基于扩展序列运算的含风电电力系统随机潮流实用计算方法

为提高随机潮流计算方法实用性,将序列运算理论引入随机潮流分析,探索一种系统随机变量分布模型未知情形下的随机潮流方法。结合随机潮流计算的特点,分析现有序列运算理论直接应用于随机潮流计算的可行性,并据此对现有序列运算进行扩展。基于所提扩展运算,采用扩展概率性序列描述系统随机性并基于历史数据实现随机变量的序列化,通过各变量对应概率性序列的直接运算快速分析系统潮流分布情况,以克服现有求解方法对基础数据要求过高的不足。IEEE-30节点系统测试表明,所提方法可实现系统随机变量概率分布模型未知情形下的随机潮流计算,可达到较高精度,且速度较快。该方法具有一定的实用价值,也可为面临相同问题的电力系统其他不确定性分析提供借鉴。     

考虑负荷电压静特性的含分布式电源的配电网潮流计算

针对传统前推回代算法在考虑负荷静态电压特性时存在迭代次数较多、对负荷静态电压特性变化呈强敏感性的问题,提出了一种改进前推回代法。与传统前推回代法相比,改进算法的效率对负荷静态电压特性变化的敏感性较弱。研究了各种类型分布式电源(distributed generators,DG)在改进前推回代算法中的计算模型,克服了前推回代法只适用于P、Q恒定型负荷节点的限制。以IEEE 36节点系统为例验证了算法和模型的有效性和鲁棒性,并分析了不同负荷静态电压特性、不同类型DG对算法收敛性及系统潮流的影响,为DG合理接入配电网提供参考。     

计及运行风险的多目标发电优化调度

针对电网运行中面临的不确定因素以及传统确定性安全准则的缺点,将风险理论引入到发电优化调度中。从支路过载和节点电压越限的角度定义运行风险指标,采用效用函数度量故障后果以反映不同故障间的相对严重程度。构建基于风险的多目标经济调度(risk-based multi-objectiveeconomic dispatch,RBMOED)模型,该模型以同时降低系统运行风险和机组燃料成本为目标函数,并满足基态下的安全约束条件。为求解RBMOED模型,首先应用改进多目标差分进化算法获取运行风险和经济性之间的权衡关系,进而根据电网运行的协调性准则辅助调度人员进行决策。对IEEE RTS-79测试系统进行计算分析,结果表明,所提发电调度方法能给出全面的关于系统风险水平的量化信息,并且可辨识出电网中的薄弱环节。     

考虑大规模风电并网的电力系统随机潮流

提出一种考虑大规模风电并网的电力系统随机潮流算法。该方法针对大规模风电注入功率波动性强的特点,在当前结合半不变量和级数展开的随机潮流计算方法基础上,采用分段线性化手段减小潮流方程线性化误差,提高系统状态量的半不变量求解精度;引入C型Gram-Charlier级数,避免在含大规模风电的系统中采用A型Gram-Charlier级数逼近系统状态量概率密度函数会出现负值的问题。为求分段线性化后系统状态量的半不变量,根据半不变量的定义,推导得出了分段线性函数因变量的半不变量与自变量分布之间的定量关系,此关系可方便地考虑风场有功、无功注入相关性。对IEEE 30节点系统的测试表明:所提算法与蒙特卡罗法计算结果是一致的,而计算速度则要快得多;与当前半不变量法相比,结果计算精度得到了较大提高。该算法可快速、准确地求解含大规模风电并网的电力系统随机潮流,具有较好的实际应用价值。     

用户侧综合能源系统中能源储能优化配置模型研究

综合能源系统(integrated energy system, IES)是解决现今能源领域问题的有效方案,气、电、热、冷等多种形式的储能作为IES的重要组成部分,在其中扮演着重要角色。提出一种广泛适用多种IES架构的综合储能优化配置模型,并对模型的通用性进行分析。首先,建立用户侧IES的通用模型,可涵盖IES的各种具体架构;其次,在用户侧IES通用模型的基础上建立综合储能优化配置模型,使配置模型可适用于多种IES架构。模型以系统寿命周期内的等年值总成本最小为目标,决策各种储能的配置容量和功率;最后,以某商业建筑IES为研究对象进行算例分析,并对优化配置模型在其他场景中的通用性进行分析,结果表明:所提模型可以应用于多种架构的IES,解决不同场景中综合储能的优化配置问题,在使用上具有通用性。     

