消纳大规模风电的多时间尺度协调的有功调度系统设计

大规模风电的接入对电网调度模式和技术提出了重大挑战.通过分析风电预测精度随时间尺度逐级提高的特性和有功调度的固有特点,提出了多时间尺度协调的有功调度模式及其关键技术.这种调度模式是基于"多级协调、逐级细化"的思路,将上一级遗留的偏差由下一级来修正.文中首先介绍了该系统的整体构架和总体思路;然后,分析了发电态势分析的几个...     

含风电电力系统的多时间尺度模糊机会约束动态经济调度模型

风电出力的模糊不确定性增加了调度决策的难度。将风电和负荷预测值用模糊参数表示,基于可信性理论,将传统确定性系统约束转化成模糊机会约束。由于风电和负荷预测精度具有随预测时间尺度的缩短而提高的特点,因此,将模糊置信度设置为递增向量,以反映预测精度的变化。建立多时间尺度下含多模糊参数的模糊机会约束动态经济调度模型。多时间尺度调度分为日前24 h计划、日内4 h滚动计划、实时15 min计划和自动发电控制(automatic generation control,AGC)。各时间级的调度计划协调配合,兼顾经济性与可靠性。根据风电及负荷的最新预测信息,滚动修正原有发电计划,逐级消纳预测偏差量。算例采用山西某实际风电场数据,验证了上述模型能够有效降低风电及负荷预测不确定性的影响,减轻调度人员及AGC机组的调节压力。     

考虑多时间尺度灵活性的含大规模风电电力系统机组组合研究

考虑机组多时间尺度启停约束,建立系统多时间尺度灵活性供给模型;考虑风电预测误差分布时变性,建立多时间尺度灵活性需求分析模型;基于混合整数线性规划方法,提出考虑多时间尺度灵活性的含大规模风电电力系统机组组合模型。模型能够充分反映含大规模风电电力系统多时间尺度灵活性供需平衡关系,在保证灵活性和安全性的前提下,提高运行经济性。通过混合整数线性规划建模能降低模型计算复杂性,为大规模系统的应用提供基础。     

大规模风电接入电网多目标电源的协调控制

针对负荷、风电出力波动规律和电网不同时间尺度安全运行目标,采用多时间尺度、多电源、多控制目标的协调控制策略,提出了基于大规模风电消纳的协调控制技术,构建了区域电网内风电功率与常规电源的协调控制系统。利用该协调控制系统,在有功控制方面解决了未来7d、日前、日内风电有功出力和燃煤火电机组的协调控制问题,在无功控制方面解决了考虑风电功率分布规律的无功补偿容量优化的决策问题。     

风光储协同调度的多时间尺度决策方法

大规模可再生能源的接入给电网调度带来重大挑战,而电动汽车充电与风电、光伏发电等可再生能源之间潜在的协同性为电网更多的接纳可再生能源提供了一种可行途径。通过优化地区电网电动汽车充电站的充电计划,在满足电动汽车能源需求的前提下,能够平滑电网等效负荷波动、减轻火电机组调峰压力,进一步提高消纳可再生能源的能力。且日前计划、滚动计划、实时调度的多时间尺度协同调度决策模型的建立,能够逐级消减风电、光伏等可再生能源预测误差的影响,进一步改善等效负荷的负荷特性。最后给出了以某地区电网的实际数据为基础的应用实例,证明模型的有效性。     

计及源荷不确定性的多时间尺度滚动调度计划模型与方法

考虑风电和负荷预测偏差随时间尺度变化的规律以及分时电价条件下负荷响应偏差,综合表述系统运行的不确定性因素及其影响,提出了一种基于偏差预控的负荷调度模式。为实现风电、慢机、快机以及价格型和激励型需求响应在不同时间尺度上逐级协调优化的潜力,构建了"日前-日内-实时"多时间尺度滚动调度计划模型。算例结果验证了决策模型与求解的有效性,并进一步分析了不确定性因素对调度计划的影响以及多时间尺度经济运行域滚动决策的效果。提高不确定因素的预测精度以提升系统整体运行水平的同时,应充分考虑不确定性偏差随时间尺度的变化规律和不同类型资源的互补特征。在系统可靠运行的前提下,可根据系统运行不确定因素的偏差大小同步滚动生成不同时间尺度的经济运行域,进一步增强系统运行的经济性。     

