有待用风电机组且传输受限电网的源网协调调度方法

随着大规模风电场的建设和并网,电源(风电)与电网之间的尖锐矛盾逐渐显现。一些电网由于输电能力的限制,导致部分新建机组不能并网或已投运风电机组弃风,这种电网被定义为有待用风电机组且传输能力受限的电网。对于电网调度员来说,只有入网风电机组的装机容量是可调度的。由于风电的波动特性,即使知道用于传输风电的电网传输空间,也难以决定应该接入多少风电机组以充分利用电网传输空间。文中通过对风电波动特性的分析,提出了源网协调调度方法。该方法可在保证电网安全的条件下,最大限度地利用电网用于传输风电的空间,以提高电网和风能利用率。     

考虑惯性动能的风电场旋转备用容量优化方法

并网风电场主动参与旋转备用控制,已成为调度部门和风电场运营商面临的新挑战。将变速风电机组的转子惯性动能纳入到风电场旋转备用容量范畴,从而最大限度地利用转子惯性动能参与电网频率调节或紧急备用;并根据风电场实际运行场景,提出了备用优化运行模式与调度优化运行模式及其对应的优化模型。实际算例分析表明,相比于传统备用方法,所提出的方法可在备用优化运行模式下使风电场弃风量最小,给风电场商带来较为可观的经济利益;可在调度优化运行模式下向电网提供最大的旋转备用容量,更加有利于电网稳定运行。     

分时电价引导电解铝负荷参与百色区域电网调峰研究

随着并网风电装机容量越来越大,现有的调度模式难以应对风电出力的随机性,为提高区域电网调峰和消纳风电的能力,提出利用分时电价引导电解铝负荷参与火力发电机组调峰的联合优化调度模型,模型以系统总的发电成本最小为目标,以区域电网运行数据为算例进行仿真验证,结果表明所提模型能够提高系统运行经济性和风电消纳能力。     

兼顾风电接纳与风电商利益的风电装机容量分层优化

合理的装机容量是减少弃风、优化电力系统运行、减少风电商损失的有效方法。风电场装机容量的确定主要受电网对风电接纳能力、风电场风资源状况和风电商运营方式的影响。提出采用多目标分层优化决策方法求解风电场合理的装机容量。第一层以电力系统环境经济调度为目标,充分发挥风电的节能减排效应,计算分析不同典型日负荷下的风电接纳能力,获得多条风电接纳水平曲线;第二层以第一层电网最佳风电接纳水平为基础,根据风电场随机模拟风速时序曲线,以风电场弃风电量与欠风电量期望最小为目标,兼顾风电场商的期望利益,建立随机机会约束规划模型评估风电场最佳装机容量。仿真算例验证了所提优化模型的有效性与合理性。     

江西大型风电场动态稳定研究

风电机组在并网运行中会经受各种各样的扰动,风电机组承受扰动的能力是风电机组的重要特性之一,风电场装机容量越大,其并网运行对电网将造成的影响越明显。以江西电网为背景,以装机容量250 MW采用永磁直驱风机的钓鱼台风电场为算例,从电网发生大扰动故障以及风速变化扰动两个方面对系统进行动态稳定仿真。研究结果表明,系统发生短路故障后能够恢复到稳定运行状态;在风速变化扰动下风电场能够保证并网点电压波动满足规程的要求。     

大型风电机组限功率运行特性分析及其优化调度

近年来大量风电场的并网给电网安全运行带来困难,为此电网调度部门对所辖风电场提出了严格的限发要求。变速风电机组需要从传统的最大风能利用运行模式向限功率运行模式转变,由于风力机功率特性具有强非线性,运行模式的改变对风电机组以及风电场的控制策略提出了更高的设计要求。提出了一种考虑风电机组限功率运行状态优化的风电场功率调度策略。首先,基于小扰动分析方法分析了限功率运行下风电机组非线性模型的稳定特性;然后,提出了一种限功率运行状态评价指标;接下来,建立了风电场功率调度多目标优化模型,并基于遗传算法设计了求解策略。最后,结合实际算例验证了所提调度策略的有效性。     

