考虑时空相关性的风光出力序列生成方法

风光出力模拟技术能为新能源场站的规划及电力系统优化调度提供数据支撑。考虑风光出力的时间相关性和空间相关性,建立基于动态马尔科夫链和转移概率矩阵的时序风光出力模型,以保证时间相关性,根据Copula理论生成各时刻下风光空间相关模型进行求解,以此维持风光出力的空间相关性,最终依次调用上述模型得到新的风光出力序列。并以河北省南部电网2个相邻的风电场和光伏电站实际运行数据为例进行仿真,结果表明,所提方法能够模拟与真实风光出力相似的概率分布,且同时满足相关性指标的风光出力序列,验证了序列生成方法的实用性和有效性。     

基于风力相关性的区域电网风电分布式接入容量优化配置

随着我国风电装机容量不断增加,风电消纳问题日益突出,大规模风电分布式接入地区电网,可能导致较明显的弃风现象。本文分析了影响风电消纳的主要因素,针对风力相关性特点,基于风机出力模型和Copula理论对分布式风电出力的相关性进行了分析,提出了基于遗传算法的区域电网风电分布式接入容量配置优化方法。采用RTS-79算例和风机实测数据,对风电装机容量与弃风率的关系进行了计算分析,验证了该方法的有效性。     

计及风速与负荷相关性的配电网重构方法

风速与负荷均受多种气候因素影响,二者具有一定相关性,因此对含风力发电的配电网进行随机潮流计算和配电网重构时应计及二者相关性的影响。基于Copula函数理论,提出一种计及风速与负荷相关性的配电网随机潮流算法,并以有功功率损耗期望值最小为目标函数,建立计及风速-负荷相关性的配电网重构模型。算例结果表明,所提方法能精确描述风速与负荷的相关结构,并且二者相关性的强弱对配电网随机潮流和重构结果均有一定影响。     

考虑风电时空相关性的电气互联系统分布式优化调度

风电具有的波动性及间歇性给电气互联系统的优化运行带来了随机性问题，增大了电气互联系统运行管理的难度。首先，应用基于预测箱的场景生成方法得到典型风电场景，对风电的波动性与多风电场间的相关性进行表征。其次，建立考虑配电网、天然气网络及各种耦合元件的电气互联系统日前经济调度模型，并基于ADMM（交替方向乘子法）进行分布式求解。最后，以IEEE 33节点配电网和7节点天然气网组成的电气互联系统为例，验证了所提模型的有效性。     

计及出力水平影响与自相关性的风电预测误差模拟方法

风电的预测误差不仅受预测出力水平的影响,而且时序上也存在显著的自相关性,基于此,提出一种兼顾两方面特征的风电预测误差模拟方法。充分利用Copula函数在描述变量间相关性方面的优势,通过分析风电出力的预测值与实际值间的联合概率分布,确定不同预测出力水平下预测误差的条件分布函数,对相邻时刻预测误差的相关性进行建模,并结合预测误差的条件分布函数,生成具有特定相关关系的备选数据列。顺次以前一时刻的预测误差为依据,从备选数据列中选取相应数据组成预测误差的模拟序列。算例仿真验证了所提方法的有效性。     

考虑出力相关性的海上风电接入系统固定成本分摊方法

在海上风电规模化开发、集群化并网的背景下,如何回收海上风电接入系统的输电成本,公平合理地向各风电场分摊已成为目前海上风电行业亟待解决的问题。针对该问题,提出了一种考虑风电出力相关性的海上风电接入系统固定成本分摊方法。首先,利用藤Copula函数构建多个海上风电场的出力相关性模型,同时假定系统负荷需求模型服从正态分布,发电机服从0-1概率分布;然后,结合蒙特卡洛抽样和顺流概率潮流追踪法计算各海上风电场接入系统的固定成本分摊费用;最后,通过算例仿真分析,验证了所提方法的合理性和有效性。     

