计及线路传输能力的新能源电力系统灵活性评估及优化调度方法

新能源大规模接入电网对电力系统灵活调节能力带来巨大挑战,针对目前电力系统灵活性评估及优化调度集中于供需匹配而缺乏对线路传输能力的考虑,提出了计及线路传输能力的新能源电力系统灵活性评估及优化调度方法。首先,分析线路传输能力对灵活性需求实现的影响,并计及新能源及负荷的波动性和不确定性,量化节点灵活性需求及其在线路上的分配。然后,从资源灵活性裕量和线路灵活性传输裕量两个角度提出系统灵活性不足量评估指标,多方面评估系统灵活性。将该评估指标作为机会约束条件,构建考虑资源-线路双重裕量的优化调度模型。采用线性化手段和基于拉丁超立方抽样的机会约束确定性转化方法将优化调度模型化简为混合整数线性规划模型以降低求解难度。最后,采用改进IEEE39节点系统和某实际电网进行仿真验证,结果表明所提方法能够减轻线路阻塞,减少切负荷量,提高新能源消纳。     

电力系统网络传输灵活性及其评价综述EI北大核心CSCD

大规模新能源并网,增加了电力系统运行不确定性,新型电力系统在运行和规划过程中对灵活性的需求更为迫切。随着新能源并网比例增加,网络传输灵活性在系统灵活性供需中的限制作用更加显著。网络传输灵活性研究及其量化评估是保证系统灵活性资源的可用性,提升新型电力系统灵活性的关键。论文对电力系统网络传输灵活性及其评价研究进行评述和展望。首先,介绍电力系统网络传输灵活性的定义,并概况其特征为时序性、无方向性和固有性;其次,论述现阶段网络传输灵活性的研究场景及方法;再次,从网络可用输电容量、网络安全传输裕度及网络传输灵活性指标3方面,对现阶段网络传输灵活性评估指标进行梳理;最后,对电力系统网络传输灵活性的研究进行总结与展望。     

考虑电力系统阻塞的电网充裕度评价

通过研究市场环境下电网传输的新特点,定义了电网传输的不同状态.提出了衡量线路阻塞程度的指标,用于评价电网传输能力的不充裕性,并应用于电力系统的扩展规划和运行计划.基于蒙特卡罗方法建立了计算充裕度指标的模型,考虑各类不确定性因素,对IEEE-24节点系统进行了市场模拟和仿真计算,结果表明,所提指标能有效识别电网传输中的瓶...     

考虑灵活性与经济性的可再生能源电力系统源网联合规划

传统经济性规划方法无法反映电力系统灵活性,难以满足高比例可再生能源电力系统的规划需求,为此,提出一种考虑灵活性与经济性的多目标源网联合规划方法。分析源荷两侧的灵活性需求,并从功率平衡与功率传输两方面实现电源灵活性与电网灵活性的定量评估。在此基础上,综合考虑电源、线路2种灵活性资源,建立兼顾灵活性和经济性的电力系统双层联合规划模型：上层是规划方案的多目标优化决策,实现源网灵活性和经济性的协同优化;下层是多场景运行模拟,对规划方案的灵活性与经济性进行定量评价。IEEE RTS-24节点系统与IEEE 118节点系统的算例结果表明,所提规划方法能够有效响应并平复可再生能源电源与负荷的不确定性功率波动,提高系统的灵活性以及对可再生能源的消纳能力。     

利用用户侧资源提升电网规划运行效率的方法

随着清洁能源发展、电网结构演变与用电负荷增长,仅依靠电源侧扩展规划与优化调度将影响电网规划运行效率,亟须挖掘用户侧资源可利用潜力,提升电网规划运行效率。针对用户侧资源利用潜力进行分类评估,提出考虑用户侧资源的电力系统灵活性协调优化规划方法。该方法以全社会综合经济成本最小为目标,决定各类型用户侧资源改造规模、灵活性电源及其配套电网建设容量,能够提升电网规划运行效率。结合某省级电网进行实证分析,结果证明该方法具有可行性和实用价值。     

考虑灵活性供需平衡的输电网扩展规划

随着可再生能源的大规模并网,其时空分布特性和不确定性将改变电力系统原有的运行方式,传统电网规划已无法适应当前多重不确定性影响下的电力系统需求。灵活性指标能够量化电力系统应对不同时间尺度下不确定性的能力,以消除或减小其带来的负面影响,对电力系统安全稳定运行具有重要意义。从灵活性出发,兼顾灵活性供需平衡,考虑网—源协调,建立电力系统灵活性评估指标,综合评价电力系统对不确定因素的耐受能力。基于灵活性评估指标,提出了一种考虑灵活性供需平衡的输电网双层规划模型。采用改进混沌交叉变异遗传算法求解最优规划方案。通过对Garver-18节点系统的仿真,分析证明了所提指标与规划模型的有效性和可行性。     

