大规模风电接入输电网的源网联合规划

随着电网中风电比重的不断提高,电网有限的输电能力造成的输电阻塞和弃风现象严重制约了风电的消纳。为提高风电的消纳能力,同时考虑电源和电网规划运行,以系统建设运行成本与弃风水平最小化为目标建立源网联合规划双层模型:外层-源网规划模型主要关注长时间尺度的系统网架规划问题,以系统建设运行成本和弃风水平最小为多目标;内层-系统运行模型主要关注短时间尺度的系统运行问题,以系统运行成本最小为单目标。通过改进型非劣分类遗传算法(NSGA-II)和CPLEX联合求解,得到风电最优的接入选址和输电网最佳扩容方案。通过算例分析了不同规划场景下的优化方案,所提规划模型能够有效提高风电消纳水平,减少系统投资运行成本。     

基于风电-负荷匹配度提高风电消纳能力

为提高风电就地、就近消纳能力,从电网规划角度出发,提出风电—负荷匹配度的度量方法,通过对不同风电平衡区域划分的电网规划方案进行风电—负荷匹配度计算,得到最优的风电平衡区域划分方案,以提高电网对风电的消纳能力。以贵州省威宁地区作为风电中心区域,对该地区与周边区域进行风电平衡区域划分,通过计算峰谷差率、负荷波动率、风电—负荷匹配度等指标,为该地区提供了风电消纳的优选方案。结果显示该方法能够有效提高风电的就地就近消纳能力,对电网规划工程师进行风电送出电网规划、风电并网设计具有重要的工程指导意义。     

长周期大范围风电消纳的电力电量联合优化模型与应用

为解决目前中国面临的风电消纳难题,提出利用多元发输电资源在年度、月度等长时间周期,以及在跨区跨省等更大范围协调消纳,可提升风电等清洁能源的消纳水平。建立以系统运行成本最小为目标的长周期大范围风电消纳的电力电量联合优化模型,解决了时段耦合的电力电量联合优化建模,多元发电、发输电协调优化建模等长周期优化的关键问题,通过混合整数规划加以求解,实现了长周期大范围风电消纳的定量决策。利用某区域电网的电力系统实际算例对模型进行测试,算例分析表明,模型能够在长周期协调优化不同类型的发电机组与输电线路,提升风电消纳水平。     

基于机组组合的风电消纳能力研究

电力系统消纳风电能力的准确掌握,对于风电场建设规划以及辅助实际运行的调度决策意义重大。风电消纳的效率分析给电网高效利用风电提供了理论支持,风电消纳效率主要是用来衡量扣除电网消纳风力发电的成本后,风电对于电网净减排的贡献率。本文以目前我国的电源结构作为切入点,采用机组组合的生产模拟方法,从成本上分析了电网消纳风电的费用构成。基于二次规划模型,从理论上推导出了电网消纳风电效率与系统运行方式、机组参数和电网消纳风能比例等因素有关。最后通过实验仿真验证了理论的有效性和实用性。     

考虑大规模风电接入的电力规划研究

由于风电出力的不确定性、反调峰性和风电场选址的限制等问题,大规模风电并网后要求电力系统留有更多的备用电源和调峰电源,且电网结构薄弱远距离输送能力有限,使得多数风电场出力无法被消纳,对系统的稳定运行、电源规划和电网规划等方面造成了很大的负面影响,阻碍了风电的规模化应用。分析了大规模风电接入对系统可靠性、系统备用以及运营成本等带来的挑战,从电力规划角度回顾和评述了国内外风电接入系统在电源规划、电网规划以及电源电网协调规划等领域的研究进展和研究现状,明确了该领域的研究重点和研究方向。     

计及火电机组灵活性改造的电源扩展弱鲁棒规划

风电出力的不确定性给电力系统规划与优化运行带来较大挑战。对火电机组进行灵活性改造能有效提升电力系统的灵活性、促进风电的消纳。文中利用盒式约束与1-范数约束对不确定风电出力进行建模,考虑火电机组的灵活性改造技术优势和经济耗费,从电力系统价值整体提升的角度出发,建立了以投资费用与系统运行成本之和最小为优化目标的电源弱鲁棒优化规划模型。所提模型改善了传统鲁棒规划模型的保守度,提升了规划方案的经济性。以改进的IEEE-RTS24节点系统与区域电网实际系统对所提模型进行仿真分析,算例结果验证了所提模型的鲁棒性与经济性。     

