考虑多时段耦合特性的联络线功率可行域确定方法

为了解决现有方法未计及多时段耦合特性、无法准确刻画联络线功率可行域的不足,提出一种考虑多时段耦合特性的联络线功率可行域确定新方法。所提方法可考虑火电机组多时段爬坡耦合约束,基于时段聚类思想,将多时段联络线功率可行域解耦降维表征,缓解了现有方法在高维联络线功率可行域刻画中的计算量爆炸问题,从而有效刻画联络线功率可行域。同时,为推动电力资源的广域优化配置,研究分析了以火电机组深度调峰为代表的弹性资源对多时段联络线功率可行域的影响。以IEEE 30—IEEE RTS96节点联合算例的仿真分析验证了所提方法的有效性和准确性。     

考虑无功调节成本的直流联络线功率优化方法

直流联络线功率的灵活调节会造成无功设备频繁动作,影响设备使用寿命.为此,提出一种考虑无功调节成本的直流联络线功率优化方法.首先,根据传统直流的无功特性,制定含直流不可行区间的联络线功率运行策略.其次,建立无功调节成本模型,将无功设备动作次数转换为无功调节成本进行优化,以降低直流两侧无功设备的动作次数.最后,以互联系统运行总成本最小为目标函数,建立直流跨区互联电网日前计划优化模型,并采用两个修改的IEEE 39节点系统互联进行算例分析,验证所提方法的有效性.     

考虑功率互济的多区域电网储能系统联合优化配置

在新能源并网规模逐步提升的背景下,针对广域互联电网的多储能规划问题,建立考虑区域电网互济的储能系统联合规划优化配置模型。首先,建立多区域电力系统的网络等效模型,以刻画多区域互联系统的功率互济关系,并提出多区域系统的机组启停安排方法,计算不同区域的机组日内启停方案。其次,针对互联电网的多区域储能协同规划问题,建立计及功率互济的多区域储能联合双层优化配置模型。模型外层以多区域新能源总弃量最小为目标,优化计算各区域的储能配置;内层以区域间传输功率与区域注入功率的波动量最小为目标,以获得火、储以及新能源的最优出力方案。然后,利用全场景近似网损和联络线综合利用率,实现多区域储能规划方案的效益评估,实现储能投资价值的量化。最后,通过算例分析验证所提模型及方法的有效性。算例分析表明,所提模型可充分兼顾各区域新能源消纳要求,有效提升全网消纳指标,节约储能系统投资,可应用于广域互联电网的储能系统协同规划。     

以直流联络线运行方式优化提升新能源消纳能力的新模式

在大规模新能源接入的互联电网中,充分利用直流联络线的调整能力,将极大地促进更大空间范围内的新能源消纳。为此,文中提出了一种以直流联络线运行方式优化提升新能源消纳能力的新模式。该模式将联络线交换功率作为可优化的资源,在满足联络线功率调整各种特性要求的前提下,通过联络线功率的调整促进互联电网的新能源消纳。建立了直流联络线运行优化的数学模型,考虑了联络线功率调整的各类约束条件,包括日交换电量不变、联络线功率曲线阶梯化、短时间内不得反方向调节等。基于国内某跨区直流输电通道的实际运行数据开展了算例分析,计算结果表明了所提出模式的有效性。     

考虑新能源不确定性的互联电网交换功率鲁棒优化模型

高比例新能源及其不确定性增加了多区域交流互联系统交换功率控制的难度,为保证区域间联络线传输功率的协调分布及其波动相对均衡,提出了一种考虑互联电网外特性的交换功率稳定控制模型。考虑互联系统自动发电控制(AGC)参与因子与联络线潮流分布的关联关系,推导并构建了互联系统AGC下的潮流模型。进而,以联络线功率波动幅值最小为目标函数,建立了基于鲁棒优化的区域交换功率稳定控制模型,并提出了一种基于松弛法的协同演化算法对该模型进行求解。以双IEEE 14节点和IEEE 118节点测试系统为例进行仿真分析,将无优化与鲁棒优化计算结果进行对比,结果表明鲁棒优化可以有效应对新能源随机出力的影响,对于外特性的稳定性具有明显改善效果,并验证了所提算法的有效性和实用性。     

促进跨区新能源消纳的直流联络线功率优化模型及分析

提出了一种考虑直流联络线功率阶梯化运行、送端电网与多个受端电网跨区协调的常规能源与新能源联合优化的发电计划模型。建立了直流联络线功率阶梯化运行的数学模型,该模型满足直流功率调整的各项特性要求,包括直流功率阶梯化、相邻时段不可反向调整、稳定运行持续时间、日交换电量不变等约束,既充分发挥了直流联络线可灵活调节的特点,又避免了高压直流换流设备的频繁转换,提高了直流联络线计划的可执行性。同时,该模型可考虑多个跨区互联电网间的多条输电通道,以及送受端电网间的系统负荷互补性和新能源接纳能力,实现了送受端电网间的协调调度,促进新能源在更大空间范围内消纳。基于国内某跨区互联电网的实际数据,验证了所提模型的有效性。     

