考虑风电接入的在线风险评估和预防控制

随着风电渗透率日趋提高,大规模风电的接入对电网静态电压安全的影响也逐渐增强,风电出力分钟级的显著变化将导致电网运行状态的频繁波动,甚至出现静态电压失稳的可能。为应对该问题,提出考虑大规模风电接入的在线电网静态电压安全风险指标,并搭建基于此风险指标的预防控制模型以降低系统运行风险,提高系统稳定运行裕度。IEEE 9节点系统和IEEE 39节点系统验证了所提风险指标和预防控制模型的有效性。     

大规模风电接入对电力系统暂态稳定风险的影响研究

大规模风电接入电网可能影响电网运行状态,造成系统暂态稳定特性改变,量化大规模风电接入对电力系统暂态稳定风险的影响,是保证风电消纳和电网安全的重要课题。在研究系统暂态稳定性分析中的风电模型和电网故障严重程度的基础上,提出一种评估大规模风电接入的电力系统暂态稳定风险评估方法。该方法充分计及风电出力与系统故障状态的随机性,并基于效用理论,以调度员对功角偏差的感知效用为度量指标,建立用非线性效用函数量化故障的严重程度,同时对系统暂态稳定风险指标的计算方法与流程进行了详细研究。将该方法应用于新英格兰39节点系统,对比研究了不同并网容量和并网点对暂态稳定风险的影响,仿真结果证明了所提方法的正确性和有效性。     

考虑大规模集中接入风电功率波动相关性的在线概率安全评估

由于风电功率的波动性和不确定性,大规模风电集中接入对电网安全有很大影响。提出了一种在线概率安全评估方法,能够实时评估大规模集中接入风电的不确定性对电网安全的影响。因为应用风速概率分布和风电功率预测误差概率分布模拟在线风电功率的不确定性有很多困难,所以基于风电出力历史数据研究了风电功率超短期波动的概率分布,并采用Copula函数对多个风电基地功率波动的相关性进行了详细模拟。基于风电功率历史数据,所提方法能够给出短期内可能发生的风电基地的功率波动组合,进而进行概率安全评估计算,在线评估风电功率波动对电网安全的影响。为了提高计算速度,应用多维离散模型简化多风电基地功率波动的联合概率分布。通过在某风电集中接入的省级电网进行实际应用,验证了所提方法的有效性和必要性。     

计及风电动态成本的电力系统区间经济调度*

大规模风电接入电网后,风速的间歇性和随机性使风电出力具有一定的不确定性,对传统确定性系统的安全经济运行产生严重影响。针对风力发电的不确定性对电网调度运行的影响,本文基于区间规划理论,提出风电动态成本这一概念,并建立计及风电动态成本的电力系统区间经济调度模型。该模型中引入决策变量求解模型的区间优化解,一定程度上反映系统运行风险和经济效益,并为调度人员安全评估提供支持。最后采用IEEE30节点系统进行仿真验证,算例结果表明该模型与方法的实用性和有效性。     

考虑风电场接入的电网连锁故障运行风险评估

随着智能电网的兴起,大规模新能源的并网增加了系统的不确定性。为了研究风电接入对电网大停电的影响,从连锁故障的角度出发,结合输电线路和保护的运行可靠性模型,根据风电出力变化和系统当前运行状况,提出了连锁故障搜索模式,并基于效用理论提出连锁故障运行风险评估方法及相关指标。以IEEE-RTS 79系统为算例,分析不同的并网方案下风险指标的差异,评估风电渗透率、风电接入方式以及风电随机性对输电网连锁故障的影响,研究结果可为风电接入条件下的电网规划运行及防御大停电提供科学的理论依据和参考价值。     

含大规模风电集群电网的在线计算数据生成技术

风电机组大规模接入导致电网的稳定形态更加复杂,迫切需要通过在线安全分析提高电网的新能源消纳能力和运行效率。针对在线安全分析难以准确模拟风电场动态特性的问题,提出了一种含大规模风电集群电网的在线计算数据生成技术。首先,融合状态估计、SCADA和安控系统等多源实时数据辨识低电压网络的运行状态,形成包含风电集群的电网运行方式数据。其中,根据量测数据的时空关联校正模型,识别和校正未经过状态估计量测中的不良数据。然后,依次依据风电机组的静态特征信息和运行状态进行分群,采用基于层次分析的聚类方法确定风电场的动态等值模型。最后,通过实际电网的算例分析验证了所提出方法的有效性。     