利用合理弃风提高大规模风电消纳能力的理论研究

由于风电具有间歇性和反调峰性,其大规模接入电网必将影响电力系统各个方面。针对大规模风电接入电网将会恶化系统调峰的问题,提出在现有电源结构的情况下,利用合理弃风提高大规模风电消纳能力的理论研究方法。从风电反调峰性的角度论证了合理弃风的必要性和可行性。利用weibull分布拟合等效负荷曲线并作为分析依据,量化弃风功率对调峰的改善系数和弃风对风电发电容量的影响。以甘肃和陕甘青宁电网为例,对该方法进行验证,结果表明可以通过合理弃风放弃部分风电发电容量来改善系统调峰性能,提高大规模风电消纳能力,也可为电网规划人员提供决策支持。     

基于风电功率预测的电网调度优化控制研究

近年来,由于山西电网风电装机不断翻番,大规模风电并网后对电力系统调峰造成一定程度的压力。电力系统运行既要充分利用风力发电产生的清洁电源,又要保证其他常规电源的安全稳定。传统的调度运行技术不考虑短期和超短期的风电功率预测,通过分析风功率预测与调度关系,然后重点阐述了如何通过超短期风功率预测来协调风电与常规电源的运行,最后通过整数规划将风电场优化控制作为落脚点,从而保证了电网安全、稳定、经济的优化运行,进一步加大电网对清洁能源的消纳。     

全球能源互联电网发展的规划技术框架及研究方向

综合分析现有输电网规划技术水平,从完善并发展电网规划理论与方法角度出发,提出全球能源互联网规划技术框架,并分析了同步电网建设规模评估、建设时序优化、输电能力提升、经济性评价、新能源消纳提高、风险水平量化等技术发展方向和研究重点,为指导全球能源互联电网规划安全、稳定、经济奠定了重要基础。     

需求响应不确定性对日前优化调度的影响分析

需求侧资源参与电网有功调度是消纳风电的重要方式之一,但价格型需求响应的不确定性又会对电网调度产生重要影响。为分析该影响,文中首先分析了负荷响应量、负荷自弹性系数和电价激励水平对价格型需求响应不确定性的影响,并建立了分时电价下的负荷模糊响应模型。在此基础上,考虑价格型需求响应、风电出力和系统负荷的不确定性,建立了考虑风电消纳效益的电力系统源荷互动日前模糊优化调度模型。根据模糊规划理论,对模糊期望约束和模糊机会约束进行了等效处理,等效后的模糊优化问题可以转换为确定性优化问题,并分析了价格型需求响应不确定性对电力系统日前优化调度的影响。通过仿真算例验证了模型的有效性。     

考虑风电接纳水平及负荷增长的海上风电场多阶段规划

现有海上风电场规划建设鲜有考虑建设时序,多属于静态单阶段规划,易造成初始规划方案与中、后期的运行间缺乏有效衔接的问题,为此,提出一种考虑风电接纳水平的海上风电场多阶段规划方案.建立以购电成本最低为目标的日前市场竞价模型来评估电网对海上风电的最大接纳水平,获得未来多年不同负荷水平下区域电网对海上风电的最大接纳水平及上网电...     

变电站规划模型改进研究

在现有变电站规划模型的基础上,结合城市电网规划技术导则,将供电容量约束、容载比要求、最大供电线路距离等约束条件转化为罚函数,与变电站建设总投资费用组成规划模型目标函数。根据改进后的变电站规划模型特点,选择适于求解大型复杂优化问题的自适应粒子群优化算法对目标函数进行求解。通过实际算例验证改进模型的有效与实用性。     

