大规模风电接入对电网的影响分析

本文分析了大规模风电场接入对系统正常运行造成的影响,以及风电场接入容量的影响因素。通过仿真研究风电场接入对恩施电网的影响,结果表明风电场对电网电能质量影响在国标允许范围内,但是从风电长远规划来看,电能质量问题必须引起重视;2013水平年下,风电功率波动时,系统能够保持暂态稳定,不会对恩施电网安全稳定运行产生影响。     

计及风速波动特性的风电穿透功率极限计算

随着风电接入电网的容量日益增加,系统本身的调峰能力、电网输送空间和安全裕度成为制约电网消纳风电的因素;风速及风电系统的随机波动特性给系统的运行带来冲击和影响,并且风电的接入增加了系统节点电压、频率和支路潮流的随机波动性。基于风电场穿透功率极限的概念,从随机过程的角度分析出风速随机波动特性,提出了风速随机波动特性修正的风电场穿透功率极限优化算法。采用IEEE 30节点系统算例进行了对比验证。研究结果表明,该方法实现了对风电出力随机性的客观描绘,提高了风电并网容量规划方案的灵活性和可靠性。     

风电出力特性及其对电力系统运行的影响分析

风能被公认为除水能外最具发展前景的可再生能源,风电的快速发展在解决能源短缺的同时,也给电网带来了诸多影响。以吉林西部风电基地为背景,分析风电场群出力特性对电力系统运行的影响。根据2011年该地区实测的风电出力数据,分析风电出力的波动性、出力变化率的概率分布、出力分布、季节特性、日特性等,研究该地区风电场群出力特性对电网的调峰、调频、稳定性及风电消纳的影响,并针对相关问题给出相应建议与措施。     

风电功率相关性分析

通过对风电功率的相关性分析,可更加直接地掌握风电场、风电场群、风电基地三个层次的互补特性,对风电基地规划、电网的安全稳定运行都有着重要的指导意义。本文利用酒泉地区风电场的实测功率数据,通过相关系数法研究风电场、风电场群和风电基地在1~10 h三种不同时间尺度的风电功率相关性,研究功率相关性随不同时间尺度的变化规律。最后利用时移数据的相关系数法分析风电场、风电场群的功率上下游关系,其结果与地理分布情况一致。     

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.     

适用于评估风电接纳能力的时序生产模拟算法研究

近年来,负荷状况、电源结构和网架结构等因素的变化直接导致电网风电消纳能力降低,深入开展电网风电消纳问题的研究,对于风电资源的可持续高效利用、电网的安全稳定运行意义重大。针对电网风电接纳能力评估算法展开研究工作。首先,对风电场出力的实测数据进行了时间和空间分布特性分析。然后,在风电出力特征和最大/最小负荷预测方法的基础上,给出风电接纳能力的时序生产模拟算法。最后,以某省级电网为例,对不同季度、不同运行条件下的风电消纳能力进行了评估计算。对比电网运行数据,计算结果表明该方法能够用于评估电网风电消纳能力,可为进一步提高电网风电消纳水平提供理论数据参考。     

基于功率谱密度的风电功率特性分析

风电有功功率波动特性的分析,对指导发电和电网运行非常重要。根据内蒙古赤峰东山风电场运行的实测数据,运用功率谱密度分析的方法,对风电有功功率的波动特性进行了分析。结果表明,风电功率的功率谱密度在超过4个数量级频域范围内符合Kolmogorov谱分布理论,且装机容量的增加,对风电功率的汇聚效应具有明显的影响。     

大规模风电并网问题分析及应对策略研究

针对风电并网的实际情况,分析了大规模风电并网带来的一系列问题,包括风电场并网点电能质量、功率波动、电网调峰、风电送出等。针对发现的问题提出相应的应对策略,在加强风电并网管理,科学合理规划电源结构,积极开展多种方式消纳风电等方面给出了具体意见,提高了大规模风电接入后的电网安全稳定运行水平。     