高比例清洁能源并网的跨国互联电力系统多时间尺度储能容量优化规划

高比例清洁能源并网对电力系统的灵活调节能力提出了更高要求。储能是构成系统灵活调节能力的关键要素,系统对储能的需求与系统的灵活性稀缺程度紧密相关,而单纯依靠储能来提供系统所需灵活性将造成电力系统投资成本极大增加、设备利用率降低等问题。储能与互联电网、清洁能源布局协同规划并发挥彼此间的互补效益是提升未来清洁电力系统安全经济性的重要途径。该文从技术经济性的角度出发,考虑多种灵活性资源协同参与的跨国互联电力系统优化规划与运行。首先基于已有研究对各类灵活性资源建模,将年度8760h全景时序运行模拟纳入优化模型,然后提出了面向高比例清洁能源电力系统、考虑多种灵活性资源参与的规划模型并基于东北亚跨国互联电网进行实证分析,量化评估了电网互联、清洁能源布局对储能优化配置的影响,给出了基于不同灵活性资源规划模型的2035—2050年东北亚地区规划结果。算例表明,通过电网互联与多区域风电、光伏清洁能源协同规划可有效减少各区域内储能装机、降低系统的度电成本。算例还进行了储能装机容量、系统度电成本与线路互联容量间的灵敏度分析。     

计及可靠性理论的电力系统脆弱线路评估

提出计及可靠性理论的线路改进脆弱性评估指标及方法,以识别电力系统脆弱环节从而确保安全运行与风险控制。首先,在传统电气介数基础上考虑发电节点出力与线路传输容量的影响,进而引出线路潮流介数。其次,结合电网可靠性理论,提出了线路可靠性权重并将其融入潮流介数,构建了线路改进脆弱性指标,从系统的风险累积、拓扑失效率和潮流承载能力来综合辨识脆弱环节。然后,利用输电水平参数来验证改进指标甄别结果的精准度。最后,IEEE 24节点系统的实验结果表明:对高数值改进指标线路的连续攻击将使系统输电水平骤降,体现其在电网中核心地位。     

规划电网供需风险的概率评估及电源建设薄弱环节辨识

针对电力系统规划中电源建设周期的不确定性对规划电网供需形势的影响,提出规划电网供需风险概率评估方法。该方法结合电源建设进度,用概率来描述电源建设周期的不确定性,建立规划电网供需风险评估及风险指标分解模型,并根据各电厂风险指标辨识电源建设的薄弱环节。以国内某省级电网为例,进行了算例分析,验证了该方法的有效性。     

考虑传输能力的含分布式电源配电网扩展规划方法

为灵活性资源提供快速、及时调度的网架传输通道,在规划阶段充分考虑网架结构与分布式电源(DG)规划对配电网传输能力的影响,提出考虑网架通道传输能力的配电网扩展规划及DG选址定容双层优化方法.首先建立了线路负荷裕度指标和潮流均衡度指标用以评价配电网传输能力;其次分析了网架通道传输能力的影响因素,在此基础上构建了配电网扩展规划及DG选址定容双层优化模型,保证了规划方案具有良好的经济性和网架通道传输能力,利用嵌套的混合粒子群优化算法进行优化求解;最后将所提规划方法与只考虑经济性规划方法进行了算例验证.仿真结果表明,所提方法不仅没有增加经济费用,而且所得规划方案网架潮流更均衡,线路负荷裕度更高,传输能力更优.     

高比例风电接入的电力系统灵活性评估与优化

针对含高比例风电接入的电力系统灵活性评估问题,建立了动、静态指标相结合的灵活性综合评估体系。其中,基于发电资源技术特性的灵活性静态指标用于评价系统中各类发电资源所固有的灵活性供给能力;基于电力系统运行特性的灵活性动态指标侧重针对风电和负荷的波动性和随机性,定量评估系统在不同运行状态下的灵活性不足程度。在此基础上, 提出了灵活容量缺额最小化的机组组合优化模型,在兼顾系统运行成本最优的基础上,构建了电力系统应对高比例风电接入的灵活容量缺额动态优化模型,可为系统灵活性的改造与规划提供参考。基于某省级实际系统数据的算例验证了所提指标与方法的有效性。     

考虑源荷碳责任分摊的新型电力系统多级灵活性资源规划

为满足新型电力系统的灵活性需求与低碳化目标,提出一种计及源荷双侧碳排放责任的多级灵活性资源规划方法。上层模型投资决策风电、光伏、灵活性资源的配置容量和煤电超低排放改造比例;下层优化运行模型基于典型日灵活性需求多级分解结果,调用资源灵活性供给能力,实现系统多级灵活性供需平衡,并基于碳排放流理论提出源荷碳责任因子,将碳排放责任分摊至包含新能源在内的源荷双侧。最后,对改进的IEEE RTS-24节点系统进行算例分析,结果表明所提规划模型可以引导传统燃煤型电网主动向新能源主导型电网转变,并实现系统多级灵活性供需平衡与源荷双侧碳责任的合理分摊。     

