风光发电功率与用电负荷预测方法综述

风光发电功率与用电负荷预测是保障电力系统安全稳定运行的重要工作.随着新能源渗透率与需求响应负荷的不断增加,电力系统源荷两端的不确定性均日益增强,不仅为预测工作带来了新的挑战,也对预测精度提出了更高的要求.当前关于风、光、荷预测的综述论文主要集中在单一对象,少数同时涉及上述两到三个对象,但仅在文章中对不同对象的预测方法分...     

基于鲁棒DEA的新能源电力系统投入产出效率评价研究

针对可再生能源发电大规模接入后的新能源电力系统在规划建设过程中的经济性分析和评价问题,文章提出了基于新能源电网投资与运行收益间非线性关系模型的投入产出效率评价模型,为新能源电力系统建设和投资规划提供有效准确的经济性指导;研究了新能源电力系统中可再生能源发电输电线路、变配电设备等基础设施投入与运行经济效益之间的非线性关系,建立了基于DEA决策算法的产出效率评价模型;针对可再生能源发电波动、政策变化、全社会用电量、线损率、供电可靠率等不确定性对新能源电力系统建设投资收益的影响,建立了考虑综合不确定性的产出效率鲁棒评价模型。采用我国部分省级电网的新能源电力系统投入产出数据样本,对建立的鲁棒DEA投入产出效率评价模型进行仿真验证,结果表明,文章提出的新能源电网投入产出效率评价模型能够对电网的投入产出情况作出较为有效的评价。     

新能源接入电力系统的宽频振荡风险识别与抑制

电力系统振荡稳定性问题由来已久，随着新能源的高比例、大规模接入，因其不确定性、弱惯性特性及其与传统电力系统的交互作用，将给电力系统振荡问题带来新的挑战。该文提出一种基于模式谐振法的电力系统振荡风险识别与抑制方法，将新能源发电部分和传统电力系统部分作为两个独立的子系统，以其开环状态矩阵特征值判定模式谐振条件满足情况，进一步估算闭环系统特征值及振荡情况；在此基础上，引入参与因子，确定引发各频段振荡的主导因素，优化调节系统参数，改变系统特征值分布，破除振荡条件，从而抑制振荡；建立系统模型，并在Matlab软件平台进行算例仿真分析与验证。结果表明：该方法能有效识别系统宽频振荡，并准确识别振荡诱因，有效抑制振荡，提高系统阻尼，提升系统稳定性。     

计及光伏发电的新能源电力系统惯量评估

电力系统中新能源的渗透率逐步提高导致系统惯量显著减少、频率响应特性发生较大变化,给电力系统的运行和控制带来严峻的挑战。针对新一代含虚拟同步发电机控制策略的新能源电力系统,分别从理论惯量和计算惯量的角度对系统各种惯量来源进行详细的分析,并提出一种新的计及光伏发电的系统惯量精确评估方法。而后在DIgSILENT PowerFactory中搭建电力系统仿真模型,对传统电力系统和计及光伏并网的场景下,分别对系统惯量进行精确评估。仿真结果表明所提方法对传统电力系统及新能源电力系统的惯量评估均具有可行性、有效性和精确性。     

含风电电力系统机组组合的量子离散差分进化方法

风电具有天然的不可控性和随机性,大量并网给电力系统调度计划带来困难,在电力系统日前机组组合计划中计及风电出力的不确定性,有利于提高电力系统优化运行的精细度。文中通过系统旋转备用将风电出力的预测误差纳入机组组合的数学模型中,为求解含风电的机组组合问题,设计了双层求解方法,外层采用量子离散差分进化法优化传统火电机组的启停状态,内层采用二次规划法优化求解负荷分配的经济调度问题,以提高算法的求解精度。最后通过10机系统算例仿真,验证了文中算法的有效性。情景仿真得出在电力系统日前机组组合阶段中考虑风电出力的波动性和预测误差,可以提高电力系统供电可靠性,也为电力系统运行节省了费用,但随着风电出力预测误差的最大,系统所需旋转备用也会变化,使得发电费用也会增加。     

风功率不确定性对电网的影响及其应对措施

讨论了适应不同研究需要的风功率概率模型、时间序列模型及预测误差模型。在现有研究工作的基础上讨论了风功率的不确定性对发电系统可靠性、电力系统规划及系统短期调度的影响。研究表明,风功率不确定性对电力系统的影响大多是负面的。还简要分析了利用储能系统改善风功率不确定性的可能性。     

计及风光不确定性的新能源虚拟电厂多时间尺度优化调度

针对中国西北地区新能源消纳问题,该文聚合风力发电、光伏发电、光热电站、电储能装置组成虚拟电厂（VPP）,提出一种基于鲁棒随机优化理论的新能源虚拟电厂多时间尺度优化调度策略。首先对风力发电、光伏发电、光热电站与电储能装置进行数学描述,在此基础上建立VPP多时间尺度优化调度模型。在日前调度层中,以VPP运行效益最大为目标,依据风光日前预测出力建立日前优化调度模型;在时前调度层中,以VPP运行成本最小为目标,根据风光时前预测出力建立时前调度修正模型。同时,为了衡量风电、光伏发电出力不确定性对系统的运行影响,建立VPP随机优化调度模型。仿真结果验证该模型可提高运行效益与新能源消纳能力。     

储能系统和新能源发电装机容量对电力系统性能的影响北大核心CSCD

随着“双碳”目标的不断推进,新能源发电装机容量将持续增长,由于新能源发电具有不稳定性,因此分析新能源装机容量与储能系统容量增加对电网性能的影响具有重要意义。本工作以某省电网为对象,参考其电网组成建立了包含风电、光伏、火电和储能在内的电力系统调度模型,应用信息间隙决策理论和蒙特卡洛方法模拟了用户负荷和新能源发电的不确定性。研究结果表明:当新能源装机量翻倍时,新能源发电量占比可以提高62.6%,但运行成本也会提高18.7%。当储能系统容量从0 GW提高至15 GW时,可使运行成本降低14.4%,新能源发电量占比提高22%。同时发现,当新能源消纳率低于95%时,储能容量的提高将主要带来新能源消纳的提高;当消纳率高于95%时,储能容量的提高将显著降低电网波动性。该研究对未来低碳能源和智能电网建设中新能源和储能系统装机容量的配置具有一定的指导意义。     

风力发电与调度在三明电网应用研究

随着分布式发电的大量接入电网,含风力发电的电力系统经济调度问题逐渐凸显出来。由于风电成本的优势可降低发电总成本,所以,将风电成本引入传统的经济调度成本函数。但是,风力具有波动性,风电并入电网会对电力系统的稳定性造成影响,为此,考虑风速的不确定性,提出风速的预测误差,建立目标函数及约束条件,研究风电波动性的电力系统经济调度模型。     

考虑风光荷不确定性的随机生产模拟

为研究新能源出力随机性、负荷预测误差等不确定因素的影响,该文中将蒙特卡洛模拟与解析法相结合,建立一套考虑风、光、荷不确定性的随机生产模拟模型和算法。首先对风电、光伏、负荷时序出力的预测误差进行抽样,并经计算获得净负荷曲线的累积概率和频率分布;然后通过求解机组的多状态模型和条件概率,完成相应的卷积运算,并综合运算结果计算出火电机组的生产成本和系统可靠性指标。最后算例比较分析负荷及新能源不确定性对系统技术经济指标的影响,为含新能源的电力系统随机生产模拟研究提供了参考。