基于日前调度时段组合的联络线功率可行域分析

借助联络线可用传输容量(available transfer capability,ATC)来评估跨区电网的通道传输能力，可能导致据此得到的联络线计划与子区域的运行条件不匹配或引起额外的再调度成本。提出了一种基于广域和邻域时段组合的联络线功率可行域分析方法，可以更好地适应日前调度的场景需求。首先，借助多面体投影理论分析了时段耦合关系对可行域计算的影响，并提出应对思路。然后，针对日前调度跨时段耦合的特点，设计了广域和邻域时段组合的策略并构造可行域模型，兼顾时段跨度较大的耦合约束以及相邻时段的耦合约束的影响，将广域和邻域时段可行域的计算结果合成得到日前调度各时段的联络线功率可行域。最后，基于118节点系统比对了不同方法计算可行域结果的差异，并分析了广域、邻域组合策略的互补作用；以与118节点系统互联的39节点系统为例，分析了联络线功率可行域对子区域调度计划的影响，由此验证了所提方法的有效性。     

一种基于区域间联络线功率限制的潮流算法研究

在常规潮流算法的基础上,提出了通过改变送端或者受端节点的注入功率、考虑互联电网区域间联络线传输功率限制的新算法,并用算例验证了算法的可行性。     

含风电并网的直流互联电网分散协调调度方法

对于含风电并网的直流跨区互联电网的日前安全约束机组组合问题,提出了基于目标级联分析法的分散协调调度模型。为充分利用直流联络线的灵活调整能力以提高风电的跨区消纳能力,对直流联络线的灵活运行特性进行了精细化建模,在此基础上,将直流联络线输送功率和发电机出力协调优化,将日前发电计划问题分解为上级调度中心负责互联区域间直流联络线潮流的协调优化主问题,以及下级调度中心以并行的方式独立优化各区域电网发电计划的子问题。以2区域12节点直流互联系统和由新英格兰39节点系统修改的2区域直流互联系统为例,验证了方法的有效性。结果表明所提方法符合我国电网分层分区的调度模式,并有助于提高风电的消纳能力。     

直流闭锁引发交流联络线功率波动的机理以及峰值计算

直流闭锁引发交流联络线功率波动本质上是一个阶跃扰动问题,直流闭锁激发出了两区域互联电网的振荡模式,因此应用二阶系统阶跃响应理论进行研究。由于区内直流闭锁和区外直流闭锁故障所对应的阶跃扰动量不同,故分别研究了区内及区外直流闭锁故障引发交流联络线功率波动的机理,给出了功率波动峰值的近似计算方法,总结了影响功率波动峰值的关键因素。以特高压互联电网实际系统为算例,分别采用所提近似计算方法以及电力系统仿真软件对交流联络线功率波动峰值进行了对比计算,结果验证了所提近似计算方法的可行性和正确性。     

基于节点传输贡献量的省间联络线潮流近似计算

提出以节点传输贡献量为量化指标的节点分类方法,提高了日前电力市场中省间联络线上有功功率的计算精度。以3机5节点的简单电网为例,详细说明了省级电网简化前后功率传输分布因子和注入转换系数的计算过程和步骤。以电网有向图为基础,搜索电源节点与负荷节点之间的可行路径,计算节点的传输贡献量,进而估计节点的注入转换系数,获得联络线潮流的近似值,并分析了以节点传输贡献量的均值为阈值对节点分类的优势。最后在IEEE 118节点系统中将所提方法、均值法和节点定性分类法分别应用于日前电力市场的省间联络线潮流计算,仿真和比较结果表明所提方法减小了注入转换系数均值的波动,与真实值相比,省间联络线潮流的平均绝对误差为0.49%,验证了所提方法的有效性。     

IPC增强互联系统稳定性控制策略研究

基于相间功率控制器IPC(Interphase Power Contmller)互联系统,比较了保证电网互联的IPC同步策略。从暂态振荡能量函数角度分析了联络线功率振荡的机理．提出通过调节联络线功率不断削减互联系统暂态振荡能量．从而达到阻尼联络线振荡的IPC参数控制策略。设计了IPC自适应模糊控制器,选择联络线两端电压相位差与联络线功率作为控制信号．对增益系数进行自适应模糊调节。以4机双区域测试系统为例,分多种情况进行了暂态时域数值仿真。仿真结果表明：该控制器能够保证互联系统同步,并有效阻尼联络线功率振荡,联络线传输功率和关键节点电压等指标也可得到保证．     

考虑联络线峰谷差和电网运行效益的综合能源系统规划

针对当前综合能源系统规划未考虑联络线峰谷差对电网运行的影响,提出了考虑联络线峰谷差和电网运行效益的综合能源系统规划方法。以电网全年运行费用和综合能源系统年费用标幺值之和最小为目标,以联络线传输功率为约束,建立了综合能源系统优化规划模型;利用精英保留策略遗传算法和分支定界法求解综合能源系统设备配置及优化调度,采用最优潮流求解计及联络线实际传输功率的电网运行效益。对改进的IEEE 30节点系统进行仿真分析,验证了所提模型的有效性;同时,控制联络线峰谷差率可以降低电网安全运行风险,减少综合能源系统接入带来的电网运行成本。     

