储能设备对孤立风力发电系统的影响

采用序贯蒙特卡罗法对含有储能设备的风/柴孤立发电系统进行充裕度评估。针对样例系统,在发电系统强迫停运率、储能设备容量以及峰值负荷取值不同的情况下,计算发电系统的充裕度指标;研究储能设备对孤立发电系统充裕度的影响,并对产生影响的原因进行分析。结果表明,加入储能设备可改善发电系统的充裕度,提高系统的供电可靠性水平,减少风力发电机组输出功率波动对系统的影响。分析方法和结果可为储能设备在风力发电系统中的应用和储能设备容量的选择等方面提供参考。     

电力市场中发电容量充裕性评估方法及保障机制

随着电力市场化改革的推进和可再生能源占比的提高,如何评估并保障系统发电容量充裕性成为确保电力可靠供应的重要问题。文中提出一种可以定量计算每台发电机组充裕容量和系统发电容量充裕度的方法,从而评估机组可靠性价值和系统发电容量充裕性水平。基于发电容量充裕性评估方法和边际成本定价原理,设计一种发电容量充裕性保障机制。容量电价根据年度峰值负荷期间运行的边际机组的投资成本确定,充分考虑机组实际发电能力及系统实际需求来核定补偿容量,从而帮助发电企业在计划投资回收期内回收固定成本,保障系统发电容量充裕性。算例仿真验证了所设计的机制的有效性和适应性。     

基于互转换Ornstein-Uhlenbeck过程的风速仿真模型及应用

准确的风速仿真是研究含风能发电系统的重要且基础步骤.为此,提出基于互转换Ornstein-Uhlenbeck过程的风速仿真模型,该模型可产生任意时间步长的仿真风速样本,将其与时序Monte Carlo模拟法结合,提出仿真时间步长可变的含风能发电系统充裕度评估方法.然后,采用某观测站的实测风速样本验证所提模型,结果表明,...     

计及负荷损失费用的含风电场发输电系统可靠性评估

风能具有随机性和间歇性的特点,风电场的存在会对电力系统可靠性产生一定的影响。对于含有风电场的发输电系统,通过合理地模拟风速和风电机组的出力情况,并采用时序蒙特卡罗模拟方法进行各类发电机组、输电设备的时序状态模拟;针对不同故障持续时间下单位负荷损失不尽相同的特点,充分考虑各类负荷的差异及故障持续时间,以系统发电成本和负荷损失费用之和最小为目标建立的优化调度模型更加符合电力市场环境下的实际情况。IEEE-RBTS测试系统的算例结果表明所建立的模型能够使负荷损失费用相对较小,而且风电机组对系统可靠性的贡献与其接入的风速区类型、容量、节点位置等具有密切关系,应当根据实际情况进行深入分析。     

计及负荷损失费用的含风电场发输电系统可靠性评估

风能具有随机性和间歇性的特点,风电场的存在会对电力系统可靠性产生一定的影响.对于含有风电场的发输电系统,通过合理地模拟风速和风电机组的出力情况,并采用时序蒙特卡罗模拟方法进行各类发电机组、输电设备的时序状态模拟;针对不同故障持续时间下单位负荷损失不尽相同的特点,充分考虑各类负荷的差异及故障持续时间,以系统发电成本和负荷损失费用之和最小为目标建立的优化调度模型更加符合电力市场环境下的实际情况.IEEE-RBTS测试系统的算例结果表明所建立的模型能够使负荷损失费用相对较小,而且风电机组对系统可靠性的贡献与其接入的风速区类型、容量、节点位置等具有密切关系,应当根据实际情况进行深入分析.     

基于概率风险评估的发电容量充裕度分析及其应用

发电容量充裕度分析是电力系统可靠性评估的重要组成部分。首先,阐述了基于概率风险评估的发电容量充裕度分析的模型、方法及其流程;之后,介绍了该方法在法国电力系统中的实际应用,并分析了截止到2016年法国发电容量充裕度水平;在此基础上,结合我国电力系统的实际情况,对上述方法进行改进,提出了采用多种评估模式进行仿真,并计及机组检修计划因素的发电容量充裕度评估方法;最后,以广东省电力系统为例,对改进的基于概率风险评估的发电容量充裕度分析方法进行实例验证,结果表明所提出的方法是可行、合理的。     