考虑经济约束的西部山区风电接纳能力研究

定量分析了风电并网引起的风电场和电网的成本效益和环境效益。以经济性最优为目标,计及盈利能力约束和电网安全运行约束,建立了风电最佳接纳能力优化模型,并采用微分进化算法对模型进行了求解。在RTS79算例中,采用所提规划方法和传统考虑技术因素的风电并网规划方法进行了对比分析,结果表明采用所提方法求得的风电接纳能力较小,经济性较好,证明了所提方法的有效性和实用性。     

基于可消纳域的高渗透风电并网调度容量研究

近年来并网风电呈现"大规模、高渗透"的特性,严重削弱了电网调度对风电功率的控制能力,常出现火电调节能力不足、风电外送受限而导致的严重弃风现象。针对此类问题,提出风电可消纳域概念,从电网调节等效负荷波动能力和网络传输能力2方面对其进行分析。在此基础上结合风电功率波动特性分析,建立了基于可消纳域的风电最优并网功率模型,以火电机组发电成本、火电机组调节裕度和传输通道剩余空间为目标函数,确定当前网架结构下的风电最优并网功率,并对风电出力能力进行分析,进而确定风电调度容量。应用CPLEX软件对模型进行求解,算例系统取东北某区域电网,通过定义风电调度评价指标,与常规调度方案进行对比,并对风电可消纳域的利用率进行评价,验证了文中所提协调调度方案的可行性与有效性。     

计及接纳风电能力的电网调度模型

当电网接入一定规模的风电时,为追求风电高效利用会使电网调度更加复杂。针对风电接入电网时调度面临煤耗量与风电高效利用之间的矛盾问题,将风电能够为电网节约的煤耗量作为风电价值的量度,构建计及接纳风电能力的电网调度决策模型,以确定风电允许的波动范围,使调度中的煤耗量和电网接纳风电的能力得到有效协调。通过烟台电网算例验证说明,该方法对计及不确定型可再生电源的电网调度是有效的,符合节能发电调度的理念。     

基于混合整数线性规划的风电场有功优化调度

大规模风电并网背景下,风电场的有功优化调度对调度控制和电网安全运行至关重要。在风电场风速分布和风电功率有效评估的基础上,以风电机组的出力以及开停机状态为决策变量,考虑风电场弃风以及机组启停,建立了以风电场运行成本最低为目标的风电场优化调度模型。提出了风能利用系数的分段线性化方法,进而建立了基于混合整数线性规划的风电场优化调度模型。实际风电场的算例分析表明,该调度模型可在满足调度部门指令需求的前提下,给出风电场内最优的机组启停计划和出力安排,有效减少弃风及启停次数,降低风电场运行成本。     

基于t Location-Scale分布的风电功率概率预测研究

风电功率特有的随机波动性,导致风电功率点预测方法的预测精度不高,增加了风电并网的难度,致使风电场弃风现象严重。基于风电功率点预测的基础上,风电功率概率预测可以预测出风电功率的波动范围,为电力系统的安全运行以及电网调度运行给出不确定信息和可靠性评估依据。提出了一种基于t location- scale分布的风电功率概率预测方法,即采用t location-scale函数来描述风电功率预测误差概率分布,并以此建立误差分布,基于已建立的误差分布可以进行概率预测。并引进了覆盖率和平均带宽来评价预测区间的优劣程度。利用吉林省西部某风电场历史数据验证了该方法的可靠性。     

风速廓线在风电场功率预报中的应用

通过分析我国内陆河北省张北县和吉林地区风电场内的风速廓线变化特性发现,各高度间风速的差异分布大体相同:各高度间风速差异由夜间到白天逐渐缩小,在中午达到最小,由白天到夜间逐渐增大,并且在各个阶段又相对稳定,即在日出后由地面向上的热量输送逐渐增强,湍流加强,各层间的风速差异减少,并迅速趋于稳定,直至日落湍流减弱。各层间的风速差异迅速增大,并趋于稳定。这一规律的发现对解释涡轮高度不同时间、相同风速条件下风机出力不同及风电功率建模有重要意义。     