配电网对分布式电源和电动汽车的承载力评估及提升方法综述

以新能源为主体的新型电力系统已成为未来电网发展的方向,在配电网中表现为分布式光伏、风电等分布式电源(distributed generation, DG)和电动汽车(electric vehicles, EV)渗透率的提高,因此,评估配电网对DG和EV的承载力对配电网规划具有重要意义。首先从DG和EV不确定性的建模方法、DG和EV充电桩/站选址策略、配电网承载力的评估指标和承载力评估方法等4个角度分析归纳了评估配电网对DG和EV承载力的理论基础,然后从源、网、荷、储4个方面分析了配电网承载力提升的关键技术,最后结合我国新型电力系统的发展趋势和特点对配电网承载力研究进行了展望。研究结果可为新型电力系统下配电网接入大规模分布式新能源及新型负荷的规划提供有益参考。     

配电网对分布式电源和电动汽车的承载力评估及提升方法综述

以新能源为主体的新型电力系统已成为未来电网发展的方向,在配电网中表现为分布式光伏、风电等分布式电源(distributed generation, DG)和电动汽车(electric vehicles, EV)渗透率的提高,因此,评估配电网对DG和EV的承载力对配电网规划具有重要意义。首先从DG和EV不确定性的建模方法、DG和EV充电桩/站选址策略、配电网承载力的评估指标和承载力评估方法等4个角度分析归纳了评估配电网对DG和EV承载力的理论基础,然后从源、网、荷、储4个方面分析了配电网承载力提升的关键技术,最后结合我国新型电力系统的发展趋势和特点对配电网承载力研究进行了展望。研究结果可为新型电力系统下配电网接入大规模分布式新能源及新型负荷的规划提供有益参考。     

提升高渗透率新能源电网承载能力的DSSC优化配置

为实现碳中和碳达峰目标,全球能源体系加速转型,未来新能源将在电力系统中起着至关重要的作用。高渗透率新能源并网引起的输电线路阻塞问题将成为限制新能源并网规模以及系统承载能力的主要原因。提出了两阶段协调优化分布式静态串联补偿器(distributed static series compensator,DSSC)配置来提升高渗透率新能源电网承载能力的方案。首先提出电网承载能力指标并构建DSSC的数学模型,以单个规划周期内最大化系统承载能力为目标对接入系统的DSSC进行规划配置。其次以系统配置成本最低为目标来优化DSSC的安装位置及数量,提升高渗透率新能源并网后系统的承载能力。最后,通过IEEE-RTS79节点系统和实际电网仿真分析对所提方法进行了验证。相比于采用静态串联补偿器(static synchronous series compensator, SSSC),DSSC可充分利用输电通道容量,有效减少因线路阻塞所造成的新能源丢弃,提升高渗透率新能源并网后系统的承载能力,助力实现双碳目标。     

考虑系统灵活性的储能-输电线路扩展联合规划

强随机波动性的高比例风光电源接入及输送网络规划需要兼顾电力电量平衡和灵活性平衡,经典的输电线路扩展难以满足要求,储能-输电联合规划成为新的解决方案。建立基于灵活性定量评估的储能与输电线路扩展联合优化规划方法。首先,从灵活性角度分析“储-输”联合规划在兼顾电力电量平衡和灵活调节能力上的技术特点和优势;然后,建立考虑灵活性的“储-输”联合规划模型,并提出启发式与数学规划相结合的求解方法;最后,基于改进的Garver-6算例系统进行算法验证,结果表明：在高比例可再生能源场景下,“储-输”联合规划具备更好的经济性;储能有效改善了系统的上调灵活性,但成本是制约其规划容量扩大的重要因素。     

基于加速时序蒙特卡洛法的风电场置信容量评估

随着风电资源接入电网规模的增大,如何快速准确地评估待建风电场的置信容量是电力系统规划时需要考虑的问题。文中基于有效载荷容量这一概念,根据新能源接入前后系统可靠性不变的原则,从负荷侧评价了风电资源的置信容量。在计算可靠性指标时,针对当前解析法无法考虑负荷曲线时序性而时序仿真法计算时间较长的问题,提出了一种可靠性指标的加速时序蒙特卡洛计算方法。在此基础上,在计算可靠性较高的系统风电置信容量时,将该方法和线性插值法相结合,避免了采用仿真法计算可靠性指标时的数值波动对弦截法迭代过程造成的不利影响。最后,利用甘青地区电网实际机组、负荷和风电出力数据设计了算例,并验证了算法的正确性。