行安全性和经济性。该文基于这一思想给出了适应于大规模新能源接入的常规高压直流功率调节方法。基本思路是计划阶段,结合新能源发电功率预测和电力系统实际条件,考虑多时间尺度细化,确定直流功率计划曲线及直流两端电网发电计划,使直流功率按计划跟随;实际运行阶段,根据新能源功率波动、功率预测误差及电网运行情况,对直流功率实时调节,以应对新能源功率大幅随机波动、较大的新能源功率预测误差及其他突发事件。     

计及分布式能源影响的母线净负荷预测方法研究

随着清洁能源应用的不断发展和大量的光伏、风电场建成投入使用,电力系统的负荷预测工作又面临了新的挑战,尤其是对体量较小的母线负荷预测而言,具有较强不确定性的风电接入使其准确预测的难度加大。以风电为例,首先研究了接入某母线的风电出力特性和历史预测误差分布情况。然后基于母线负荷需求的自适应预测策略,考虑风功率非平稳性而进行的风功率预测结果,采用两阶段还原的预测思路对母线净负荷进行预测。仿真算例分析表明,提出的预测方法用于风电接入的母线净负荷预测的预测效果较好。     

基于数值天气预报的母线负荷综合预测模型

母线负荷预测是电网安全校核和编制发电调度计划的基础。基于母线负荷历史数据和数值气象数据,通过相关性分析将母线负荷进行分类,提出了一种基于数值天气预报的BP神经网络母线负荷预测方法。进而以倍比平滑法和基于数值气象数据的BP神经网络法为基础,建立了分时段变权重的综合预测模型。对烟台地区的母线负荷预测结果表明,所提出的母线负荷综合预测模型有效地提高了预测准确率,对含大规模风电接入电网的输电设备安全校核具有重要的实用价值。     

独立运行直流微网协调控制策略

针对光伏发电系统的随机性、间歇性、波动性以及独立运行对负荷投切敏感等技术问题,分析了光伏发电的基本原理、建立了相关数学模型、推导了光伏发电系统出力波动与直流母线电压的解析关系。在充分考虑功率型及能量型两类储能特性的基础上,提出了采用超级电容、蓄电池混合储能平抑负荷功率波动的技术方案,应用改进下垂控制理论与电压前馈校正算法提高了负荷功率波动的补偿精度,实现了光伏微网的源-荷-储协调优化控制,较好地解决了网内功率平衡问题。采用Matlab/Simulink平台搭建的数字化仿真研究结果表明所研究控制策略可行、有效。     

多接入点分布式光伏发电系统与配电网交互影响研究

针对分布式光伏发电的谐波源特性和功率波动性,对分布式光伏接入对配电网谐波、电压波动和闪变的影响进行了分析,并分析了背景电能质量问题对光伏并网点电能质量的影响。同时在DIg SILENT/Power Factory仿真平台上搭建了国际大电网会议(CIGRE)认为适合进行分布式发电接入配电网特性研究的典型配电网络结构,并根据IEC 61400-4-15标准在该平台上搭建了IEC电压闪变仪,对含多接入点分布式光伏发电的配电网的谐波传输和放大特性、电压波动和闪变的影响和评估进行了仿真分析。仿真结果表明,含多接入点分布式光伏的配电网中谐波传输和放大特性非常复杂;配电网各母线节点的电压波动和闪变值的大小与该母线节点的短路容量和功率波动密切相关。     

考虑机组优化选取的含风电电网滚动优化调度方法

提出一种包含调整机组优化选取策略的滚动优化调度方法。根据负荷及风电超短期预测信息,首先考虑等效负荷(负荷+风电)预测偏差和机组调节容量匹配、机组爬坡量和等效负荷波动量匹配,以及减少外送断面越限原则进行调节机组优化选取。在此基础上,以机组调整成本及弃风量最小为目标,建立优化模型并采用改进粒子群优化算法求解。实际算例表明,考虑机组优化选取的滚动优化调度实现了超短期时间尺度上对负荷及风电预测偏差的自动跟踪调节,提高了发电计划的准确性,同时有效降低了综合发电成本和外送断面功率越限的风险,提高了电网运行的经济性和安全性。     

