新能源大基地风光储容量协调优化配置

大型新能源基地需要协调配置风光火储容量以满足外送要求,其中火电容量及外送通道的容量通常预先确定,从而风电、光伏、储能的容量配置成为影响新能源外送效果的重要因素。为此,针对大型新能源基地,研究了风光储容量优化配置问题,提出了基于新能源外送可靠性的容量配置方法。基于需求侧的负荷曲线,提出了一种聚类方法来优化直流通道的计划传输功率;基于直流计划功率,提出了衡量新能源外送可靠性的送电置信概率指标;基于送电置信概率等约束,构建了风光储容量优化配置的基本规划模型。为了进一步保证在不同的场景下新能源能可靠外送,在基本规划模型的基础上加入场景分布不确定性,提出了风光储容量配置的分布鲁棒规划模型。考虑到分布鲁棒约束包含整数变量,提出了一种迭代算法用于该分布鲁棒规划模型的求解。实际算例验证了所提方法的有效性。     

一种新的黑启动子系统恢复路径模型及算法

黑启动分区方案确定后,快速恢复各分区机组的供电是黑启动系统进行网络重构和负荷恢复的基础。该文针对如何构建安全可靠的黑启动恢复网络问题,提出基于线路无功及操作时间的无功时间矩概念,其可同时考虑线路的空载无功容量及线路的合闸时间;建立了基于无功时间矩最小和有功负荷恢复最多的黑启动网络优化数学模型,并通过引入选中线路为变量,将对数学模型的求解变为0-1整数规划问题;利用Hopfield神经网络构造了一种能够考虑各种网络约束条件的能量函数,求解该能量函数便可快速确定最优启动路径。选用IEEE—10机39节点系统对路径搜索算法进行验证,结果表明,该文所提算法的求解过程简单,可较好地满足黑启动路径方案的可靠性及恢复时间的要求。     

西北省间实时平衡电力市场探索

新能源出力的波动性和随机性影响电网实时平衡.中国西北电网新能源占比高、平衡资源时空分布不均衡,分省市场实时平衡困难,为此,文中设计西北省间实时平衡电力市场,以发挥西北省间实时平衡能力,适应高比例新能源电网实时平衡需要.首先,结合国内外电力市场建设与西北实时平衡现状,分析了建立西北省间实时平衡市场的必要性;然后,说明了双边竞价的市场运作思路,提出了基于潮流的市场耦合方法的市场竞价出清模型,设计了市场运作流程;最后,讨论了西北省间实时平衡市场与其他市场之间的协调运作,通过模拟算例说明了西北省间实时平衡市场的作用.     

含SVG的新能源多馈入系统振荡分析和广义短路比计算

弱电网中静止无功发生器(SVG)与新能源设备交互作用明显,如何分析含SVG的新能源多馈入系统的振荡特征是个难题.为此,建立了SVG和新能源联合运行且网络结构保持的系统动态模型,提出了考虑SVG影响的新能源多馈入系统广义短路比计算方法,并用于判断系统是否稳定以及量化系统稳定裕度.首先,推导了网络结构保持的模型的系统传递函数矩阵和特征方程;然后,基于模态摄动理论构造了可近似多馈入系统主导特性的等效同构多馈入系统,并严格论证广义短路比可用于分析含SVG的新能源多馈入系统的振荡稳定裕度;最后,给出了考虑SVG影响的新能源多馈入系统广义短路比及其临界值计算方法,以及电网强度和系统振荡稳定裕度的量化方法.仿真算例说明了所提分析和计算方法的有效性.     

基于电力系统承载力指标的新能源装机规划方法

根据电力系统承载能力规划新能源装机,确保源网荷协调发展是实现新能源健康发展的根本途径。首先分析了新能源出力的概率分布和累积电量分布,根据电力系统经济调度理论分析新能源消纳机理,提出利用新能源消纳系数计算新能源利用率的消纳系数法,并与时序仿真法进行对比,分析了消纳系数法的计算误差和适用范围。在此基础上,提出2个能够真实反映电力系统新能源承载能力的普遍指标:新能源消纳系数和新能源承载系数。以消纳系数法为基础建立这2个指标与新能源装机、负荷、调峰率、上备用率之间的关系,提出基于新能源承载力指标的新能源装机规划方法,并分析了负荷、负荷率、常规机组调峰率、上备用率等因素对电网能接纳的新能源装机的影响,提出提升电力系统新能源承载能力的措施。     

直流闭锁故障下风电并网功率和直流输送功率的耦合关系分析

中国一次能源和负荷成逆向分布,新能源基地集群通过特高压直流群外送,新能源高占比电网中风电和直流耦合关系复杂。首先,建立电网分析模型,研究风电和直流在电网频率、电压方面的耦合关系。其次,根据最大频率偏差耐受能力,计算风电和直流在频率方面的耦合关系。再次,根据直流闭锁故障后风电暂态过电压总脱网量约束,推导风电并网点的暂态压升,计算暂态压升和脱网量的关系,得到直流和风电在暂态过电压方面的耦合关系。理论计算结果表明：风电和直流呈负相关性。根据2020年西北电网青豫直流和近区风电并网功率的仿真结果,验证了理论推导的正确性。     

特高压直流送端系统的运行约束及新能源消纳挑战研究

针对特高压直流工程投运后电网特性的变化,分析了电力系统安全、经济运行面临的挑战及可采取的对策。首先在简要介绍直流系统故障的基础上,分别针对有功回退引起的暂态功角稳定问题与无功冗余造成的暂态过电压问题进行了理论分析,并根据陕西电网仿真计算结果进一步说明直流投运后对运行灵活性的制约。然后分析了运行灵活性下降对新能源消纳造成的影响,讨论了提高新能源消纳能力的对策。最后对所讨论问题进行归纳总结,并提出了未来工作与研究的展望。     

含新型负荷元件的电力负荷建模方法研究现状与展望

面向“双碳”能源政策实施和新型电力系统发展需求,研究新型电力负荷模型与建模方法,能够为电力系统规划、稳定分析、调控与市场化运营提供关键支持。首先,回顾了国内外负荷模型和参数辨识方法研究历程;总结了新型配电网框架下可控负载、分布式发电系统、分布式储能系统和电动汽车等新型负荷元件模型,振荡型动态负荷模型和谐波负荷元件模型的研究进展。其次,对经典负荷建模方法进行了总结与归纳,分析了其优缺点,重点论述总体测辨法。最后,从负荷新特性建模、考虑到新技术影响的动态负荷模型、负荷聚合模型和在线建模方法等几个方面进行展望,为未来的负荷模型技术发展提供切实可行的技术路线。     

源荷双边参与的高比例新能源电力系统能量与备用市场联合出清方法

风光出力的随机性与反调峰特性增加了电网对新能源的消纳难度。利用源侧、荷侧的灵活可调节特性,设计源荷双边参与规则,引导源荷进行跨时间的双向功率协调以支撑清洁能源高效消纳。首先,梳理源荷双边参与的基本原则与原理,明确交易主体、品种以及模式并设计其参与规则。然后,基于源荷双边参与规则,构建计及源荷双边参与的日前能量与备用联合优化调度模型,在促进新能源消纳的同时降低工业用户用电成本。其次,针对多场景混合整数规划的求解难题,采用改进的渐进式对冲分解算法进行求解,通过启发式的变量“固定-筛选-松弛”,保证模型的收敛性。最后,基于IEEE 118系统进行算例分析,验证了所提能量与备用联合出清模型在促进新能源消纳方面的有效性。