风电出力特性及其对电力系统运行的影响分析

风能被公认为除水能外最具发展前景的可再生能源,风电的快速发展在解决能源短缺的同时,也给电网带来了诸多影响。以吉林西部风电基地为背景,分析风电场群出力特性对电力系统运行的影响。根据2011年该地区实测的风电出力数据,分析风电出力的波动性、出力变化率的概率分布、出力分布、季节特性、日特性等,研究该地区风电场群出力特性对电网的调峰、调频、稳定性及风电消纳的影响,并针对相关问题给出相应建议与措施。     

基于分岔理论研究励磁参数对系统电压稳定的影响

笔者以一个典型的3节点电力系统模型为例,应用AUTO 07分岔分析软件,分析了励磁系统调节器时间常数和放大倍数对系统电压稳定的影响.结果表明,采用双、单轴发电机模型所得分岔分析结果虽然有定量上的变化,但都有相同的定性特征,即在到达SNB分岔点以前均先出现Hopf分岔点.而且,励磁系统调节器时间常数的降低和放大倍数的升高,能改善系统电压稳定性.     

基于元胞历史负荷数据的负荷密度指标法

已有负荷密度指标的求取方法往往忽视了对实测历史负荷数据的挖掘,或是忽略了同类负荷的非均匀分布问题,为此提出了一种基于元胞历史负荷数据的负荷密度指标法。该方法通过I类元胞的负荷密度确定分类负荷密度协调系数,根据I类元胞的历史负荷与其供电面积、用地信息、分类负荷密度之间的约束关系,建立元胞负荷与分类负荷密度的关系方程,并采用最小二乘法求取分类负荷密度指标,利用已求得的历年分类负荷密度指标预测其在目标年的大小,求出每个II类元胞的负荷值,从而实现空间负荷预测。工程实例验证了该方法的实用性和有效性。     

基于多变量分析的城市电网空间负荷预测方法

提出了一种基于多变量分析的城市电网空间负荷预测方法。该方法采用"自上而下"的方式来实现,首先建立计及经济、人口、气温等因素影响的多变量预测模型,并在此基础上预测出城市电网的负荷总量;然后根据城市用地信息,采用负荷密度指标法把负荷总量分配到各个供电小区,从而实现空间负荷预测。最后以吉林市城市电网为例进行分析,结果表明该方法是有效的。     

基于风电场群汇聚演变趋势的场群持续功率特性预测方法

大规模开发、集中外送是我国风电开发的特有模式。由于风力发电具有随机性、波动性及低功率密度等特性,在进行大规模风电联网规划时,易造成输电通道配置过度或不足的问题。持续功率曲线能够有效表征风电场群输出功率的长期波动规律性,准确把握规划目标年风电场集群持续功率特性是科学配置外送输电容量的关键。为此,该文通过深入分析不同规模风电场群功率变化趋势,揭示了风电场群汇聚过程中"装机容量–功率"的关联关系,进而构建风电场群的汇聚演变模型,实现了已知未来风电场群总装机容量的条件下,规划目标年风电场群持续功率特性的准确预测。最后,分别应用东北、西北两大风电基地历史实测数据对预测方法进行校验,结果表明所提方法是易行、有效的。     

考虑辅助服务收益的储能与火电机组灵活性改造协调规划方法

可再生能源飞速发展对电力系统灵活性提出了较高要求。辅助服务收益有利于灵活性资源配置以及提高其参与调峰积极性。从火电机组深度调峰阶梯式补偿与储能峰谷套利两方面分析入手,提出了考虑辅助服务收益的储能与火电机组灵活性改造协调规划方法。首先,分析了灵活性资源调峰机理,其次构建了灵活性资源调峰的系统收益指标和成本指标;然后,建立兼顾系统综合收益和弃风率的多目标源–储规划模型,并给出了模型的求解思路和求解步骤,最后,通过中国东北某风电基地外送输电工程系统的仿真,得到了兼顾系统经济性和风电接纳能力的源–储规划方案;同时在此基础上探究了动态分时电价机制对利用储能与火电机组灵活性改造提升系统调峰能力的影响。     

考虑灵活性需求演化规律的灵活性资源动态规划方法

随着可再生能源装机规模快速增长,灵活性需求规律随之转变,同时电化学储能等灵活性资源技术、经济性也随之改善。如何在规划中兼顾灵活性需求演化规律与储能技术发展对提升系统灵活性与经济性至关重要。为此,文章开展了考虑灵活性需求演化规律的灵活性资源动态规划方法相关研究。首先,分析了可再生能源渗透率增长与灵活性供需间演化关系,揭示了多阶段灵活性资源规划的原理及影响因素;然后,考虑灵活性需求演化规律与储能技术经济性持续改善,构建了多阶段灵活性资源优化配置模型,并给出了模型的求解思路;最后在算例中兼顾未来储能技术经济性持续改善与火电机组逐步退出的双重成本,验证了多阶段灵活性资源优化配置方法的可行性和有效性,为未来风电的协调发展提供了指导性的建议。     

计及弃风事件耦合关系的源-储-网联合规划方法

电力系统灵活性不足与外送输电阻塞是造成弃风的两大根本原因，且在时序上具有一定的耦合关系。从储能分时复用的角度出发，利用弃风事件之间的耦合关系，配置储能同时解决调峰不足与输电阻塞问题，提出了计及弃风事件耦合关系的源-储-网联合规划方法。首先，分析了调峰不足弃风、阻塞弃风产生机理及两者耦合关系。然后，分析了储能配置对源侧常规机组装机容量规划与网侧输电容量配置的影响。其次，构建了综合考虑常规火电装机投资成本、储能投资成本、弃风惩罚成本与输电线路扩建成本的源-储-网联合规划模型，并给出了模型求解流程。最后，通过对中国东北某局部电网输电工程系统和Garver-6节点系统的仿真，分析验证了所提方法的有效性与可行性。     

气网管存与电转气协调运行提升电-气互联系统灵活性的调度策略

针对灵活性不足导致的弃风问题，提出了以天然气动态管存特性与电转气(powertogas,P2G)协同运行提升电–气互联系统灵活性的优化调度策略。首先，介绍了通过电转气与燃气轮机将电、气2种能量进行相互转化提升灵活性的机理；然后，计及天然气“管存”动态特性与P2G、燃气轮机的协调运行，构建了动态电–气互联系统调度模型，提升了系统在空间与时间2个层面的灵活性，并极大改善了风电反调峰特性给系统带来的时空层面灵活性供需不平衡问题；最后，通过IEEE-24节点电力系统与比利时20节点天然气网进行算例分析，结果表明所提调度方案具有良好的经济性与灵活性，能够最大程度上避免系统发生弃风现象。