网省紧耦合电网实时发电计划优化模型及应用

由于负荷、新能源功率等不确定性因素的影响,在日前发电计划执行过程中需要利用实时发电计划应用进行滚动修正。对于网省两级耦合紧密的区域电网,网调与省调机组共同承担省内用电负荷,跟随负荷预测偏差与新能源预测偏差进行实时调整,保证发用电平衡,网省间联络线交换功率计划呈动态变化特点。为此,在常规发电计划优化模型基础上,提出针对紧耦合电网的网省分担的虚拟功率交换计划(VIS)约束,建立网调和省调实时发电计划优化模型。针对运行中网调在局部省区调节能力不足的问题,提出网调多控制区优化模型,实现网调控制机组在省区之间的相互支援,并可量化分析支援大小。通过电网实际运行结果分析,验证所提出的方法的有效性,提高电网调度大范围资源优化能力。     

青海电网母线负荷预测的省地一体化实现

青海电网母线负荷预测功能充分考虑电网特性,实现了＂自上而下＂的省地一体化母线负荷预测,达到了省地联动,省地调共同参与母线负荷的预测和管理,形成了＂省调预测、地调修正＂的工作模式。文章介绍了母线负荷建模及命名规范,阐述了青海电网母线负荷预测的方法及其省地一体化功能的实现。     

电动汽车与分布式发电入网的协调控制研究

当大规模的电动汽车(plug-in hybrid electric vehicle,PHEV)和分布式发电(distributed generation,DG)接入电网时,车主充电行为的随机性和分布式发电的间歇性加大了对电网调节能力的要求。文章建立了电动汽车和分布式发电协调控制的多目标优化模型。该模型以等效负荷率最大、节点电压越限和损耗率最小、入网服务成本和车主充电成本最低为目标,动态调节电动汽车充放电功率,能很好地匹配负荷和分布式发电的功率波动,降低分布式发电间歇性对电网的影响。最后用实例进行仿真,并对结果进行了深入分析。     

基于电路理论与正交投影的支路损耗分摊方法

基于正交投影概念,提出一种新的基于电路理论的支路损耗分摊方法。将发电或负荷电流源独立作用下的支路电流分量在支路总电流方向上作正交投影,定义该正交投影分量为电流源对支路的电流投影分量,以此为基础分解支路潮流,实现支路损耗分摊。支路潮流分解结果可作为输电线路利用份额的计算基础。还深入探讨节点注入功率的两种等效方式,指出将所有发电与负荷均等效为电流源的等效方式存在单个电流源独立作用的结果主要取决于对地支路的问题,而将发电与负荷分别依次等效为电流源/等值导纳的等效方式则反映了支路功率分布应主要取决于发电与负荷的分布而非对地支路的实际情况,故应采用该种等效方式。通过算例验证该文方法的有效性。     

风光储协同调度的多时间尺度决策方法

大规模可再生能源的接入给电网调度带来重大挑战,而电动汽车充电与风电、光伏发电等可再生能源之间潜在的协同性为电网更多的接纳可再生能源提供了一种可行途径。通过优化地区电网电动汽车充电站的充电计划,在满足电动汽车能源需求的前提下,能够平滑电网等效负荷波动、减轻火电机组调峰压力,进一步提高消纳可再生能源的能力。且日前计划、滚动计划、实时调度的多时间尺度协同调度决策模型的建立,能够逐级消减风电、光伏等可再生能源预测误差的影响,进一步改善等效负荷的负荷特性。最后给出了以某地区电网的实际数据为基础的应用实例,证明模型的有效性。     

考虑分布式电源接入影响的母线节点净负荷预测模型和方法研究

含分布式电源的母线节点由于分布式电源带来的不确定性,影响了母线节点负荷预测的精确度。为了降低分布式电源对预测的影响,提高母线节点负荷预测的精确度,采用两阶段还原法,研究了全社会用电量预测方法和新能源发电负荷的预测方法,并运用两阶段还原法对某省的母线节点净负荷进行预测,结果表明两阶段还原法提高了预测精确度。讨论的方法对于考虑分布式电源接入的母线节点净负荷预测具有重要的现实意义。     

退役电池梯次利用对新能源消纳影响的研究

为提高退役电池梯次利用收益,建立了退役电池平抑新能源功率预测误差模型和改善等效负荷峰谷差模型。首先分析新能源功率预测误差的影响以及新能源波动对等效负荷峰谷差和等效负荷波动率的影响,然后设计退役电池能量管理系统,通过小波包分解方法将低频能量分量分配给退役电池,并根据等效负荷大小确定退役电池充放电时间和功率。最后利用实际算例仿真,结果表明提出的退役电池梯次利用模型可以提高新能源功率预测准确率、改善峰谷特性、降低等效负荷波动率,并大幅提高收益。     

