基于风电接纳空间电量回归模型的弃风率快速计算方法

近年来,风电发展迅速,弃风也日益增多,对电网弃风率做出快速准确评估对指导新能源开发规划、制订常规电源年/月发电计划具有重要意义。提出了一种评估未来电网风电接纳能力和弃风情况的新方法。文中以一段时间的接纳空间电量来衡量此时间段的电网接纳风电能力,经理论分析、回归修正,得到接纳空间电量与备用率、负荷率、负荷电量、常规机组最小出力系数的计算模型。然后,分析弃风率与风电理论电量占接纳空间电量比例的关系,经曲线拟合得到弃风率与该比例的分段线性函数。最后,以接纳空间电量为桥梁,得到弃风率与备用率、负荷率、负荷电量、常规机组最小技术出力系数、风电理论电量的计算模型。利用该方法,算例中评估了我国北部某3个省份2015年的弃风率,与时序生产模拟的对比验证了所提方法的有效性。并定义弃风压力指数作为风电优先调度难度的评估指标。     

陕西电网调峰能力及可接纳新能源能力研究

首先在总结陕西电网负荷特性、风电和光伏出力特性基础上,通过研究陕西电网后夜、中午时段调峰能力,采用两种原则确定可接纳的风电、光伏装机规模。进一步将历史风电、光伏全年8 760 h特性与负荷8 760 h特性相结合,对2020年陕西新能源装机容量下电网接纳新能源电量、新能源弃电量进行计算,全面反映水平年风电、光伏消纳情况。结果表明,陕西电网基本可接纳风电、光伏各500万k W规划装机容量。利用该方法,对陕西电网与周边电网联络调峰能力及弃电量进行敏感性分析,表明联络线冬、夏季应采用不同的调峰运行方式。     

考虑电解水制氢消纳弃风电量的制氢容量规划

为充分利用风电场弃风电量,提高风电场效益,提出风电场配套规划建设一定容量电解水制氢以消纳弃风。首先根据同一地区往年风电出力数据,模拟新建风电场出力时序曲线,然后根据电网中机组最小出力计算风电场弃风电量,最后建立电解水制氢消纳弃风电量模型,以经济效益最大为目标,利用粒子群算法求解得到最优制氢容量配置方案。以修改后的IEEE14节点电力系统为例,利用2021年比利时风电场实际出力数据进行模拟,验证了算法的有效性。     

基于随机生产模拟的风电场容量及电量效益

风电场对电力系统的贡献可概括为容量效益和电量效益2个部分。介绍了随机生产模拟的基本原理,将风电场按出力统计为一个等效多状态机组,并将其进行卷积以修正等效持续负荷曲线。提出了一种基于发电系统可靠性指标计算风电场容量效益的方法,基于随机生产模拟结果,考虑碳排放权交易,计算风电场的电量效益。以IEEE RTS-96测试系统和NREL风电数据为基础,计算风场的容量效益和电量效益,并对风电渗透率、风能状况、系统负荷、系统可靠性水平等影响因素进行了研究。     

“十二五”广西电网接纳风电能力分析

将风电出力参与系统电力平衡,根据平衡调峰计算结果,判断广西电网接纳风电的能力,并分析影响电网接纳风电能力的因素.提出广西风电季典型日出力曲线、年平均出力曲线及年出力曲线,根据风电出力曲线参与系统电力电量平衡,使用互联电力系统模拟软件,计算风电参与平衡后对系统调峰能力的影响.2013年电网接纳装机为1258.5 MW的风电出力后,缓解了系统电力、电量不足问题,未出现调峰不足问题.2015年电网接纳装机为4086MW的风电出力后,增大了系统盈余,系统调峰缺额增大,火电运行经济性差.2013年电网可以接纳规划风电场出力,2015年电网接纳风电后加大了系统调峰压力.电网接纳风电的能力主要受风电特性、电源结构、负荷水平和负荷特性的影响.     

风电年最大弃风电量计算方法及分析

为最大限度保障风电消纳,在规划论证风电装机规模过程中,有必要定量分析风电装机规模与弃风率、消纳风电电量占全社会用电量比重等指标之间的关系。提出年最大弃风电量的概念,基于风电出力和负荷持续曲线,提出了一种计算年最大弃风电量方法,并根据对持续曲线的近似,推导了年最大弃风电量的估算公式;计算最大弃风率与风电电量保证消纳比例等指标,可为风电规划设计提供参考。最后,通过算例分析验证了该方法的有效性。     

适应新能源发展的电力规划方法研究

研究了一种适应新能源发展的电力规划电力电量平衡和调峰计算方法。该方法首先建立了常规机组、新能源机组、负荷的概率分布模型,再进行卷积积分求出系统充裕度,并通过失负荷期望（LOLE）指标小于给定值完成电力电量平衡计算;在此基础上,提出了系统电力盈余系列指标,在假设所有常规机组都压到最小技术出力前提下,可通过该指标进行调峰计算,并求出具体时刻的弃风、弃光电量。算例表明,所提方法能正确反映新能源机组出力的随机性,合理计及新能源机组在电力电量平衡中的作用;对新能源高占比系统,因弃风、弃光现象时有发生,所提调峰计算方法更适用于对新能源电量消纳的计算。     