基于离散多目标蜻蜓算法和改进FCM的风电协调输电网扩展规划研究

针对风电并网协调输电网扩展规划问题,提出一种基于离散多目标蜻蜓算法和改进FCM的风电协调输电网扩展规划方案。首先以投资建设成本、网损成本和弃风量为指标构建多目标风电协调输电网扩展规划模型。设计加权多核改进FCM算法,有效模拟风电空间分布多维运行时空特性。其次,提出柔性N-1安全校验策略,筛选出隶属度较低、出力和负荷较大的极端场景。设计离散多目标蜻蜓算法,提高算法多目标优化问题求解精度。最后,采用离散多目标蜻蜓算法对风电协调输电网扩展规划模型进行求解,提出最优规划方案确定策略。仿真实验证明了所提方法的有效性。     

考虑运行维护需求的海上风能与波浪能联合发电非同期规划

随着海上风电的规模化发展,海洋多能综合利用被广泛关注.在双碳战略背景下,探索在海上风电场内增设波浪能装置的可行性意义重大.提出一种考虑运行维护需求的海上风能与波浪能联合发电的非同期规划模型与优化方法.考虑海上风电场停机检修的用电需求,在现有海上风电场内增设波浪能发电装置;分析海上风机位置、运行维护及船只靠泊防撞等工程需求,优化波浪能装置布局.评估海上风能与波浪能的联合布置方案,最终得到综合考虑经济性、可靠性的优化方法.算例研究结果表明,采用联合发电的规划模型与优化方法可在保证联合发电可靠性的同时,有效提升联合发电经济效益及风机运行维护的便利性.     

计及风电汇集系统静态电压稳定性的网储联合规划

化石能源急剧消耗和生态环境问题的凸显,使得以风电、光伏为代表的可再生能源迅速发展。然而,网源发展不协调、风电随机性及并网点电压稳定性等一系列问题阻碍了风电大规模并网。综合考虑风电的不确定性、规划方案的经济性和风电场汇集系统静态电压稳定性等3个方面,建立了计及风电场接入的网储联合规划模型。考虑到模型的非线性特征,提出利用改进粒子群算法求解联合规划问题。改进的Garver-6节点系统算例结果表明,联合规划模型可以有效减少弃风率,在考虑经济性的同时兼顾稳定性问题。     

基于多场景的风电场接入与输电网协调规划

结合大规模风电并网的需求,在建立风电场出力多场景概率模型的基础上,提出了两步的风电场建设与输电网扩展协调规划综合模型。模型联合考虑了风电场接入和输电网建设情况,同时兼顾了对规划方案技术性、经济性、协调性及适应性这4个方面的要求,实现了规划方案的综合效益最优化。最后以考虑风电接入的测试算例验证了所提出模型的有效性。     

城市电网规划建设与城市规划的关系探讨

对目前在城市电网规划建设中存在的电网规划建设用地困难、城市电网建设与城市其它基础设施建设的矛盾、以及城市电网对环境的影响等问题进行了深入分析,阐述了产生这些问题的根源,并强调指出城市电网规划应该完全纳入城市建设的总体规划中,同时针对城市电网规划建设中存在的问题,得出了具体的解决办法。     

考虑风电扩建不确定性的电网规划方案概率化评价指标及方法

风电项目建设地点和启动时间受自然、人为因素影响,存在较大不确定性,对电网规划产生重要影响。针对风电扩建的不确定性提出了电网规划方案概率化评价指标与方法。分析了风电扩建不确定性,然后提出电网扩建概率、电网扩建成本期望、规划方案对风电建设适应性等指标,并提出了基于电网扩展双层随机规划模型的概率化适应性评价方法。算例验证了所提指标及方法的有效性。     

基于潮流、可靠性线性化分析的海上风电场集电系统集中式拓扑优化

海上风电是新型电力系统的重要支撑，其集电系统需要大量昂贵海缆，占总成本比重较高，优化规划较为困难。为此，提出适宜集电系统的含网损线性潮流模型，基于决策变量构建潮流约束。考虑开关的优化配置，将可靠性综合成本引入模型，并对场景进行解耦，基于网络流模型构建故障功率流变量实现具有可靠性的数学约束化建模分析。综合多方面成本建立集电系统规划模型，将风机聚类后，进行集中式优化得到最优的拓扑设计。同时，提出标准成本的概念以综合评判设计方案与求解模型的优劣。最后，通过该方法与现有方法的算例对比，说明该方法得到的方案具有更低的标准成本，该模型具有更好的计算精度。综上，所提出的模型及方法更适宜于集电系统的规划分析问题。