汇集站和集群中心站分级协调的风场群接入系统优化规划

风电消纳难题的根源在于风电与电网规划的不协调,单个风电场的接入系统各自依据其边界条件设计,叠加得到风电场集群的区域接入电网往往难以达到最优效果,甚至是不可行方案。该文提出风电场集群的接入系统协调规划模型,以经济性最优为目标,对接入系统进行汇集站及集群中心站两级综合协调优化。模型考虑风电送出受阻电量的损失、风电送出电量的效益、风电场集群内部升压变电站选址、各个风电场接入线路容量以及风电场集群分组等因素,并利用遗传算法对上述综合协调模型双层分解后进行优化求解,最后通过算例验证了模型和方法的有效性。     

大规模风电下基于模糊场景聚类的网储协调规划方法

受限于已有的电网水平,新建成的风电场难以将大量风电送出。从电网规划建设的角度出发,基于风电就地消纳与跨区消纳结合的思路,通过为风电接入配置储能系统、在现有电网基础上扩展线路构建风电消纳的通道,以现有风电和负荷数据为基础,利用模糊聚类方法提取运行场景的时空特性,提出了扩展规划的多目标优化模型,并利用改进粒子群优化算法进行求解。通过仿真算例从成本、网损、弃风量3个角度验证了规划方案的可行性。     

低碳经济下基于合作博弈的风电容量规划方法

在低碳经济下,通过引入碳交易过程,将风电的减排效益量化为实际的经济价值。基于合作博弈理论,分析了风电规划运行中风电场与电网的改进策略以及双方的成本效益变动,提出了风电—电网联盟净收益最大的风电场容量规划模型,并构建了风电场与电网间公平、合理的利润分配机制,最后,通过具体算例分析了模型的实用性。分析结果表明,风电—电网的合作模式既有利于提高电网消纳风电的积极性,又有利于避免风电场的无序扩张,可为目前风电规划中出现的场网不协调问题提供改进方案。     

大型集群风电接入输电系统规划研究综述

大型集群风电接入给电力系统的规划和运行增加了更多的不确定因素。由于风电的间歇性、随机性、波动性及风电场选址等问题,传统的电网规划方法越来越不适应当前多不确定信息的电网规划工作。针对大型集群风电接入对电网规划的影响,评述了集群风电出力不确定性建模,并基于规划模型和评估方法,综述了近年来国内外计及风电不确定性的系统潮流计算方法以及含集群风电的输电系统规划领域的研究现状和研究成果。从输电系统规划、网源协调规划等方面着手,结合特高压电网、环保效益等研究热点,展望了如何在未来大型集群风电接入情况下获得最优规划决策方案的输电系统规划理论和方法。     

考虑大规模风电接入的电力规划研究

由于风电出力的不确定性、反调峰性和风电场选址的限制等问题,大规模风电并网后要求电力系统留有更多的备用电源和调峰电源,且电网结构薄弱远距离输送能力有限,使得多数风电场出力无法被消纳,对系统的稳定运行、电源规划和电网规划等方面造成了很大的负面影响,阻碍了风电的规模化应用。分析了大规模风电接入对系统可靠性、系统备用以及运营成本等带来的挑战,从电力规划角度回顾和评述了国内外风电接入系统在电源规划、电网规划以及电源电网协调规划等领域的研究进展和研究现状,明确了该领域的研究重点和研究方向。     

西北电网风电调度运行管理研究

介绍了西北电网的风电场现状、规划容量及接入情况,阐述了大规模风电场接入对西北电网调频、调峰、稳定性及无功调节等各方面安全运行带来的影响,分析研究了大量风电场集中投运对发电计划编制、调度运行控制、电力市场交易模式、并网运行管理所提出的新要求,最后提出了加快750骨干网架建设、提高对风电的监控能力及调度技术支撑手段、探索电量交易模式及消纳机制、加强风电并网运行管理等解决方案和应对策略,确保西北风电与电网实现协调、有序的发展。     

调峰约束下考虑发电优先级的风电有功控制策略

针对集群风电场分别接入电网不同外送断面的特点,提出了调峰约束下考虑发电优先级的风电有功控制策略。所提控制策略按照弃风的严重程度,为各风电场设定不同发电优先级,结合电网消纳能力、风电场的装机容量和发电能力等因素计算各风电场的有功指令。指令控制周期内调峰约束与断面约束的配合、调峰目标值校验和强制触发策略的设计既保证了充分利用电网消纳能力和外送断面容量,又确保了调峰约束和断面约束的安全极限;高优先级风电场的钳位控制策略有效避免了电网消纳能力快速变化时低优先级风电场的有功大幅波动。冀北电网的实际运行结果证明了所提控制策略的有效性。     