考虑分布式电源灵活接入下的配电网风险评估

随着大量分布电源接入配电网,其出力的随机性和波动性给配电网稳定运行带来不可避免的影响。基于风电、光伏等分布式电源出力的概率分布模型和半不变量法概率潮流算法,考虑分布式电源间出力的相关性,进行分布式电源灵活接入下的配电网节点电压和线路潮流分布特性分析,并提出系统综合越限风险指标,实现了配电网运行风险评估。应用IEEE 34节点系统,考虑风电、光伏2种分布式电源的接入位置、容量和安装比例等灵活性,验证了所提方法的有效性。     

计及相关性的风电场和光伏电站时序出力模型研究

在大规模风光并网时,采用具有相关性的风光时序数据进行系统可靠性评估能够更好模拟系统的运行状态,有利于提高可靠性评估的准确性和实用性。基于混合Copula函数和马尔科夫过程相关理论,建立了一种用于可靠性评估的计及相关性的风光时序出力模型。首先,通过区分光伏出力序列中的规律性与随机性特征,提取出光伏出力的随机分量;然后将风光时序相关性模型分解为风电出力时序模型、光伏出力时序模型以及风光出力的时序相依模型3部分。最后,通过比利时瓦垄地区的实测数据对上述模型进行了验证。     

计及风电与光伏并网的电力系统运行风险评估

为了对新能源并网系统进行更合理的规划建设,提高其运行安全性,提出计及风电与光伏并网的电力系统运行风险评估模型。在包含风光出力不确定性、负荷波动、线路和发电机实时状态的基础上,考虑风光联合出力及天气对线路停运率的影响,以便更准确地进行风险评估。在计及电压越限、电压崩溃、线路有功功率越限、系统失负荷的传统风险指标体系基础上,增加了弃风弃光和稳态频率越限风险指标,更全面地考量风险来源。引入涵盖上述指标的综合风险指标,结合层次分析法与熵权法计算各个指标权重,所得结果更客观。采用非序贯蒙特卡洛法抽取系统状态进行风险评估,以IEEE-14节点系统为例,定性分析了新能源接入位置和风光联合出力对系统运行风险的影响,验证所提出模型和方法,为今后以风、光为代表的新能源并网系统运行风险评估提供参考。     

基于Copula理论考虑风电相关性的源网协调规划

相邻风电场处于相似气象条件下,功率相关性较强。目前源网规划方法假设风电场功率间相互独立,忽略风电相关性对规划的影响,不适用于未来高比例可再生能源电力系统。文中主要提出了考虑风电相关性的源网规划方法,并探讨风电相关性对规划方案的影响。首先,基于Copula理论描述风电功率相关性,通过模糊C均值聚类法考虑风电不确定性,建立了概率风电功率模型。继而,提出考虑风电相关性的经济源网协调规划模型,采用遗传算法求解。通过Garver 6节点系统和巴西南部46节点系统算例分析不同系统规模下风电相关性对规划的影响。算例分析结果表明:风电相关性对局部规划方案影响显著,对全局影响较小,应避免建设连接有相关性较强的风电场接入点的输电线路,减少风电功率趋同变化的不利影响;经济性方面,投资费用增加,运行费用降低,对总费用影响不明显。     

考虑风力发电随机性的配电网重构

针对含风力发电的配电网系统建立风力发电机和负荷随机模型.采用提出的粒子群引导的最小生成树算法对配电网进行重构,引入随机潮流分析风力发电机随机出力对配电网的影响,并以有功损耗期望值和静态不安全概率评价重构方案的优劣,获得合理的重构方案.该重构算法综合了粒子群优化算法和最小生成树算法的优点,避开了粒子群优化算法在优化过程中产生的大量无效解,引导生成树向目标函数最优方向发展.算例仿真结果表明,文中采用的方法不仅可以降低系统有功损耗,而且有效地解决了风力发电随机性对系统稳定性的影响.     