计及天气影响的含风电场电力系统风险评估

提出了一种计及天气影响的含风电场电力系统风险评估方法。首先分析了天气状况影响系统风险的机理,并据此建立了基于天气状况的风机、输电线路等系统元件可靠性模型,其中输电线路模型计及了长距离输电线路可能出现多天气共存的复杂情形。然后,将上述模型与现有风险评估方法相结合,提出了计及天气影响的含风电场电力系统风险评估方法,并给出了具体风险评估流程。通过含风电场的改进IEEE-RTS79节点系统验证了所提模型及方法的合理性与有效性。结果表明,对(特别)恶劣天气出现概率高或有大规模风电接入的系统进行风险评估时,更有必要计及天气对系统风险的影响。与现有风险评估模型及方法相比,所提模型及方法更符合系统实际,评估结果更加合理。     

适用于计及负荷电压静态特性的配网潮流新型前推回代算法

鉴于当前配电网潮流计算采用恒功率负荷模型不能准确反映网络潮流分布的现状,提出在潮流计算中考虑负荷静态电压特性.针对传统前推回代法在解决该问题时,存在算法效率降低、对负荷静态电压特性呈强敏感性的缺陷,将传统前推回代法中前推功率、回代电压改为前推回代都进行电压迭代,设计了一种新的前推回代法.IEEE36节点系统测试表明,所提算法能够准确、快速地求解配电网潮流,且算法效率对负荷静态电压特性变化具有弱敏感性.同时,通过潮流结果分析负荷静态电压特性变化对系统电压的影响.     

以降低电网损耗为目标的电动汽车充电策略

针对电动汽车接入电网充电造成电网负荷峰值升高和损耗增加的问题,从理论上分析了平滑负荷曲线对降低网损具有重要意义,利用柯西-许瓦兹不等式证明了使负荷曲线越平坦,降损效果就越明显。其次,利用理论分析的结果,研究制定了电动汽车在满足约束条件下的优化充电策略,根据优化程度分为局部充电策略和全局充电策略,并且分析了两种充电策略的充电控制结构。最后,结合算例分析和对比了两种充电策略在降低峰值负荷和损耗方面所取得的显著效果。     

考虑全寿命周期的风电接入方案综合决策

针对目前风电接入方案决策时的盲目性,考虑全寿命周期风电项目建设,并结合风电并网特点设立指标,建立了完整的决策指标体系.在模糊层次分析法中引入相容矩阵,并介绍了其计算步骤.改进的模糊层次分析法有效解决了基于三角模糊数的判断矩阵不易检验一致性的缺点,同时简化了计算过程.以近期实际工程为例,采用改进的模糊层次分析法进行风电接入方案的综合决策.算例分析结果表明,该指标体系理论清晰、计算方便.决策结果合理、可信,并且可以真实反映不同方案的特点与优劣,有效避免方案选择时的盲目性和经验主义     

风电并网引起电网电压波动的评价方法及应用

风电并网后其出力随机性将引起电网电压随机波动,探求全面准确的电压波动评价方法十分必要。本文从描述风电并网后电网电压随机分布的特征出发,分别定义了电压分布指数、偏度指数、保持指数三个电压波动评价指标,所提指标能够较好地从整体和局部两个方面反映风电接入后电网电压的随机分布情况。研究了电压波动评价时所需的风电场静态模型,结合所提模型和评价指标,研究了基于蒙特卡洛抽样的风场接入后电网电压波动评价方法及流程。以IEEE 36节点系统为例,验证了所提指标和方法的有效性,并分析了风电场尺度参数、形状参数、风电接入位置等因素对电网电压波动的影响,为风电的合理并网提供参考。最后,将所提指标和评价方法应用于某地区电网的风电场并网点优化,进一步说明了指标和方法的实用性。