考虑合理弃风的风电消纳方法研究

风力发电受自然来风的影响较大,具有明显的随机性与不确定性。随着大规模风力发电场的快速发展,其接入电力系统而导致的相关问题越来越明显。针对目前国内风电大规模接入受限的问题,以风电场弃风电量与系统为消纳更多风电而增加的调峰投资为约束,提出了利用系统低谷负荷时的合理弃风来提高风电的整体消纳能力的理论研究方法。最后通过利用所建立的风电消纳模型,以东北某区域电网为例进行了计算分析,得到了2015年与2020年在三种不同调峰平衡方式下的风电消纳能力,以期能为东北地区的风电规划与建设工作提供参考。     

云南风电发电特性分析及研究

云南风电发展迅速,开发潜力大,随着装机规模增大,对电网的影响将越来越大。本文根据风电实际运行数据全面分析了云南风电出力特性,研究云南风电场的集群效应、风水互补特性、风电消纳及风电发展存在的一些问题。研究成果可以为云南电网规划、电网运行及风电与电网的协调发展提供参考和依据。     

海上风电场运用柔性直流方式并网的无功控制研究

海上风电已成为我国沿海地区风电发展的趋势,为提高发电效率,海上风电场单机容量不断增大,风电场离岸距离从近海逐步向50 km外的深海拓展。由于大部分深海风电场采用柔性直流方式(VSC-HVDC)集中并网,电压管理与无功控制必须从电网、电源两方面着手,增强风电场、电网调压灵活性。本文针对柔性直流接入的大型海上风电场的无功规划及其控制策略开展研究。在不同接入容量的海上风电场群中通过采用推荐的无功控制方案,可以有效地改善风电集中区域电压运行质量,提高电网电压稳定水平,减少风电由于电压波动导致的大规模脱网的发生。     

考虑风电接纳水平及负荷增长的海上风电场多阶段规划

现有海上风电场规划建设鲜有考虑建设时序,多属于静态单阶段规划,易造成初始规划方案与中、后期的运行间缺乏有效衔接的问题,为此,提出一种考虑风电接纳水平的海上风电场多阶段规划方案.建立以购电成本最低为目标的日前市场竞价模型来评估电网对海上风电的最大接纳水平,获得未来多年不同负荷水平下区域电网对海上风电的最大接纳水平及上网电价;在此基础上,将规划周期分为若干个阶段,以投资年份、风机数量、风机位置及风机所属投资阶段为优化变量,建立以风电场净收益最大化为目标的海上风电场多阶段规划模型.算例验证了多阶段规划模型相较于单阶段规划模型在提升海上风电场经济效益上的有效性.     

基于调峰能力为约束的阿勒泰地区风电接纳能力研究

随着风电接入电网的规模不断增加,在某些时段风电给电网调峰带来负面影响,接纳的风电能力必须在电网调峰承受范围以内.结合风电场输出功率集群效应,通过对常规电源调峰能力分析并求取尖峰和低谷时刻网供电力,建立了以调峰能力为约束下低谷时刻风电接纳容量的计算方法.基于上述方法,参照阿勒泰地区电源规划,对2015年阿勒泰地区电网风电接纳容量进行计算,为阿勒泰地区风电接纳问题和输电规划奠定基础.     

计及不确定性的分散式风电场与地区电网协调无功优化调度方法

针对地区电网中分散式风电多点接入导致的电压波动问题,本文提出了考虑不确定性的分散式风电与地区电网协调控制的无功优化调度方法。首先计及风速不确定性和风电场内接线,构建了分散风电场无功可调容量预测模型;在此基础上,将风电出力和负荷不确定性处理为区间约束,提出了地区电网的双层无功优化模型,上层以地区电网网损最小为优化目标,下层用来寻找电网运行的最恶劣场景,使得在满足电压运行要求的同时降低网损,兼顾安全性与经济性;最后采用遗传算法与内点法相结合的方法对模型进行求解,并以某地区电网为算例,MATLAB计算结果验证了所提策略的可行性和有效性。     

计及供电可靠性评估的地区电网风储电站选址定容方法

针对地区电网风储电站并网问题,计及对地区电网供电可靠性的影响提出其选址定容模型。模型以风储电站并网位置和配置容量为控制变量,以地区电网供电可靠性的提升最大化为子目标一,以系统综合规划运行成本最小化为子目标二,采用加权系数法将多目标转化成单目标函数,模型考虑了系统运行功率平衡约束、配置容量约束、弃风功率约束等约束条件。基于两阶段优化采用二进制粒子群和混沌粒子群算法设计模型求解流程。最后对河北省某地区电网采用所建立的模型进行风储电站选址定容规划,仿真算例表明所提出的方法能够显著提升系统的供电可靠性和经济性。     