大规模风电并网下的电力系统调度决策研究

风电功率预测对电力系统的功率平衡和经济调度意义重大。介绍了风电场输出功率的预测方法及影响因素,给出了含风电场的电力系统经济调度模型及相关求解方法,并研究了预测与机组组合滚动优化的配合机制以及储能、电动汽车等多种资源与风电协调互补等问题。指出储能、电动汽车等可调度资源能够有效平抑风电等可再生能源的间歇性和波动性,是实现消纳大规模风电、节能减排、保障电网安全稳定的有效途径。     

基于灵活性裕度的含风电电力系统源荷储协调滚动调度

新能源渗透率提高增加了电力系统调度运行难度,电力系统灵活性不足严重影响了新能源消纳和电网安全运行。从灵活性资源出力特性和灵活性供给能力角度入手,基于电力系统灵活性裕度指标,以最大抽蓄调峰效益、最大风电消纳电量、最小机组运行成本和最小可中断负荷调用成本为目标,计及电力系统运行约束,建立源荷储多种灵活性资源统一协调滚动调度模型。基于协调调度思想,优化日前每个调度时段各灵活性资源出力,然后利用日内超短期风电预测数据,滚动修正各灵活性资源出力状态。最后通过算例验证了模型及其调度方法的有效性和可行性。     

消纳大规模风电的在线滚动调度策略与模型

提出了能有效提高电网消纳风电等间歇式能源能力的发电计划在线滚动修正策略,并给出了其与日前计划优化的关系。同时,给出了相应的优化调度模型。基于拉格朗日对偶松弛法的框架,将原优化问题转换为拉格朗日对偶优化问题的主问题和子问题两部分。然后,基于模型凸规划的特点,提出了子问题的逆向递推的改进动态优化算法。该算法具有多项式复杂度...     

电量协调与成本控制的日内滚动发电计划

由于日前风电预测存在较大误差,采用日内滚动发电计划消纳风电波动性已成为业内的共识。然而,在我国现行的"三公"调度模式下,日内滚动发电计划须考虑电量完成进度的滚动协调和风电消纳成本的控制。为此,提出了日内滚动发电计划的2种实现模式,即电量完成进度滚动协调模式和风电消纳成本控制模式。针对电量完成进度滚动协调模式,提出了目标电量日内滚动计算模型,滚动修正剩余时段机组目标电量,并以该目标电量为约束实现机组电量完成进度的滚动协调,提升了发电调度的公平性。针对风电消纳成本控制模式,在调度模型中增加了风电消纳成本控制的约束条件,以决策可接受消纳成本下的弃风电量,在出现概率较大的风电波动区间内,以合理成本消纳风电。文章建立了统一的全景日内滚动发电计划模型,能够在跟踪日前计划的基础上,通过约束条件的选择,分别适应2种模式下滚动发电计划的编制。算例分析表明,提出的模型与方法能够满足2种模式所期望的目标,实现公平与成本控制的风电消纳。     

风电场并网联络线重合闸的合理配合方式

110 kV双端电源联络线的小电源侧保护重合闸通常采用"检同期"方式.然而当故障发生在风电场并网联络线时,风电场侧保护重合闸如采用"检同期"方式往往难以动作成功.针对该问题,文中根据双馈风电机组的控制原理,结合电网故障录渡波形,剖析了风电场侧保护重合闸采用"检同期"方式难以动作成功的原因.在此基础上,提出了风电场并网联络线重合闸的合理配合方式,并应用于现场,有效提高了风电场并网联络线的供电可靠性.     