考虑多风电场功率相关性的概率潮流联合分布计算

随着大规模风电接入电网,风电的随机性为电网运行带来了更多的不确定因素,严重威胁系统的静态安全。提出一种考虑多风电场功率相关性的概率潮流联合分布计算方法,可用于评估多个风电场风电出力对系统静态安全的影响。首先采用高斯混合模型来准确描述多个风电场功率的联合概率分布,然后利用高斯混合模型的优良性质,依据系统状态量与风功率之间的近似线性关系,进而获得系统状态量的联合概率分布。将该方法应用于宁夏电网的静态安全概率评估,经过与蒙特卡罗仿真法比较,结果表明,该方法准确度更高,计算速度更快。     

大规模风电接入对宁夏电网调峰的影响研究

宁夏风电装机增长迅速,随着大规模风电的上网发电,风电有功出力的随机性、间歇性对电力系统调峰的影响日益增大。文章分析了宁夏电网网架结构、负荷以及电源特性。结合宁夏电网2012年实测数据,直观显示了宁夏电网风电出力在不同时段的波动特性,分析了大规模风电接入对宁夏电网调峰能力的影响。文章还评估了宁夏电网2013年典型运行方式下风电接纳水平。结合上述研究结果,文章提出了改善大规模风电接入后宁夏电网调峰能力的方法。     

风电接入系统暂态电能质量扰动小波检测方法

随着风能发电的大规模发展,风能电并网运行是一种必然的发展趋势.风能的波动性、间歇性和随机性等特性使接入风电的电力系统的运行特性和电能质量受到复杂的影响.为此,针对风电并网运行中的电能质量问题,重点研究风电接人系统的暂态电能质量扰动的小波检测方法,详细分析暂态电能质量扰动小波检测的基本原理和实现策略,并给出仿真结果.理论...     

基于深度门控循环单元神经网络的短期风功率预测模型

随着新能源的不断发展,大量大容量风电机组并入电网运行,给电网的安全可靠运行以及风力发电的可持续发展都提出了新的挑战。提出一种风功率预测模型,该模型以风电场风功率历史数据以及风速、风向等数值天气预报数据作为输入对风功率进行预测。考虑到风功率预测中输入数据的波动性和不确定性,在传统门控循环单元(GRU)神经网络的基础上融合卷积神经网络(CNN),以提高模型对原始数据的特征提取和降维能力,并引入dropout技术减少模型中的过拟合现象。工程实例分析表明,所提模型在预测准确度和运算速度方面均优于长短记忆神经网络模型。     

Short-term wind power prediction based on extreme learning machine with error correction

Introduction: Large-scale integration of wind generation brings great challenges to the secure operation of the power systems due to the intermittence nature of wind. The fluctuation of the wind generation has a great impact on the unit commitment. Thus accurate wind power forecasting plays a key role in dealing with the challenges of power system operation under uncertainties in an economical and technical way. Methods: In this paper, a combined approach based on Extreme Learning Machine (ELM) and an error correction model is proposed to predict wind power in the short-term time scale. Firstly an ELM is utilized to forecast the short-term wind power. Then the ultra-short-term wind power forecasting is acquired based on processing the short-term forecasting error by persistence method. Results: For short-term forecasting, the Extreme Learning Machine (ELM) doesn’t perform well. The overall NRMSE (Normalized Root Mean Square Error) of forecasting results for 66 days is 21.09 %. For the ultra-short term forecasting after error correction, most of forecasting errors lie in the interval of [?10 MW, 10 MW]. The error distribution is concentrated and almost unbiased. The overall NRMSE is 5.76 %. Conclusion: The ultra-short- erm wind power forecasting accuracy is further improved by using error correction in terms of normalized root mean squared error NRMSE).     