考虑风电扩建不确定性的电网规划方案概率化评价指标及方法

风电项目建设地点和启动时间受自然、人为因素影响,存在较大不确定性,对电网规划产生重要影响。针对风电扩建的不确定性提出了电网规划方案概率化评价指标与方法。分析了风电扩建不确定性,然后提出电网扩建概率、电网扩建成本期望、规划方案对风电建设适应性等指标,并提出了基于电网扩展双层随机规划模型的概率化适应性评价方法。算例验证了所提指标及方法的有效性。     

风电场投切对地区电网电压的影响

随着风电场装机容量的不断增加,在风电场规划设计阶段计算含风电场的系统潮流并分析风电场接入对系统稳定性的影响非常重要。文章结合目前我国风电场的普遍运行情况,针对吉林省电网的特点,通过各种运行方式和工况下的模拟潮流计算,比较了系统中某些节点电压与风电场出力的变化情况,论述了风电场出力变化引起地区电网电压升高与降低的原因;给出了减小风电场出力变化对地区电网电压波动影响的措施,即在汇流变电站装设电抗器,在汇流变电站接入电网送电线路的对端变电站内装设电容器,电压高时投入电抗器切除电容器,电压低时切除电抗器投入电容器;当风电场装机容量较大时应将风电场直接接入220 kV变电站或500 kV变电站。     

双馈电机风电场无功功率分析及控制策略

提出一种双馈电机风力发电系统无功极限的计算方法，该方法以双馈电机风电系统的功率关系为基础，考虑了网侧变换器在其功率允许范围内的无功发生能力，系统动态无功极限为定子与网侧变换器的无功极限之和。对双馈电机风电场在强电网无功调节中的应用进行了探讨，提出双馈电机风电场对当地用户进行就近无功补偿的策略，并给出相应的无功分配策略，包括风电场各风机之间以及单台风电机组定子和网侧变换器之间的无功分配原则。双馈电机风电场在实现变速恒频优化运行的同时，充分发挥了风电机组和整个风电场的无功处理能力，使其参与所连电网的无功调节。     

京津唐电网风电场群发电功率短期预测

随着风电大规模并网,加强区域性风电场群的发电功率预测对于地区电网的安全稳定经济运行具有重要意义。根据京津唐地区风电场群的特殊性,首先用物理建模方式建立风电场的短期风力预测模型,并将统计升尺度技术与物理模型相结合,以提升预测模型精度的稳定性;之后,采用三层体系架构建立京津唐电网风电功率预测系统,且实现了工程应用。运行结果表明,该方法可以更准确地预测京津唐地区风电发电功率,大幅提升京津唐电网风电消纳能力,有效提高电网调度精益化水平。     

含小水电群的风-水-火地区电网旋转备用协调优化策略研究

传统旋转备用计算模型已不再适用于含小水电群和风电接入的地区电网。以负荷损失较小、清洁能源利用率高、运行成本低为目标,基于最小火电燃料费用、最小期望停电成本、最小火电机组出力波动和最小主力水电弃水量函数模型,建立了考虑风-水-火协调运行的多目标旋转备用优化模型。采用引入粒子浓度认知的改进粒子群优化算法,通过仿真分析,验证了该模型的适用性和有效性。在不同策略下进行比较,该方法能在较低的失负荷概率情况下,得到较低的火电机组燃料费用;能随着小水电群和风电出力大小协调优化旋转备用容量。该模型及算法对存在相当规模小水电及风电的风-水-火地区电网制定旋转备用优化策略有参考价值。     

计及火电机组灵活性改造的电源扩展弱鲁棒规划

风电出力的不确定性给电力系统规划与优化运行带来较大挑战。对火电机组进行灵活性改造能有效提升电力系统的灵活性、促进风电的消纳。文中利用盒式约束与1-范数约束对不确定风电出力进行建模,考虑火电机组的灵活性改造技术优势和经济耗费,从电力系统价值整体提升的角度出发,建立了以投资费用与系统运行成本之和最小为优化目标的电源弱鲁棒优化规划模型。所提模型改善了传统鲁棒规划模型的保守度,提升了规划方案的经济性。以改进的IEEE-RTS24节点系统与区域电网实际系统对所提模型进行仿真分析,算例结果验证了所提模型的鲁棒性与经济性。