黑龙江省大力发展风力发电的探讨

风力发电是一种利用风能资源发电,节约煤炭、石油等不可再生能源,保护环境的最新能源解决方案。针对世界和我国风能资源的分布及风电建设情况进行了研究和探索,结合黑龙江省的风力资源特点及黑龙江省的人文地理实际,提出了要在黑龙江省大力发展风电产业。并对当前风电发展过程中遇到的困难提出了建设性的意见和解决办法。     

风力发电机组的有功控制研究

阐述了随着风力发电技术的迅速发展,以风能为基础的风力发电在全球的应用越来越广泛,风力发电在电力能源中所占的比例也越来越高。提出了由于风能的随机性和偶然性,使风力发电并网运行时产生很多技术问题,如有功调节能力差、电能质量差等,这些已成为制约风力发电大规模发展的主要问题。因此,研究含双馈风力发电机组的有功-频率调节对风电大规模利用具有非常重要的现实意义。以IEEE-9节点为例,介绍了双馈风电机风能捕获原理,提出风力发电机的有功调节-调频控制策略,并通过仿真验证了控制策略的有效性。     

基于学习曲线的中国风力发电成本发展趋势分析

介绍了世界风力发电产业的发展,以及中国风力发电装机容量和发电成本的发展,运用学习曲线模型分析中国风力发电成本的发展趋势。比较分析了在采用恒定学习率和分阶段不同学习率情况下风力发电成本的趋势图。最后认为,预测风力发电在2020年可以与煤电成本相竞争。     

风电场功率分配算法

在风电出力受限时,调度需要考虑多个风电场出力叠加所带来的平滑效应,优化功率分配。根据风电场是否具备风电功率预测系统建立了5种不同的风电场功率分配算法模型,以单个区域中的多个风电场的未来1 h功率预测数据来计算5种算法下所有风电场的总出力及相应的损失电量。结果表明,考虑预测的算法所得到的风电场出力情况与风力发电限值最为接近,且损失电量最少,明显优于不考虑预测条件下的算法。通过研究这5种算法也为风力发电的调度提供优化方案。     

基于风资源评估的风电机组设计风速分析

以新疆某风区的地形、风资源情况为研究对象,分析其历史风资源基础数据。通过计算、分析风能密度、风向频率及风能密度的方向分布、风速年变化、湍流强度、年发电量等主要参数,优化和确定有利于该地区的风力机设计风速和功率。通过例证分析了尾流的影响,指出进行风力发电机组选型和配置时应注意的问题。     

广东风电发展及接入系统存在问题分析

在介绍广东省风力资源及风力发电发展前景的基础上,分析了规模风电并网对电网的影响、不同规模风电场接入系统时需考虑的一些因素,并结合具体案例,重点比较3种不同方案的电压等级接入系统的投资和费用,对规模风电接入系统电压等级的选择提出合理化建议。     

我国海上风电发展的若干问题初探

国外的近海风电场建设已进入大规模发展阶段,我国的海上风电场建设也已启动。介绍了国内外海上风电发展的概况,对海上风电技术和海上风电场投资进行了分析,探讨了我国发展海上风电所面临的一些问题以及应采取的相应对策。     

考虑多种储能的数据中心综合能源系统配置优化

数据中心是中国数字化发展的关键基础设施,如何通过配置多种储能设施以降低数据中心综合用能成本亟须研究。对数据中心采用的储能技术路径进行了效益分析,考虑了数据中心综合能源系统配置优化及能源系统运行策略。以北京某数据中心为例,进行算例分析,结果表明数据中心优化配置应急与调峰储能及系统运行策略对数据中心提高能源供应可靠性、降低运行成本具有积极作用。