大规模风电并网无功电压运行风险及应对措施

针对大规模风电接入省级电网的典型场景,在风电出力静态波动、风速快速大幅变化、风电规模化脱网等不同扰动情况下,评估了电网及风电场静态、动态无功电压运行风险,根据无功电压的不同波动特性,采取不同的无功电压控制方法,并对控制结果进行了仿真验证,提出了大规模风电并网的无功电压控制思路。     

考虑大规模风电接入的电力系统备用容量评估方法

风电作为清洁能源是减排的重要资源,其装机容量正在飞速发展。然而,由于风电固有的间歇性和波动性,大规模风电并网对电力系统的安全稳定运行带来了不确定因素。为了保证系统安全稳定运行,需要重新评估系统备用容量能否抵御风电功率随机性给系统带来的运行风险。因此,本文针对大规模风电接入后的电力系统备用容量评估方法进行研究,考虑了发电机组强迫停运概率、风电出力随机特性和可靠性指标,通过基于随机生产模拟的备用容量计算方法,建立备用容量与可靠性之间的关系;进一步建立了基于风电场等效多状态机组模型,对风电接入后系统所需的备用容量进行计算。通过对中国某实际区域电网的仿真计算验证了该方法的正确性和有效性。     

宁夏电网动态安全评估系统一体化功能设计

为使宁夏电网输配电网全景仿真实验室动态安全评估系统实现对调度生产运行的在线支撑,通过调控中心-实验室在线-离线一体化的功能设计,实现了系统对运行电网安全稳定性进行全方位、多场景、多角度的评估。调控中心在线系统接入电网在线运行数据,运用高性能计算机群并行计算分析,实验室离线支持系统对关键断面进行扩展分析。应用结果表明:动态安全评估系统的实施,深度支撑了电网调度生产运行,同时也验证了设计方案的科学性和合理性。     

SVC提高风机多点并网的暂态稳定性研究

大规模风电接入后将对电网的安全稳定运行带来挑战。预计到2015年,约有500 MW的风电接入湖北恩施电网。基于2015年湖北恩施电网及风电的规划数据,通过仿真计算研究了大规模风电并网对系统暂态稳定性的影响,分析比较了基于双馈风机的风电场在不同并网点、不同并网容量下接入对电力系统暂态稳定性的影响,并对仿真结果进行了理论分析。最后提出了通过加装动态无功补偿设备SVC改善风机并网系统暂态稳定性的措施,仿真结果验证了该措施的有效性。     

大规模风电并网对孤网频率稳定性影响的研究

随着风电大规模接入电网,风电对电网的影响越来明显.针对风电场的出力特性,以及风电场并入电网带来的安全稳定控制装置的配合问题,采用PSASP程序对新疆阿勒泰地区电网进行仿真分析,综合考虑风电出力特性和地区负荷特性对地区电网孤网运行暂态过程和安全稳定控制装置动作的影响,通过对比分析在不同风速和不同负荷情况下各种安全稳定控制装置的配合动作对孤网频率稳定性的影响.结果表明大规模风电接入电网后,风电出力特性和地区负荷特性共同影响安全稳定控制装置的配合以及孤网频率稳定性.对含大规模风电接入的电网的安全、稳定运行具有重要的参考价值.     

基于智能电网调度技术支持系统的电网运行安全风险在线防控

在国家电网公司范围内省级及以上调度中心,建设了智能电网调度技术支持系统,实现了基于确定性的电网安全稳定分析。研究基于智能电网调度技术支持系统进行电网运行安全风险在线防控的相关问题。分析了电网运行安全风险在线防控对基础信息和分析决策功能的要求;分析了智能电网调度技术支持系统为实现电网运行安全风险在线防控提供的基础,包括基础平台、基础信息和分析决策支持等方面;提出了电网运行安全风险在线防控在智能电网调度技术支持系统中的定位,分析研究了基于智能电网调度技术支持系统实现电网运行安全风险在线防控的技术方案,提出了电网故障概率在线评估、电网运行安全风险在线评估和电网运行安全风险在线控制辅助决策的功能要求、输入输出信息和关键技术。     

基于广域信息对风电场入网性能进行评估的研究

近些年风力发电有了迅猛的发展,但是风电接入对电网的安全运行带来了新的挑战,一方面由于风能间歇性,其输出功率具有波动性和随机性,同时风电并网点通常处于电网末端,系统相对较弱,大规模风电的接入给电网调峰调频、电压无功支撑方面带来了重要的变化,从而影响整个电网动态特性,所以必须充分利用当前各种电力自动化领域的各种先进监控手段对电网进行动态监视,但是风电场内目前还缺少一套相应的监测和评估系统.本文以风电场同步相量测量装置(PMU)采集的广域信息为立足点,介绍了如何通过广域信息对风电场有功控制、无功控制、低电压穿越、电能质量等入网指标进行评价的方法,通过本套系统的运行可以大大提高风电场入网性能的可观性,实时指导风电场运行管理人员的工作,提升风电场的运维水平,从而提高风电场入网性能,对提升电网的安全稳定水平具有重要的现实意义.     