计及送受端新能源和负荷相关性高压直流功率修正方法

近年来,中国高压直流输电技术的快速发展,为中国跨区消纳新能源电力提供了有效手段。在研究新能源出力特性基础上,基于相关系数法研究了高压直流送端电网新能源和受端电网负荷之间的相关性,在保证直流联络线日交易电量不变的前提下,建立了直流有功功率修正量数学模型,考虑了直流功率调整的各种约束条件,提出计及送受端新能源和负荷相关性的高压直流功率修正方法,以促进新能源消纳并提高直流输电通道利用率。并基于某在运跨区高压直流送受端电网的实际调度运行数据开展算例分析,验证所提方法的有效性。     

考虑直流联络线功率调整的跨区风电消纳模型

为了应对风电在西北地区难以大规模消纳带来的挑战以及当前跨区域电力外送方式存在的问题,考虑直流联络线功率调整以促进跨区域风电消纳成为目前的研究热点。首先以受端电网的直流接入量为目标,优化得到了其直流功率安全接纳限值;然后结合该值以送端电网内火电成本、弃风成本以及直流联络线功率偏差惩罚成本之和为优化目标,同时考虑直流联络线功率的优化以及送端电网内的安全运行约束条件,建立了一个混合整数二次规划(mixed integer quadratic programming,M IQP)模型;最后以具有高压直流外送通道的西北某电网为例对模型进行了验证。仿真结果表明所提模型能够促进风电的跨区域消纳,提高互联系统的经济性。     

基于IPC模糊控制的互联电网联络线潮流控制研究

为了提高互联电网问联络线负荷的稳定性,提出了一种联络线传输功率和频率协调模糊控制方案。通过调节联络线两端发电机组对两侧电网频率差进行调整,调节相间功率控制器(IPC)元件参数调整联络线传输功率,对调节参数采用模糊逻辑控制。模拟通过IPC互联的东北-华北电网,对不同控制区域进行控制仿真。结果表明,在一侧发生小扰动时,另一侧电网和联络线功率几乎不受影响,在大扰动时,两侧系统能可靠实现同步运行。     

基于联络线功率限制的多平衡节点潮流算法研究

针对互联电网区域间限制联络线传输功率的要求,提出了一种系统扰动后维持联络线功率为设定值的新算法。该算法分区域进行潮流计算,对送端系统侧采用常规潮流算法计算,受端系统侧采用多平衡节点潮流算法计算,可以实现通过改变受端系统侧的运行方式,维持联络线功率为设定值的目的。该算法物理意义清晰,容易实现,收敛性好,给出的算例验证了提出算法的可行性。     

基于断面信息的多区域互联系统频率响应模型参数估计方法

针对计及新能源惯量和频率支撑的多区域互联系统等效频率响应模型的参数估计问题,该文提出了一种基于联络线断面信息的简单方法,用以估计各区域等值机组与新能源场站的频率响应特性。首先基于区域内新能源场站至并网点联络线的断面有功功率与频率信息,估计区域内新能源场站虚拟惯量与有功-频率下垂系数。在此基础上,基于区域间联络线断面在惯量响应和一次调频时间尺度上的频率与传输有功功率数据,估计区域等值机组惯量与一次调频参数。然后结合各区域参数估计结果,构建完整系统频率响应模型。最后通过在PSCAD/EMTDC中搭建标准IEEE 5区68节点算例验证了所提频率响应模型及其参数估计方法的有效性。此外,在含50k W的柴油发电机和50k W基于虚拟同步控制技术的储能变流器的实际微电网系统中,进一步验证了所提估计方法的有效性。     

直流跨区互联电网发输电计划模型与方法

直流跨区输电为大范围资源优化配置和清洁能源跨区消纳提供了高效的物理平台。充分利用区域间电源结构互济、负荷特性互补的优势,可以有效挖掘电力资源跨区协调优化潜力、提升电网清洁能源消纳能力。为此,文中在兼顾现有国(分)、省两级调度模式的基础上,提出了以直流联络线功率为协调变量,区内优化、跨区协调的直流跨区互联电网发输电计划模式;建立了考虑直流调整灵活性、直流联络线日交易电量、联络线运行功率曲线阶梯化等实际运行要求的发输电计划模型;提出了以直流功率为引导变量的跨区边际机组识别方法,解决了上述大规模混合整数规划模型的求解效率问题。基于省网实际负荷曲线进行算例分析,验证了所提模式、模型、方法的有效性。     

基于联络线功率等值约束条件的潮流算法研究

针对互联电网区域间限制联络线传输功率的要求,提出了一种系统扰动后维持联络线功率为设定值的新算法。该算法设定联络线的交换功率,分区域潮流计算,可以实现通过改变受端系统侧的运行方式,维持联络线功率为设定值的目的。该算法物理意义清晰,容易实现,收敛性好,给出的算例验证了提出算法的可行性。