基于能源互联网技术的电网分布式电源布置研究

电网分布式电源具有小模块化和分散化的特点,获取电源布置约束条件的难度较大,导致不同负荷条件下电网线路损耗较高。提出基于能源互联网技术的电网分布式电源布置研究方法。分析能源互联网技术,并将其应用在电源布置中,获取约束条件;利用约束条件建立电源布置目标函数,优化安装位置优化目标函数、分布式电源优化目标函数、储能系统经济运行容量优化函数等子函数,完成电网分布式电源的布置。实验表明：低负荷或高负荷条件下,所提方法的电网网络线路损耗均最低,分布式电源布置后节点电压的使用效率最高,验证了该方法的有效性强、实用性高。     

低压供电系统无功补偿技术研究

正电能是社会经济发展的重要能源,工业的发展必然带来用电量的增加。随着我国经济的快速发展,用电量逐年增长并势头强劲,供电网络的发展速度与负荷快速增加的矛盾越来越突出,电能在电网中的传输损耗也越来越大,电能利用率随之降低,这与国家能源政策和绿色发展理念背道而驰,因此降低供电网络损耗,提高供电效率成为亟待解决的问题。功率因数低是电能损耗的根源,无功补偿能够提高功率因数,有效减小供电线路的电流,进而降低供电线路网损,从根本上解决负荷增加引起的能耗相应增加的问题,对于提高供电效率和电能利用率、构建节能型社会具有重要的现实意义。     

微网中储能系统的能量管控方法

微网利用光伏、风机等可再生能源发电(renewable energy source of electricity,RES-E)并与能量存储系统配合向本地负荷供电,可以减小能量传输损耗以及大电网扰动的影响。然而,微网中的可再生能源分布式电源出力与负荷逆向分布,如何利用储能元件实现能源就地高效利用、避免大量过剩功率入网是当前微网发展重点之一。针对这一问题,该文提出一种可变阈值的自动适应控制方法,采用自适应智能技术控制储能元件的即时充放电功率,提高电能分配效率,实现对于负荷的"削峰填谷"。文中利用现场测得的RES数据对提出的方法进行验证,结果表明与传统利用固定阈值和需要精确预测的方法相比提出的方法在不需要RES和负荷预测数据的情况下,可以更有效减小负荷峰值,得到更加平滑的负荷曲线,同时最大程度地利用本地RES能源。     

能源互联网下的新型配电网

随着世界能源消耗量的持续增长,化石能源短缺和环境恶化问题日趋严重。开发利用新能源,优化现有能源结构是解决此类问题的有效途径。大量可再生能源能够以分布式电源的形式与配电网相连,在满足当地负荷的前提下进行并网发电。然而,大量分布式电源的并网运行也使电网面临许多新的挑战,包括调度难度增加,电网短路容量增大,电能质量受到影响,等等。因此,只有当配电网能够实现多种不同类型能源的存储和控制时,智能电网的安全性和可靠性才能得到保障。未来,智能电网中大量可再生能源以分布式电源的形式投入使用,很多用户既是电能的消费者,     

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。     

广东电网可再生能源接纳能力研究

随着广东省可再生能源的不断发展,尤其是广东海上风电场规划的出台,可再生能源大规模接入将对电网造成严重影响,研究电网对可再生能源的接纳能力具有重要意义。概述了广东电网可再生能源发展现状及规划,通过详细分析可再生能源的出力特性、负荷特性以及电源的调峰能力以及综合考虑了旋转备用和联络线调节能力的影响,提出了基于可再生能源接入系统后电力平衡的可再生能源接纳能力计算方法。将该方法应用于广东电网2020年可再生能源接纳能力分析,得出接纳容量小于规划容量,根据对影响因素参数灵敏度分析,最后给出了广东电网最大限度接纳可再生能源的建议措施,可为电力系统电源规划、电网架结构建设以及运行调度提供参考。     

新型电力系统背景下配电网分布式光伏可接入容量研究

通过分析分布式光伏电源的发展条件、出力特征和配电网负荷特性,研究了分布式光伏电源出力与配电网负荷的相关关系。构建了分布式光伏可接入容量“347”评估体系对七类分布式光伏接入典型场景开展负荷调研,利用安全可靠性、电能质量、运行经济性三个维度指标量化评估模型分别对台区、线路、变电站、区域电网开展分布式电源接入容量评估。     