风电场与电铁同母线接入对供电质量的影响研究

基于实际工程,借助电磁暂态仿真软件EMTP-RV,建立了广西灵川县灵田风电场的详细仿真模型及与风电场接入同一变电站110 kV母线的灵川电铁牵引站及机车负荷模型.研究了风电场在不同风速出力和电铁负荷状态下公共接入点电能质量,以及风电场与电铁牵引负荷接入同一110 kV母线的相互影响.并开发了电能质量计算模板用于多种电能质量指标的计算.多种运行工况的仿真表明,风电场与电铁负荷接入同一母线会恶化电网的运行条件,导致公共接入点剧烈电压波动,并向公共电网注入大量谐波.针对仿真中揭示的电压波动与功率振荡现象,结合现场条件,针对性提出合理调度风电出力、谐波治理与无功补偿等多项改善措施,使接入点的电能质量满足国家标准.     

分布式发电并网运行管理技术研究应用

基于济南供电公司落地项目,对分布式发电并网运行管理及技术应用进行了试验研究。基于电源侧分布式光伏发电信息监测技术手段、检测技术和实现方法,实现并/离网远方控制,使分布式发电并网运行、设备情况实时＂可视化＂,实现一体化信息管理。同时,基于发电数值天气预报系统的分布式发电功率预测技术继续探索区域负荷预测运作机理与运行模式,优化供电计划,实现有序用电,进而合理规划分布式发电并网接入。     

采用可控负荷平滑光伏发电功率波动的需求响应策略

针对以储能来消减屋顶光伏为主的区域微电网的功率波动这一常用方法,提出以需求响应资源来平抑微电网功率波动的实现,以期在高渗透率情况下,实现少用储能甚至不用储能来平滑微电网联络线节点对配网造成的功率波动。该方法包括日前计划和实时调节两个层次,也就是在日前预测间隙性光伏发电的情况,拟定好日前计划,设定好可调节负荷的功率曲线,以适应光伏发电的变化波动;实时调节就是在实时的情况,利用可中断负荷来响应光伏功率的瞬间突变,在实时调节过程中,主要处理好实时调节的测量时间精度。通过可调节负荷的日前计划安排和可中断负荷的实时调节,充分利用需求响应技术,从2个层面平滑光伏发电功率的缓慢变化和瞬间突变引起的功率波动。     

基于负荷聚类与网络等效的配电网多维典型场景生成方法

分布式发电接入的配电网规划需要分析接入前后电压分布特征。由于负荷与分布式发电数量多、随机波动等原因,兼顾效率和精度的评估方法一直是研究热点。该文提出一种基于负荷聚类与网络等效的配电网多维典型场景生成方法。首先,基于矢量K-medoids聚类方法,将负荷按照功率波动特征划分为n类,并将分布式发电分为光伏和风电2类;其次,提出一种表征对线路压降影响力大小的节点加权系数计算方法,将辐射状配电网简化为n (10) 2节点等效配电网络;第三,对负荷/光伏、风电分别进行n(10)1维、1维K-means聚类,并根据聚类中心计算初始网络节点典型场景;最后以某配电网为例,进行算例分析,结果验证了算法的可行性,以及典型场景下电压分布评估结果的准确性。     

户用型光储电站混合电池充放电控制策略研究

针对光伏发电间歇性和用电负荷多样性等引起户用型光伏电站母线电压频繁波动的问题,设计了一种含混合电池储能的光伏电站结构,以光伏发电作为分布式电源,采用能量型电池和功率型电池构成混合储能系统。为实现光伏母线电压的稳定,提出了一种低通滤波器与模糊控制相结合的混合储能系统能量管理策略。首先将系统直流母线波动功率分为高频分量和低频分量;然后利用能量型电池处理低频分量,功率型电池处理高频分量,实现电站母线电压的稳定;最后在母线电压稳定的基础上研究2种电池能量的再分配,有效延长了能量型电池的使用寿命。为验证策略的合理性,建立系统仿真模型,仿真结果表明文章所设计的策略很好地抑制了光伏直流母线电压波动,使波动控制在1.25%之内。     

基于多种不确定因素相似度匹配的母线负荷预测算法

母线负荷预测是合理安排生产调度计划和实施节能发电调度的保障。对母线负荷进行了精细化分解,通过考虑历史样本数据的类型,以及影响负荷变化的星期类型、气象类型、运行方式变化等外在因素,提出了基于多种不确定因素相似度匹配的母线负荷预测算法,在此基础上,利用逐点分配因子法实现各种母线负荷成分的剥离。通过算例验证得出:采用该方法预测的平均日母线负荷预测准确率和合格率均符合考核标准要求,工业行业负荷的预测准确率达到95%以上。由此证明了该方法具有可行性和实用性。