高渗透率风电与电网失步解列的交互影响评述

电网发生特别严重故障导致系统出现失步的情况,因此需要在适当的地点来安装解列装置来防止振荡的进一步扩大,避免系统崩溃。风电的随机波动性和动态特性等决定了风电并网会对电网稳定性产生较大影响。随着大规模风电集中、高渗透率地接入电网,高渗透率风电与系统失步解列装置相互作用、影响,风电可能影响失步解列动作的可靠性,失步解列动作也可能影响风电可靠并网,两者交互作用给电网安全稳定运行带来了一定的风险。在此对高渗透率风电并网运行控制、失步解列装置以及二者的相互影响和配合三个方面进行了总结,为后续的研究打下了坚实的基础。     

大规模消纳风电的常规水电运行方式

在中国风电迅猛发展和大规模接入电网的背景下,结合风电运行特性和电网安全需求,提出了大规模风电接入电网后水电年度运行方式的制定原则和原理,建立了考虑水电调峰对风电消纳贡献的水电运行调度数学模型。以东北电网桓仁水电厂为例,模拟计算了典型来水方式下的水电运行方式,计算结果表明该方法有利于提高电网的清洁能源消纳比例。     

大规模风电接入的综合经济性评估

大力发展风电已成为我国的能源战略,对未来的经济发展起到关键作用。不同地区经济发展水平、电源电网结构、用电成本和电价水平均存在差异,量化评估风电接入后的综合经济性有助于指导不同地区风电的规划和建设。本文提出了一种大规模风电接入的综合经济性评估方法,分别从6个维度进行了分析,包括系统运行成本、煤耗与排放、常规机组利用小时数、风电补贴成本、电网公司运营收益以及煤电上网电价。最后,以某省级电网为例,评估该区域大规模风电接入下的综合经济性,验证了该评估方法的有效性。     

含风电场的大电网系统运行风险评估

本文深入探究了影响大电网安全运行的风险源,包括风电场的集电线路故障、无功补偿设备故障等风险因素,对此建立了适合运行风险评估的可靠性模型。基于非序贯蒙特卡罗仿真,采用等分散抽样法选择系统状态。建立了含风电场的大电网系统运行风险评估指标体系,开发了评估流程。应用本文所提方法对IEEE-RTS79算例的计算表明,该方法可合理评估风电接入后系统短期的运行风险,并为调度部门调整发电出力计划、定位电网薄弱环节和确定风电吸纳能力提供参考依据。     

计及风电的电力系统运行风险评估

由于系统运行风险受到的关注度越来越高,针对以往电力系统运行风险评估较少涉及风电和主要从规划角度考虑风电接入后系统运行风险的情况,从运行风险的角度对风电接入后系统运行状态进行评估,建立计及风电的电力系统运行风险评估模型。文中考虑了风电场接入不同节点、不同节点接入不同风电场个数、风电场替代部分常规电源以不同风电渗透率接入的3种情况,并以风电接入标准可靠性测试系统RTS-79为算例,通过系统运行风险计算,找到了风电最优接入节点、风电最优接入数量和最优风电替代容量,为含风电的电力系统运行提供参考依据。     

大规模风电接入对江苏电网安全稳定性的影响

大规模风电接入后对江苏电网的安全稳定运行带来了挑战,有必要分析研究大规模风电接入后对江苏电网安全稳定性的影响。基于江苏电网和风电2015年的规划数据,分析研究不同风电接入比例下,江苏电网断面潮流和枢纽节点电压的变化及其对电压稳定性的影响;根据潮流计算和N-1校验的结果,分析电网内重载线路故障时的极限切除时间,考核电网的暂态稳定性。针对大规模风电并网后,江苏电网存在的安全稳定隐患提出了相关的改善措施。     

孤立电网的一些稳定问题分析研究

针对某地区孤立电网,结合风电集中接入后展开孤网运行分析。利用PSS/E及BPA系统仿真平台,通过动态仿真的方式,研究大规模风电集中接入对该孤立电网大扰动暂态稳定的影响,并通过分析动态仿真结果来探讨如何能有效提高孤立系统在暂态过程中的稳定性等相关问题。