基于元件强迫停运率的互联系统可靠性指标灵敏度分析

电力系统通过互联可以实现发电容量的相互支援,提高了各独立系统的可靠性水平。分析了新增发电容量和区域之间联络线的强迫停运率(FOR)对互联系统各区域可靠性的影响,提出了基于元件强迫停运率的区域发电可靠性指标灵敏度表达式：首先从理论上推导了互联系统多区域发电可靠性对于发电机组和联络线强迫停运率的灵敏度解析式,并分析机组和联络线FOR的不确定性对区域可靠性指标方差的影响;在此基础上根据区域备用容量变化与机组及联络线FOR变化之间的相互独立性,对互联系统指数解析模型进行修正。此模型可计及新增发电机组和区域之间联络线FOR变化,快速准确计算变化后的可靠性水平,并能够根据灵敏度的大小判断对系统可靠性影响较大的关键环节和薄弱环节,计算结果表明了修正指数解析模型的有效性。     

基于元件强迫停运率的互联系统可靠性指标灵敏度分析

电力系统通过互联可以实现发电容量的相互支援,提高了各独立系统的可靠性水平.分析了新增发电容量和区域之间联络线的强迫停运率(FOR)对互联系统各区域可靠性的影响,提出了基于元件强迫停运率的区域发电可靠性指标灵敏度表达式:首先从理论上推导了互联系统多区域发电可靠性对于发电机组和联络线强迫停运率的灵敏度解析式,并分析机组和联络线FOR的不确定性对区域可靠性指标方差的影响;在此基础上根据区域备用容量变化与机组及联络线FOR变化之间的相互独立性,对互联系统指数解析模型进行修正.此模型可计及新增发电机组和区域之间联络线FOR变化,快速准确计算变化后的可靠性水平,并能够根据灵敏度的大小判断对系统可靠性影响较大的关键环节和薄弱环节,计算结果表明了修正指数解析模型的有效性.     

基于时序负荷的独立电网风/柴/储电源系统容量优化

为了提高独立电网运行的经济性,提出一种独立电网中风电机组、储能装置和柴油发电机组等电源装置容量的优化配置算法。利用时序风速、负荷曲线,结合独立电网可能的运行模式及控制策略,在已知风电机组额定容量的前提下,确定储能装置及柴油发电机组的最优容量配置。分析混合发电系统年度供电成本随风电机组额定容量的变化规律,以供电成本最低为目标函数,求解风电机组最优容量以及相应的储能装置和柴油发电机组的容量配置。算例分析结果表明,该方法能有效提高含风能和储能装置的独立电网的经济性,降低供电成本,证明了方法的正确性和有效性。     

运用成本效益分析的风/柴/储能系统规划方法

提出了一种基于成本效益分析的风/柴/储能系统规划方法.该方法采用蒙特卡罗仿真计算风/柴/储能系统的可靠性指标,通过保持该系统的供电可靠性在某一水平下,用风力发电机(wind turbine generator,WTG)和储能系统来扩张系统容量以满足负荷增长,同时在考虑风电运行约束、风力资源、燃料价格以及相关设备安装和维护费用的前提下,运用成本效益分析找出风力发电机安装容量和能量储存容量的最优组合.实例系统仿真结果表明,该方法合理、有效.     

风能大规模利用对电力系统可靠性的影响

风是一种非常易变的能源,其表现与其它形式的能源有很大不同。该文使用时序蒙特卡洛模拟法,提出一种含风能电力系统发电容量充裕度评估的方法,使用一个有代表性的可靠性测试系统(reliability test system,RBTS)阐述了该方法,此系统既含有常规发电机组也含有风能转换系统(wind energy conversion system,WECS)。对含有一个风场和多个风场混合系统的可靠性进行分析计算,结果表明,风能利用具有很大的可靠性效益,使用所提方法,可以量化这些效益。     

考虑风光储协调运行的可靠性评估

风光储联合发电系统并网后必须采取策略与系统之间实现协调调度与运行才可在保证可靠性的前提下最大化利用可再生能源,但现有的可靠性评估中还缺少对大规模风光储联合发电系统协调运行的考虑。针对此问题,基于序贯蒙特卡罗仿真方法,建立了风电、光伏和储能系统的发电可靠性评估模型,并提出了新的协调调度策略。模型综合考虑了风速、太阳光辐照度、环境温度以及2种新能源发电技术的能量变换特性和储能系统的充放电约束等因素。这些模型被应用到IEEE RTS79中,通过在Matlab中编制程序进行仿真计算,考察不同的协调运行策略、联合发电系统容量配置以及储能特性对于系统裕度的影响。评估结果可为联合发电系统并网规划与设计提供参考。     