考虑风险约束的高载能负荷-风电协调调度方法

由于可离散调节的高载能负荷不适用于在短时内连续调节的特点和风电出力的不确定性,高载能负荷参与消纳风电时,会导致负荷用电与风电出力不匹配的问题。针对该问题,提出一种计及负荷方风险约束的高载能负荷-风电协调调度方法。首先,基于风电可接纳区间的概念和风电场出力概率密度分布,建立电网对风电的接纳能力的模型。接着,根据电网接纳能力外的弃风情况,构建了与高载能负荷用电计划增量和风电弃风量相关联的风险约束,使负荷方能够在一定程度上规避由于风电不足导致的负荷增量与风电新增发电量不匹配的风险。然后,基于高载能负荷调节对风电可接纳区间的影响,建立了以风电消纳为目标的鲁棒机组组合模型,保证线路容量约束的满足。最后,在IEEE RTS-79系统中对所提方法进行了验证,并分析了高载能负荷侧的保守程度对协调调度的影响。     

基于加速时序蒙特卡洛法的风电场置信容量评估

随着风电资源接入电网规模的增大,如何快速准确地评估待建风电场的置信容量是电力系统规划时需要考虑的问题。文中基于有效载荷容量这一概念,根据新能源接入前后系统可靠性不变的原则,从负荷侧评价了风电资源的置信容量。在计算可靠性指标时,针对当前解析法无法考虑负荷曲线时序性而时序仿真法计算时间较长的问题,提出了一种可靠性指标的加速时序蒙特卡洛计算方法。在此基础上,在计算可靠性较高的系统风电置信容量时,将该方法和线性插值法相结合,避免了采用仿真法计算可靠性指标时的数值波动对弦截法迭代过程造成的不利影响。最后,利用甘青地区电网实际机组、负荷和风电出力数据设计了算例,并验证了算法的正确性。     

基于调峰能力分析的电网弃风情况评估方法

随着风电弃风现象的日益增多,如何有效评估未来电网的弃风情况已成为宏观决策部门和风电企业都非常关心的问题。为此,提出了一种新的评估方法。其原理是:针对某个评估水平年,先以各月典型日负荷曲线为基础模拟出月内各日的负荷曲线,进而通过电源调峰能力分析得到各日各时段的电网接纳风电空间;之后,以历史风电标幺值曲线乘以规划风电装机容量作为可能的风电出力曲线;然后,通过二者的比较得到各日的风电弃风功率时序曲线。利用该曲线可统计得到年弃风比例、年利用小时数、年弃风功率持续曲线、年弃风电量月分布、年弃风电量峰谷分布等各类数据,从而全面反映水平年风电弃风情况。利用该方法,算例中对2015年东北电网的风电弃风情况进行了评估。     

基于非时序模型的新能源消纳能力评估方法

随着风电和光伏装机容量的快速增长,弃风和弃光问题日益突出,开展新能源消纳能力研究,建立消纳能力量化评估体系对电网调度的运行和控制工作有着重要的意义。文中提出了一种基于非时序分析模型的新能源消纳能力量化评估方法。该方法基于概率分析理论,首先利用阿基米德Copula函数构建了新能源理论出力的概率分布,通过负荷特性构建了系统新能源消纳空间的概率分布,进而得到了系统新能源弃电功率的概率分布。然后,再通过新能源弃电功率的概率分布计算得到新能源弃电率,评估系统的新能源消纳能力。最后,基于EPRI 36机组系统验证了所提方法的正确性和有效性,并分析了负荷、新能源装机容量、常规机组调峰率以及备用水平对弃电率的影响。     

基于时序生产模拟仿真的宁夏电网风光优化配比研究

宁夏风和光资源丰富,风电和光伏发电发展并驾齐驱。建立了含新能源发电的电网年度时序生产模拟仿真模型,以电网节能减排效益最大为目标,综合考虑了风光出力特性、负荷特性、机组调峰特性、不同种类供热机组热电耦合特性等因素。在建立模型的基础上,仿真研究了2015年宁夏电网新能源发电接纳能力,得到了综合考虑新能源限电率和电网节能减排效益的风光优化配比。该结果可为地区风电和光伏发电建设、电力系统调度以及政府相关政策制定提供指导。     

基于时序生产模拟的新能源年度消纳能力计算方法及其应用

随着中国风电、光伏等新能源高速发展,不断提高电力系统新能源消纳水平、降低弃风、弃光电量成为电网调度机构面临的重大挑战。新能源年度消纳能力计算是提前预估电网新能源消纳空间、优化年度运行方式安排、做好新能源消纳工作的关键环节。分析了新能源消纳能力计算的研究现状,提出了基于时序生产模拟的新能源年度消纳能力计算方法,建立了含机组启停机约束的混合整数规划模型,开发了新能源生产模拟仿真软件,并基于2015年一季度实际数据验证分析,证明了所提方法和模型的准确性和适应性,在开展新能源富集的“三北”地区年度消纳能力计算实际案例研究的基础上提出了相关建议。     

