大规模新能源电力安全高效利用基础问题

规模化新能源电力的安全高效利用是智能电网建设的核心内容与基本目标。分析了规模化开发利用新能源对电力系统的影响,提出了新能源电力系统的概念与基本特征;分析了当前新能源电力系统面临的重大现实与瓶颈问题;进一步给出了基于电源响应、电网响应和负荷响应的整体解决方案;并在此基础上提炼了中国新能源电力系统亟待解决的3个基础问题,即新能源电力系统时空多尺度动力学特性及建模理论、新能源电力系统多元互补机制及协同调控理论方法、新能源电力设备与系统故障演化机制及安全防御策略。  

含风电的电力系统机组组合问题研究综述

以风电为代表的新能源规模化开发利用,改变了传统电力系统的结构特性,给系统的运行控制方式带来了新的挑战.机组组合是电力系统经济调度的重要环节,通过优化发电周期内各机组的启停计划来降低发电成本,同时满足系统负荷需求和其他约束条件.风电具有随机性、间歇性特点,大规模风电接入电网使传统的机组组合方式难以适应新能源电力系统的要求,研究含风电的机组组合对于应对风电引起的负荷波动、保证电力系统稳定、经济运行具有重要意义.为此,综述了国内外对含风电机组组合问题的研究现状,分析了风电接入电网对电力系统机组组合问题带来的影响,归纳了常用的建模方法和求解算法.并对该领域未来的研究方向进行了探讨,希望为其他学者在该领域的研究提供借鉴.  

新能源电力系统中的储能技术研究综述

该文综述了以风力发电为代表的新能源电力系统中储能技术的研究现状。首先讨论储能技术对含高比例风电电力系统的重要意义;其次系统地比较目前各种储能技术的研究进展,其中阐述了多种储能技术的原理,分析了各种储能技术的特性,总结了不同储能技术的优点和存在的主要问题及其应用范围。然后针对新能源电力系统,采用多种储能技术协调配合的、具有大容量、快响应能力的复合多元的综合储能技术。最后指出优化配置多种储能电源是有待深入研究的课题。  

变流器机电暂态仿真通用化模型的研究

新能源接入电网需要变流器,为了适应变流器建模和控制策略多样化的特点,建立了一种通用化变流器机电暂态仿真模型。将常用变流器的建模和控制策略进行分析总结,建立了模块化的变流器模型,该模型将控制电路和主电路封装到一个模块里。与传统电磁暂态仿真中模型的区别是,以有效值、向量作为输入输出以及中间变量,面向机电暂态过程或更长时间过程,不涉及具体的物理器件、脉冲信号以及变量的瞬时值。所建电力电子变流器模型具有很强的通用性,可以适应不同类型新能源发电系统的并网。最后,在仿真软件PSCAD/EMTDC和Matlab中对光伏发电系统模型进行了适应性验证,在Matlab中编程实现的机电暂态模型和在PSCAD/EMTDC中实现的电磁暂态模型的仿真结果相同,证明了通用化建模方法的正确性。  

基于键图法的直流电网系统模型

为适应直流电网智能、高效、经济运行的要求,实现各换流站间的协调控制,基于六端直流电网物理仿真平台,将多端直流输电系统视为一个多输入、多输出、多控制目标的系统整体进行了数学建模.提出了适用于多节点、系统级仿真的换流器简化模型,分别讨论了各端电源、负载模型的简化方法,利用键图方法对六端树状直流电网进行了等效建模,并提取出其状态空间方程.最后根据电力系统的常规运行要求对直流电网的具体控制目标进行了数学提炼,写出控制问题的约束条件和指标函数,为进一步设计、优化协调控制器提供了基础.  

新能源电力系统次同步振荡问题研究综述

随着风力发电等新能源并网容量的增加,大功率电力电子技术的广泛采用,以多源多变换复杂交直流系统为组成架构的新能源电力系统逐渐形成,由此引发的次同步振荡新问题不断凸显,次同步振荡的概念和内涵不断延伸,它们的起因、表现形式、影响程度、监测和抑制方法等诸多错综复杂的问题再一次引起世界范围的广泛重视.本文首先总结新能源电力系统次同步振荡的基本问题与发展态势,并剖析我国次同步振荡问题的特点与表现,最后提出当前次同步振荡研究中的新问题,以及在抑制技术等方面面临的挑战与应对措施,以期推动我国次同步振荡问题的研究.  

新能源电力系统用户需求响应复杂适应行为研究

实施需求响应(demand response,DR)可有效消纳可再生能源,平衡新能源电力系统电量供应和需求.首先,分析了需求响应过程的复杂适应系统特征,描述了需求响应复杂交互过程;其次,构建了包含主体对象和环境对象的需求响应过程集成模型,定义了各构成对象;最后,结合多主体系统建模方法构建了用户主体响应行为模型,从主体行为的角度描述了需求响应过程.通过文章的研究,可为实施需求侧响应提供辅助决策,为用户需求响应的研究提供了新思路.  

综合能源电力系统的在线分布互联建模研究

为了充分利用可再生能源、充分发挥多种能源与电力系统的综合优势，探讨了综合能源电力系统的概念。针对综合能源电力系统仿真分析和运行控制的需要，构建综合能源电力系统建模的研究框架。分析了综合能源电力系统建模的难点，提出了在线分布互联的建模思路以及“即测-即辨-即插-即用”的建模策略，研究了模型路由的可行性。  

新能源电力系统中需求侧响应关键问题及未来研究展望

化石能源短缺和节能减排的双重压力促使中国能源发展方式亟待转型调整。随着新能源发电的规模化并网应用,传统电网正在逐步向着新能源电力系统方向演变,并对其运行控制带来显著的影响。作为一类虚拟可控资源,在新能源电力系统中考虑需求侧响应（DR）可有效克服新能源发电的间歇性问题,提高电网对新能源的利用效率,实现源荷互动与协同增效。文中首先简要介绍了新能源电力系统的基本特征及内涵理念;其次,根据资源的分类及特点,总结了不同类型DR对新能源电力系统的潜在贡献及作用影响;在此基础上,从规划、运行、控制、评价这4个维度对新能源电力系统中DR问题的研究情况进行了总结,并就上述领域值得进一步关注的研究方向给出了相关建议;最后,结合当前国情,对推动新能源电力背景下DR应用及其保障机制建设提出了一些建议。