基于序贯蒙特卡洛法的风／柴／储能发电系统充裕度评估

边远地区采用风／柴／储能发电向负荷供电,可保证供电可靠性、节省柴油燃料和保护当地的生态环境。采用已测量到的风速历史数据,建立风速时间序列模型,进行风速模拟预测,并计算风电机组的输出功率。应用序贯MonteCarlo模拟法,在考虑机组随机故障的情况下,建立发电机充裕度评估模型。针对样例系统,定量分析了系统各种配置参数变化对发电系统充裕度的影响。评估结果可为风／柴／储能发电系统可靠运行和储能设备配置提供依据。     

电池储能技术在风电系统调峰优化中的应用

针对现有常规机组调峰容量难以满足系统调峰需求的问题,提出了一种基于电池储能的风电系统调峰优化模型。该模型通过对风电储能系统和常规火电机组的运行施加约束条件,使得电池储能系统的运行状况能够及时得到调整,从而实现电池储能参与风电系统调峰和优化调度的目标。通过实际算例对比了电池储能系统在参与风电系统调峰前后弃风现象、调峰容量和日负荷峰谷差的变化。仿真计算结果表明,该方法可以有效提高大规模风电并网后的系统调峰,使系统接纳更多的风电,避免弃风导致的资源浪费,提高了整个系统的经济性和稳定性。     

风力发电为主导的孤立发电系统可靠性评估

针对内蒙古的特定情况,采用以风力发电为主导的小型孤立发电系统提供电能,可保证供电可靠性、节省柴油燃料和保护当地的生态环境。本文所述的小型孤立发电系统以风/柴/储能联合发电的形式提供电能。文章采用序贯Monte-Carlo模拟法实现风/柴/储能发电系统的可靠性评估。根据风电场的风速历史数据,建立风电场的风速时间序列模型。由风速时间序列计算风力发电机的输出功率。在考虑机组随机故障的情况下,由发电机和负荷模型得到蓄电池的时间序列模型。针对样例系统,量化评估了仿真样本容量、蓄电池容量、蓄电池充放电率和风力发电机额定功率等,一些因素对风/柴/储能发电系统可靠性的影响。仿真结果可为风/柴/储能发电系统可靠运行提供依据,为政府及电力部门推广风/柴/储能联合发电向偏远地区供电提供依据。     

基于风机调频特性的储能配置方法及协调运行策略

针对大规模风电机组(wind turbine,WT)接入电网,导致电网惯量响应能力和调频备用容量不足,进而造成电网频率稳定性下降的问题,文章提出一种风储系统与等容量同步发电机等惯量响应能力的储能(energy storage,ES)配置方法。方法旨在实现WT取代同步发电机接入电网前后,电网惯量响应能力和调频能力不变。并在此基础上,根据WT在不同风速下,具有不同的调频能力这一特性,文章进一步提出了风储协调控制策略,该策略既能在低风速下提供惯量响应支持,又能在中风速下辅助WT转速恢复,避免频率二次跌落。仿真结果表明,仅配置风电场额定功率5%的容量,既可补偿电网惯量响应能力,又能满足WT转速恢复所需功率,大大提升了电网频率运行稳定性。     

抑制风电并网影响的储能系统调峰控制策略设计

大规模风电并网引发调峰问题的本质原因在于风电出力具有不可控性,电池储能系统能够实现对电能的吞吐而被认为是控制风电出力、提高电网接纳风电能力的有效手段。针对风电出力反调峰特性导致系统调峰容量不足的情况,分析了大规模风电接入对负荷低谷时段常规机组出力计划制定的影响机制和储能系统对提高电力系统调峰容量的调控机制,设计了含动作死区参与负荷低谷时段调峰的电池储能系统控制策略。算例分析表明,所设计电池储能系统控制策略可有效减少因风电接入所引发的火电机组启停调峰次数,大大提高电网运行的经济性。     

风电场及储能装置对发输电系统可靠性的影响

随着风电渗透率的逐步增大,针对风电功率的随机性和间隙性,建立了考虑风速时序性和自相关性的自回归–滑动平均风速预测模型,并结合储能装置在电力系统中的应用情况,采用序贯蒙特卡罗仿真方法,分析评估了风电场、储能装置及燃气轮机备用容量对发输电系统可靠性的影响。将风机和储能装置接入IEEE-RTS79系统进行仿真,综合考虑常规机组的强迫停运率、输电元件的故障率、输电网络线路过负荷等因素,仿真结果表明采用该模型和方法能够量化各种因素对发输电组合系统可靠性的影响。