鲁棒性驱动的含风电不确定性区域间调峰互济方法

随着风电的大规模并网,其出力的不确定性和反负荷特性使受电区域面临严峻的风电消纳和调峰问题,进行区域间调峰互济是解决该问题的有效途径之一。在区域间调峰互济的调度模型基础上,引入信息间隙决策理论处理风电不确定性,量化分析了风电出力波动对系统调峰及运行成本的影响,将风电波动引起的成本变化引入到调度模型中,将双层优化问题转化为单层优化问题,建立了考虑风电不确定性的区域间调峰互济改进模型,该模型可求得区域间调峰互济的鲁棒策略。最后,通过算例仿真验证了所提模型的有效性,结果表明通过改进模型解得的调峰互济策略与传统模型解得的策略相比,对于风电波动具有更好的鲁棒性,可有效减少弃风并降低总运行成本。     

Reduction of power fluctuation by distributed generation in micro grid

Renewable forms of energy such as wind power or photovoltaic energy are environmentally focused, but the fluctuation of the output power of such renewable forms of energy may cause excessive variation of the voltage or frequency of the grid. Increasing the amount of renewable energy would degrade the quality of the grid. Micro grids, in which dispersed power sources compensate variations in the generation of renewable energy, can expand the limits of installation of renewable forms of energy by maintaining the quality of the interconnected grid. This paper discusses the use of gas turbines to absorb power variations from wind generation and the loads. In order to control the output power, gas turbines must run under partial load, which results in lower efficiency. An evaluation of the micro grids is made with consideration of their efficiency, the installed capacity of wind power generation systems, and frequency stability for islanded operation. © 2008 Wiley Periodicals, Inc. Electr Eng Jpn, 163(2): 22–29, 2008; Published online in Wiley InterScience ( www.interscience.wiley.com ). DOI 10.1002/eej.20462     

大规模风光互补发电系统建模与运行特性研究

建立了大规模并网风光互补发电系统动态分析模型,提出了基于功率变化率改进扰动观察最大功率跟踪算法。风电及光伏系统均采用有功、无功解耦双环电流控制策略。应用静止同步补偿器分析模型的暂态故障电压。含风电、光伏及风光互补运行的电力系统仿真计算验证了该模型的有效性及其功率波动特性和母线电压的暂态影响。仿真结果表明,该风光互补发电系统模型有效降低了输出功率波动,实现了风光系统低电压穿越,确保故障情况下风光系统不脱网运行以及电网安全稳定运行。     

大容量风电场接入后电网电压稳定性的计算分析与控制策略

由于风电场容量较大,并位于电网末端,可能会对电网的电压稳定性产生较大的影响。为保证风电场投入后的安全,按大干扰下风功率的转换特性及异步发电机的运行特性建立了风电场与相关电网的数学模型,计算了风电场与相关电网发生短路故障后的电压稳定性。通过数值仿真计算,揭示了风电场接入导致电网电压稳定性被破坏的机理,指出机组转速是影响风力机和异步发电机这两个能量转换器工作特性的关键参数,控制风电场内风机的速度增量是保持大容量风电场接入后电压稳定性的关键,靠近故障点的风电单元容量、故障点位置和故障持续时间是影响短路后电压稳定性的主要因素,并提出了大容量风电场接入后保证电网电压稳定性的策略与措施。     

风力发电并网对电网的影响

智能电网建设中的一个重要方面是解决以风能为代表的可再生能源发电的接入问题。风力发电逐渐以大型风电场的形式并入电网,给电网带来各种影响。由于风力发电具有动态和随机的特性,它给电网运行的电力电量平衡、调峰调频及备用、电压及无功控制、潮流及稳定性、电能质量和二次系统等方面带来影响。由于电网常规设计和运行中未特别考虑风电接入的影响,因此为了适应风电接入并满足原有的电网运行标准,需要对电网的运行控制进行一些相应的调整。研究风电接入对电网运行的影响及相应措施,对于更好利用风力发电有重要的意义。     

江苏海上、沿海和内陆风电出力及波动特性分析

江苏风电装机规模大,具有海上、沿海和内陆风电场3种类型的风电场。掌握不同类型风电有功出力及波动性规律对于电网规划、调度、运行意义重大。基于江苏海上、沿海和内陆3类风电场的运行数据,利用多种概率分布模型模拟了风电场有功出力及波动特性,采用最大似然估计法对模型参数进行估计,根据多种评价指标对拟合精度进行衡量,结果表明海上风电有功出力服从Gamma分布,沿海和内陆风电有功出力更接近Weibull分布。3类风电的有功波动最优拟合为含有尺度和位置参数的t分布。