用于风力发电仿真的多时间尺度风速建模方法

建立多时间尺度的风速模型,其目标是模拟风电机组的出力特性,建立有效的风电场稳态和暂态模型,利用仿真分析风电场接入后电力系统的运行状态,对研究含风电的电力系统动态过程和中长期经济调度问题具有非常重要的意义。采用分段线性化方法和基于夹角距离的相似度匹配进行风速的同类趋势聚合,利用聚合数据构建径向基函数神经网络拟合风速趋势,并在此基础上结合风速集合量化概率分布和趋势变化2个约束,对概率分布函数生成的随机风速序列按照趋势的最小偏度进行重构,建立符合真实变化规律的风速模型。算例基于一组实测数据建立了同趋势的随机风速模型,从变化曲线和功率谱密度曲线对真实风速序列和模拟的随机风速序列进行了分析对比。实验结果证明,与传统的建模方法相比,建立的模型既能够反映风速的长期趋势特征,又保留了风速变化的动态特性,显著提升了风速模型的多样性与真实性。     

大量风电电源接入对海南电网频率稳定的影响

风力发电的随机性和难以预测性,致使大量风电电源的接入将严重影响海南电网的频率稳定性。介绍了海南省风能资源概况及风电发展规划,以及运行及规划中的风电机组参数和电网运行频率的要求。针对孤网枯水期小运行方式,分析了风力发电机组不同频率保护定值及低电压穿越能力对系统频率稳定性的影响,给出了电网对风电场运行的频率保护及低电压穿越能力的要求。     

考虑大规模风电接入的电力规划研究

由于风电出力的不确定性、反调峰性和风电场选址的限制等问题,大规模风电并网后要求电力系统留有更多的备用电源和调峰电源,且电网结构薄弱远距离输送能力有限,使得多数风电场出力无法被消纳,对系统的稳定运行、电源规划和电网规划等方面造成了很大的负面影响,阻碍了风电的规模化应用。分析了大规模风电接入对系统可靠性、系统备用以及运营成本等带来的挑战,从电力规划角度回顾和评述了国内外风电接入系统在电源规划、电网规划以及电源电网协调规划等领域的研究进展和研究现状,明确了该领域的研究重点和研究方向。     

机组间偏航和有功功率综合协调的海上风电场增效方法

以海上风电场风向和风速较稳定,尾流效应对风电场功率影响明显为背景,综合协调机组间偏航角、有功功率,改善机组间气动耦合,提高各机组有功功率之和。给出了考虑偏航的尾流模型,克服了经典尾流模型边界处不连续导致风电场功率优化困难的问题。然后建立以机组偏航角和诱导因子为调节手段的风电场有功功率优化模型。继而,基于尾流传播路径,对机组进行分群,将风电场整场优化问题转化为各群内部优化问题,减少优化对象数,降低问题规模。重点结合在线仿真和机器学习技术,提出各群内部功率优化问题求解方法。最后将优化结果整定为机组参考有功功率和参考偏航角,各机组据此运行。该方案计算开销小,无需额外增加风电场控制系统计算资源,对通信环境无特殊要求,同时,仿真结果表明,提出的方案能有效提升海上风电场有功功率,提高风电场经济效益。     

风速缺失情况下风电场功率调度分析

为了得到最优风电场功率调度方案,必须掌握任意时刻各风机风速输入值,进而得出各风机出力大小。当风速测量仪出现故障而不能正常工作时,风电机组风速数据将出现错误或缺失。建立线性回归方程,找出每台机组间输入风速的联系便可得到缺失的风速值。当风场发生"空转弃风"时,电网管理部门下达限电指令,风电场输出指定规模的有功、无功功率。将风场内所有双馈异步发电机损耗最低为目标函数,确定有功、无功调度方案。运用MATLAB软件建立风场模型,仿真结果验证了调度模型的可行性。     

考虑网内外功率特性的含风场电网日内发电需求滚动预测

由于自然风力、风向的不确定,大规模风场并网运行使得电网和风电调度的难度增大,在最大功率跟踪模式下,更加准确地预测发电出力是重要课题。考虑风场传统日前负荷预测时间尺度较大导致风场实时调度困难的实际,提出了一种在基于日内风场出力的发电需求滚动预测方法,以多级时间尺度为预测依据,建立了考虑风电接入的理想发电需求预测模型,提出了该模型下的滚动预测算法,并结合实际风场数据进行了实际预测,结果表明,提出的预测方法、模型和算法能明显提高发电需求预测精度,为大型风场的科学调度提供了决策依据,具有一定理论价值和工程应用价值。