电网供电缺失环境下多园区有限电量优化调度策略

在大电网供电缺失环境下,孤岛型微电网由于自身电源容量的限制和可再生能源出力的不确定性,会出现供电量不足情况,制定合理的电能调度策略可提高用户用电经济性和用户满意度。因此,针对电网供电缺失环境下电量有限的情况,以进行电能共享的多园区为研究对象,对不同园区中不同类型负荷合理分配电量、调整负荷工作时间,以停电损失、储能配置成本及用户不满意度最小为目标,建立多园区有限电量优化调度模型。然后,采用基于精英策略的非支配排序遗传算法进行模型求解,对生成的Pareto解集利用模糊隶属度法筛选得到最优解。最后,以上海某区域多园区为例,通过方案对比验证了文章所提优化策略能够有效提高电能的利用率,同时降低停电损失和储能配置成本,提高用户满意度。     

风-光-沼可再生能源发电的电源有效接纳容量评估

为解决可再生能源发电存在间歇性问题,提出一种风-光-沼可再生能源发电的电源有效接纳容量评估方法。基于风-光-沼可再生能源发电系统结构特点,以成本经济性和供电可靠性为目标,以系统稳定性、电量供需均衡性及各微电源输出功率最大值为约束条件,建立电源有效接纳容量评估模型。采用改进粒子群的电源双层规划方法,求解电源有效接纳容量评估模型,通过自适应变异粒子群解决粒子群优化算法易陷入局部最优解情况。利用2个粒子群优化算法的交互迭代规划电源上下两层,求解最佳电源有效接纳容量。以L省某负荷中心为实验平台展开算例分析,结果表明:该方法具备风-光-沼可再生能源发电电源有效接纳容量评估可行性和有效性,通过协调控制可以保证负荷中心稳定运行。     

清洁低碳能源电网共享用电终端设备电能计量研究

清洁低碳能源电网可以降低电能传输损耗，但其电能谐波的冲击负荷易导致电能计量误差，直接影响供用电双方结算的准确性。提出一种清洁低碳能源电网共享用电终端设备电能计量方法。根据畸变信号简化电网信号模型，计算电能计量节点的电压和电流；简化电网模型，获取电网信号功率；基于傅里叶变换，分解原始电能信号，通过逆变换获取全新的电能信号，实现用电终端设备电能的计量。实验结果表明，研究方法应用下，当电能出现谐波时，计量的电流波动幅值误差仍不超过0.1 A，且电能计量结果为正弦波，其计量结果较准确；该方法计量过程耗时平均为1.473 ms，运行效率较高。实验结果证明了该方法抗谐波性能较优，实用性较强。     

考虑新能源出力不确定性的可用输电能力在线评估方法

准确、高效地在线计算新能源送出断面的可用输电能力(ATC)对于在维持系统安全稳定运行的前提下提高新能源消纳能力具有重要意义提出一种考虑新能源出力不确定性的ATC在线评估方法,在各新能源电厂出力区间概率的基础上进行概率潮流计算,获得关键输电断面的功率区间及其概率;评估断面功率区间故障后新能源机组脱网和受端负荷损失情况,获得运行风险;以收益与运行风险差值最大化为目标获得断面的ATC值。某实际电网算例验证了所提方法的有效性.     

计及灵活性承载度的电网评估与扩展规划方法

灵活性评估与规划已成为含高比例可再生能源电力系统运行的核心和关键。现有灵活性研究主要集中于灵活性供需匹配层面,忽略了电网线路传输承载能力对灵活性供需传输的影响。鉴于此,首先,分析线路层面的灵活性供需传输过程,建立电力系统灵活性供需传输模型。然后,提出灵活性承载度概念及度量指标。在此基础上,提出计及灵活性承载度的供需平衡评估方法,可阐明电网灵活性缺额成因,辨识系统薄弱环节。最后,提出基于灵活性评估的输电网两阶段扩展规划方法,并利用Garver-18节点系统验证有效性与合理性。算例表明:一方面,灵活性承载度指标可量化电网对灵活性供需的传输承载能力,更加符合电力系统实际;另一方面,所提规划方法可挖掘线路输送潜力,扩展线路灵活运行空间,有效提升电力系统灵活性。     

含抽蓄电站与新能源发电的柔性直流系统日前优化调度方法

多端柔性高压直流输电技术可实现大规模可再生能源发电的多点汇集送出,通过接入和调控抽水蓄能(以下简称"抽蓄")电站可进一步平抑可再生能源出力波动、匹配负荷侧需求.针对含新能源发电和抽蓄电站的多端柔性直流系统,采用生成场景集方法建立了考虑新能源发电出力不确定性的日前随机优化调度模型.该模型详细考虑了定速与可变速抽蓄机组运行约束和抽蓄电站库容约束,同时包含了计及柔性直流电网有功损耗的潮流约束.通过对柔性直流电网潮流约束二阶锥松弛,将所建立模型转换为以期望运行费用最小为目标的混合整数二阶锥规划问题,可求解获得日前优化调度方案.以中国张北柔性直流示范工程为例进行仿真分析,验证了所提方法的有效性.     

