用于缓解电网调峰压力的储能系统规划方法综述

随着风电、光伏渗透率逐渐增大,风电、光伏给电网运行带来了诸多挑战,其中调峰问题尤为突出。在能源互联网的推动下,利用储能系统缓解电网调峰压力正受到越来越多的关注。首先总结了适用于电网调峰的大容量储能技术的研究现状,随后以储能系统接入电网方式为切入点,分别对集中式与分布式接入方式的储能系统规划方法进行研究和归纳,然后评述了规划模型的求解算法。最后,探讨了未来待研究的关键科学问题。     

基于Nataf变换含相关性的扩展准蒙特卡洛随机潮流方法

随机潮流分析中,准蒙特卡洛方法在同样规模下不仅计算效率高于基于拉丁超立方的方法,且具有更好的扩展性质。因此提出一种基于Nataf变换的扩展准蒙特卡洛方法(NEQMC)并应用于概率潮流计算中。该方法利用Nataf变换重构输入变量的概率分布,而扩展技术可在随机潮流未收敛时保留已知的潮流计算结果,基于奇异值分解的相关系数控制技术不仅可保持扩展前后样本的相关性,且使得该方法也适用于相关系数矩阵非正定的情况。与基于Nataf变换的简单随机抽样、扩展拉丁超立方方法在IEEE 30和IEEE 118节点系统的比较分析证明了所提方法的高效性和准确性,仿真结果表明:相比于拉丁超立方和简单随机抽样,NEQMC的输出变量准确度更高,特别是标准差的准确度得到大幅改进,获得相同准确度的计算复杂度大大减小。     

计及电压与无功功率的直流潮流算法

直流潮流算法在电力系统中应用广泛,但目前的直流潮流算法大多无法准确计算节点电压幅值和支路无功潮流。因此,文中基于经典直流潮流算法,考虑无功功率方程,提出了一种计及电压与无功功率的直流潮流算法,可在保留直流潮流算法线性与快速性的前提下,实现节点电压幅值与无功潮流的近似求解。对IEEE 118节点系统、Polish 3012节点系统和国内实际大系统的仿真验证表明,所提出的改进直流潮算法能够精确、快速地求解系统中的节点电压幅值与无功潮流。     

考虑相关性的间歇性分布式电源选址定容规划

节能减排背景下,以分布式风电和光伏为代表的间歇性分布式电源得到了快速发展。考虑风速、光照强度和负荷间的相关性,以年综合费最小为目标,利用机会约束规划方法建立了间歇性分布式电源选址定容规划模型。采用秩相关系数矩阵表征风速、光照强度和负荷间的相关性,利用拉丁超立方采样和Cholesky分解生成相关性样本矩阵。应用动态小生境差分进化算法对规划模型进行求解。IEEE 33节点配电网算例的仿真结果验证了模型的合理性。     

基于非参数核密度估计的扩展准蒙特卡洛随机潮流方法

扩展蒙特卡洛方法将随机潮流的误差转化为可控量,并可在样本数增加时保留已知的潮流计算结果。基于扩展拉丁超立方抽样的方法效率比简单随机抽样高,但仍存在两方面的问题:第一,扩展拉丁超立方抽样无法保证序列的差异性,这成为计算效率提高的瓶颈;第二,当输出变量偏离正态分布时,扩展拉丁超立方抽样方法缺乏性能良好的收敛判据。针对以上两个问题,采用基于Sobol序列的扩展准蒙特卡洛方法进行随机潮流计算,并提出基于非参数核密度估计方法的收敛判据。对IEEE 30和IEEE 118节点系统的仿真结果表明,所述方法比扩展拉丁超立方抽样方法更加方便、准确,同时效率更高、收敛更快;而基于非参数核密度估计的收敛判据直观、适应性强,对变量的概率分布没有附加条件,可准确指导扩展随机潮流的收敛。     

基于电压控制分区的发电机无功备用优化方法

发电机无功备用对电力系统电压稳定和电压控制具有重要意义。提出了基于电压控制分区的区域发电机无功备用定义,该定义综合衡量了区域发电机无功备用对静态电压稳定和准稳态电压控制的价值以及无功备用的可供给性。分析了控制变量的特性和选取方式,建立了用于优化区域无功备用和区域电压水平的二次规划模型,提出了逐次分区优化求解算法。通过3节点系统算例验证了无功备用定义和控制变量选取方式的合理性。通过IEEE 118系统算例验证了优化方法的正确性和可行性,优化方案显著提高了区域无功备用量和电压稳定裕度,改善了电压水平。区域无功备用优化方法将高维的无功备用优化原问题简化为少量的低维区域优化子问题,具有较高的容错性和计算效率,可用于较大规模系统的发电机无功备用评估和优化。     

主动管理模式下分布式风电源选址定容规划

节能减排背景下,以分布式风电源(DWG)为代表的可再生能源发电得到了快速发展。考虑风速和负荷间的时序相关性,采用联合概率分布法对其进行多场景构建。在此基础上,考虑调节有载调压变压器抽头、削减DWG有功出力、调节DWG功率因数和需求侧管理4种主动管理措施,建立了主动管理模式下DWG选址定容双层规划模型,上层规划以年综合费用最小为目标,下层规划则以每个场景的配电网运行费最小为目标。提出改进差分进化算法和原对偶内点法相结合的混合策略对规划模型进行求解。IEEE 33节点配电网算例的仿真和分析验证了模型的可行性和所提求解方法的有效性。     

危险负荷增长方式下考虑静态电压稳定裕度的无功优化

针对负荷增长方式的确定是影响考虑静态电压稳定裕度的无功优化结果的重要因素,分析了危险负荷的增长方式,提出了建立一种考虑静态电压稳定裕度的双目标无功优化模型,利用原对偶内点法进行求解,实现了正常运行点处的网损和危险负荷增长方式下的静态电压稳定裕度的同时优化,并获得了该双目标优化问题的帕累托曲线.IEEE 14、57节点系统和江苏省省级电网算例验证了此法可行有效,具有较强实用性.     

基于在线预测的新型dq0变换DVR检测算法

针对目前常用的动态电压恢复器(DVR)检测算法难以满足DVR实时性的要求,提出一种基于在线预测的新型dq0变换检测方法.利用在线检测所得的当前时刻前数个采样点信息来还原当前时刻的基波信息,有效避免了通常dq0算法中延时较大的数字滤波器环节.将谐波补偿量与基渡补偿量相加之和作为DVR输出的补偿参考波信号,保证了负荷侧电压保持稳定.仿真分析验证了该方法的正确性,实验结果表明该算法可在1 ms内检测到电压扰动,并输出补偿参考电压信号,整个DVR系统能在3 ms内输出补偿电压信号,满足了DVR实时补偿的需要.与采用数学变换结合低通滤波检测算法相比,该算法具有实现容易、运算速度快等优点.     

大容量冲击负荷对地区电网暂态稳定性的影响

以西北某地区电网为研究对象，在简化冲击负荷有功功率曲线的基础上，提出了一种简单易行且可与电力系统仿真软件BPA相结合的冲击负荷模型的建模方法。采用该方法仿真比较了不同类型冲击负荷对系统暂态稳定性的影响，验证了该方法的正确性和可行性，并对该地区电网2种最严重的故障情况进行了分析，提出了相应的安全控制措施。