促进风电消纳的发电权交易优化方法

在可再生能源消纳问题凸显背景下,可再生能源电源尤其是风电与自备电厂间的发电权交易是一种降低弃能、促进消纳的积极尝试。但是目前缺乏对发电权交易机制促进可再生能源消纳效果的中长期评价与优化工具。提出了基于随机生产模拟的发电权交易促进风电消纳效果的快速定量评估方法。首先分析了发电权交易的执行方式并总结了影响其提升消纳效果的主要因素,构建了中长期弃风电量概率评估模型;然后探讨发电权交易对风电出力概率特性曲线的整形作用,并深入分析弃风改善效果与交易容量、启动交易风电理论功率、交易时间之间的关系,从而实现了对发电权交易关键参数的优化。最后通过算例仿真验证了所提算法在月、年时间尺度上进行快速优化与效果评估的有效性。     

跨区特高压直流外送优化提升新能源消纳能力研究

随着跨区特高压通道陆续建成投产,“三北”地区外送能力逐年增加,但新能源弃风、弃光问题并未根本解决。结合电网生产运行实际情况,对多区域间特高压直流外送功率协调优化促进新能源消纳开展研究。首先,分析了典型地区新能源弃电功率的分布特点,研究了不同区域间新能源发电功率的互补性;然后,建立了考虑跨区直流功率优化的新能源消纳能力计算分析模型;最后,针对多地区测算了跨区特高压直流互补促进新能源消纳的效果。算例分析结果表明,所提出的特高压直流优化运行方法提高了全网的新能源消纳能力,可实现多地区新能源消纳空间的充分利用。     

促进可再生能源消纳的多能互补时序运行模拟技术

针对风、光、水多种可再生能源多能互补效益的准确评估问题，基于多风电场与太阳能光伏电站的中长期随机出力时序模拟，考虑库容影响的水电短期优化方法，以中长期水电优化结果为边界，提出水/火/风/光多种能源协调互补的电力系统时序运行模拟模型，并以可再生能源装机比例较高且消纳问题严重的中国西部电网为实证案例进行生产运行模拟计算。研究结果表明：西北、西南地区电源结构、负荷特性差异较大，跨区互补优势明显；建设西北与西南联网通道，可以实现多能互补，有效提高可再生能源外送通道利用效率，提升西部地区可再生能源消纳能力。     

基于调峰约束的河北南网风电消纳能力研究

河北省南部电网以火电为主,在河北南网北部的保定地区、东部沿海的沧州地区,具有丰富的风能资源,近几年发展迅速。随着风电的大规模集中并网,电网调峰能力已成为制约风电消纳的主要因素。结合负荷特性、风电出力特性,本文分析了河北南网的调峰能力,提出了通过两个关键约束指标推导计算风电消纳能力的新方法,计算分析了河北南网风电消纳能力。对合理确定河北南网"十三五"风电发展规划提供了重要参考。     

高弹性电网下新能源消纳研究

为制定新能源合理性发展战略,文中提出了一种高弹性电网下新能源消纳方法。首先,分析了新能源并网影响;然后,构建了高弹性电网下新能源消纳框架,通过电源、电网和负荷方面协调调度,提升新能源消纳能力,并提出多种新能源消纳项目;最后,通过案例仿真采用“移动变压器”和退役电池接入方案减小等效负荷峰谷差,提高系统调节能力,通过移动变压器灵敏性分析得到退役电池最佳配置容量,结果证明了所提方法对新能源消纳的促进作用。     

可再生能源配额政策对新能源发展影响分析及消纳策略研究

近年来,我国新能源快速发展,同时也出现了较为严重的弃风、弃光问题。为了解决新能源消纳问题,国家出台了可再生能源消费配额相关政策。首先从容量效应、电网联通效应与限制效应3个方面分析了可再生能源配额政策带来的影响,再从挖掘本地能源潜力、接纳跨区输送电力、优化区外送电曲线等方面提出了相应的新能源消纳策略,最后以时序生产模拟模型为基础,通过对某省电网2020年不同策略作用下的消纳情况进行了实证分析。     

基于有效出力曲线的最大风光装机容量评估

在可再生能源占比高的电网中,可再生能源的波动性和间歇性给电网带来较多不确定因素,增加了电网规划的难度。在中长期规划中,为确保电网可以承受并消纳持续增加的可再生能源,需要对电网的最大可再生能源装机容量进行评估。为此,提出一种基于全年同一时刻有效出力的风光消纳能力评估方法,以中长期规划为出发点,从调度层面计算电网最大风光装机容量。利用历史风光出力数据得出具有该地区特征的风光有效出力,并以此建立风光消纳最大化模型。采用某地区电网数据对模型进行验证,结果表明该模型在全年尺度上具有适应性,可准确反映电网消纳风光的能力。