计及源网荷交互影响的区域电网热稳安全供电区间计算方法

新能源和负荷的不确定性与输电通道的潮流转移存在交互影响,区域电网供电能力呈现出强不确定性的特点。提出一种计及源网荷交互影响的区域电网热稳安全供电区间计算模型及其求解方法。采用安全供电区间来描述区域电网供电能力的分布范围,考虑新能源和负荷的不确定性,建立区域电网热稳安全供电区间的线性化模型。在输电通道安全运行约束中考虑可中断负荷参与调控的影响,挖掘区域电网的供电能力。实际电网的算例结果表明,不同源荷分布下的供电能力分布在一个较宽的范围,可中断负荷的分布和容量均对供电能力影响较大,验证了所提模型的正确性。     

基于随机潮流的高比例新能源接入配电网的极限线损分析

高比例新能源的接入使得配电网潮流具有波动性和不确定性,系统不确定性潮流将影响配电网极限线损准确计算。针对含高比例新能源的配电网,分析新能源出力及负荷的概率模型。结合对称采样无迹变换算法,建立计及新能源出力和负荷随机性的配电网极限线损模型。对基于随机变量相关性采样获得的样本点线损计算,经加权处理后得到配电网线损的概率特征。最后,以IEEE 69节点系统和某县配电网为例,选用蒙特卡洛模拟方法做对比,验证了该模型的可行性。     

基于非时序模型的新能源消纳能力评估方法

随着风电和光伏装机容量的快速增长,弃风和弃光问题日益突出,开展新能源消纳能力研究,建立消纳能力量化评估体系对电网调度的运行和控制工作有着重要的意义。文中提出了一种基于非时序分析模型的新能源消纳能力量化评估方法。该方法基于概率分析理论,首先利用阿基米德Copula函数构建了新能源理论出力的概率分布,通过负荷特性构建了系统新能源消纳空间的概率分布,进而得到了系统新能源弃电功率的概率分布。然后,再通过新能源弃电功率的概率分布计算得到新能源弃电率,评估系统的新能源消纳能力。最后,基于EPRI 36机组系统验证了所提方法的正确性和有效性,并分析了负荷、新能源装机容量、常规机组调峰率以及备用水平对弃电率的影响。     

协调大规模风电汇聚外送的储能配置优化规划

可再生能源富集中心与负荷中心分布上的不均衡,以及风电出力的反调峰特性,导致网络潮流对可再生能源高渗透率地区的大规模风电汇聚外送的约束日益凸显。结合风电汇集区及外送通道的布局特征,计及配置储能前后外送电通道利用率提升的影响,以储能系统配置净收益最大化为目标,建立协调大规模风电汇聚外送的电网侧储能优化配置混合整数线性规划模型,优化决策电网侧储能的选址定容及运行策略。算例分析表明,协调风电汇集区和外送通道空间分布优化规划电网侧储能,可提升外送通道的利用率,促进可再生能源消纳。     

可再生能源微网电源小信号稳定性分析

为了提高可再生能源微网电源的输出稳定性,进行电源输出小信号的稳定性测试和分析,提出基于匹配滤波和相关性检测的可再生能源微网电源小信号稳定性分析模型。采用匹配滤波检测器进行小信号检测,结合噪声抑制方法对小信号进行干扰抑制和自适应调节的预处理,通过相关性检测方法进行信号的输出稳定性检测,建立信号的高阶统计特征分析模型,再通过对小信号的高阶统计特征量提取结果进行信号的输出转换控制,结合输出均衡性控制和抗干扰性测试方法,进行电源小信号的稳定性分析和测试。仿真结果表明,采用该方法进行可再生能源微网电源小信号测试的稳定性较好,检测准确度较高,提高了电源的可靠性。     

基于有效出力曲线的最大风光装机容量评估

在可再生能源占比高的电网中,可再生能源的波动性和间歇性给电网带来较多不确定因素,增加了电网规划的难度。在中长期规划中,为确保电网可以承受并消纳持续增加的可再生能源,需要对电网的最大可再生能源装机容量进行评估。为此,提出一种基于全年同一时刻有效出力的风光消纳能力评估方法,以中长期规划为出发点,从调度层面计算电网最大风光装机容量。利用历史风光出力数据得出具有该地区特征的风光有效出力,并以此建立风光消纳最大化模型。采用某地区电网数据对模型进行验证,结果表明该模型在全年尺度上具有适应性,可准确反映电网消纳风光的能力。