考虑风力发电波动性的分布式发电可靠性规划

为保障分布式能源规划的科学性与可靠性,进行了分布式风电选址与选型研究。运用威布尔分布表征全年风速分布变化,并结合风机功率曲线方程,对风机出力波动性进行建模。在此基础上,构建分布式发电的波动的成本模型。以系统成本最小化目标,提出优化方案对分布式风电的选址和选型优化提供理论依据。根据情景实例分析,表明该模型和优化方案可以为分布式风电的选址和选型提供科学的理论依据。     

考虑风电非线性相关性的配电网概率潮流研究

风电之间具有非线性相关的特性,研究其对配电网概率潮流的影响,对提高系统的安全性、可靠性和经济性具有重要意义。提出一种考虑风电之间非线性相关性的配电网概率潮流计算方法,该方法基于经验Copula函数生成风电功率样本,与常规的基于高斯分布、t-分布等概率分布函数的方法相比,基于经验分布函数可以较好地反映风电功率的随机特性。建立含风电的配电网潮流模型,介绍PQ节点、PV节点以及PQ(U)节点的处理方法,并采用前推回代法进行解算。最后,将所提方法应用于纯辐射型配网和弱环型配网概率潮流计算中,对比分析不考虑风电相关性、考虑线性相关性以及考虑非线性相关性的结果。对比结果表明,考虑非线性相关性的结果与实际情况更为接近,可为电力系统运行调度提供更为准确的参考信息。     

分布式可再生电源对配电网投资规划风险分析

结合DG的发电特点,以传统规划方案为参照,从供电公司角度出发,分析了分布式发电（DG）对电网规划带来的经济效益和增加的成本,并提出了简单实用的数学模型,旨在说明与传统规划相比计及DG的配电网规划的利弊。最后,以风力发电为例进行了验证。     

含风力发电机组的配电网潮流计算

将每一台风力发电机组的有功出力视为风速的函数,将其无功出力视为有功功率和节点电压的函数,建立了基于异步发电机等值电路的风力发电机组P-Q(V)稳态模型,提出了确定并联电容器组初始安装容量、安装组数和实时投切组数的方法。将运用C 语言编制的程序嵌入已有的前推回推法潮流计算程序,实现了考虑风力发电机组的配电网潮流计算。采用改造后计及分布式电源的配电网潮流计算程序对33节点系统进行仿真计算,结果表明了该方法和程序的有效性和实用性。     

利用分布式风电并网改善配电线路末端电压

配电网处于供电服务的最后环节,其"薄弱"问题长期存在,导致末端电压低和供电能力不足的问题经常出现,靠常规手段难以解决。文中提出一种基于分布式风电的配电网末端电压调制技术,其核心思想是在配电网末端并入风电机组,减轻配电线路传输电力,以此提升线路末端电压。以一段典型的辐射式配电线路为例,研究了该技术在改善配电网末端电压、提升配电网效率等方面的实际效果,分析了要使这种技术实用化的需要解决的关键技术,并说明了下一步工作重点。实践数据印证了所述的理论分析结果。     

基于Copula理论的风电场间风速及输出功率相依结构建模

在电力系统规划和运行中,对风能的随机相关性进行建模是获取准确结果中非常重要的环节。鉴于风速分布呈现非线性和尾部相关性模式,区别于应用较为广泛的线性相关分析,文中引入了Copula函数对风电场风速以及输出功率之间的相依结构进行系统建模,建立了多风电场风速及功率的联合分布函数。对甘肃酒泉地区4个风电场风速相依结构的研究表明,对于有一定相关性的2个风电场,其风速之间的相关性呈现非对称的尾部特性,单一Copula函数较难精准表述其相依结构,故构建混合Copula函数,即根据拟合优度检验选取合适的Copula函数的凸组合进行描述更为准确;对福建2个风电场输出功率相依结构的研究表明,Gumbel-Copula适合用于2个风电场输出功率的相依结构建模。最后给出了四维风速的相依结构模型。     

风电场对地区配电网电压稳定性影响研究

风力发电作为可再生能源中一种重要的利用形式,是目前技术最成熟,最具规模开发的发电形式。由于风资源的大规模开发、单一风电场装机容量的增加,风力发电在配电网中所占比例越来越大。风电场在配电网中所占比例逐渐增加,其输出功率的波动性对电网电压造成很大影响。通过建立风电场的相关数学模型,对风电场接入配电网影响电压稳定的各种因素进行分析。