电力系统短期运行充裕性评估及决策

大量随机波动性电源接入给电力系统运行充裕性带来了显著影响,如何准确评估运行充裕性以及基于运行充裕性进行调度决策是新能源电力系统运行面临的新问题。以风电为例,同时考虑来自电源和负荷的双侧随机因素,将传统可靠性指标改进推广到短期运行充裕性评估中,并在此基础上提出了一个新的充裕性指标,对指标的数学含义和计算方法进行了讨论。以含风电电力系统的机组组合为例,研究所提指标在短期运行充裕性决策中的应用。算例首先对RBTS系统进行了运行充裕性评估,其次给出了所提充裕性指标约束下的机组组合方案。结果表明,所提指标能够更准确地刻画随机因素对系统运行充裕性的影响,基于充裕性指标的机组组合决策能够给出不同充裕性水平下的机组启停方案和出力计划以及对应的系统充裕性量化值。研究成果为随机波动性电源大规模接入电力系统的短期运行充裕性问题提供了一套评估指标和评估方法。     

基于蒙特卡罗算法的发输电系统充裕性模型及评估方法研究

发电容量充裕性评估可为电力系统的规划及运行提供决策依据,通过对发电容量充裕性的相关指标和蒙特卡罗仿真算法研究,建立了考虑电网主要随机因素的发输电系统充裕度概率评估模型,设计了基于蒙特卡罗法的可靠性仿真流程,并用该方法评估了基于现有系统备用配置情况的南方电网发电容量充裕性,验证了该方案和模型的正确性及可行性,结合仿真结果推荐了南方电网备用确定原则,为电网的规划设计及其安全运行提供了有价值的参考依据。     

高比例新能源电力系统灵活性资源充裕性评估分析

随着我国实现双碳目标的提出,未来会有更高比例的新能源接入电网。提出了一种用于对含高比例新能源的电力系统灵活性资源的充裕性进行评估的分析方法。所提出的灵活性资源的充裕性指标可以根据净负荷变化的周期曲线特征来评估灵活性容量需求与运行备用需求的关系。所提周期曲线模型可以表示净负荷变化量和变化率的发生概率。因此除了可以评估含高比例新能源的电力系统的充裕性外,还可以评估灵活性资源的充裕性。最后,通过模拟典型的电力供需平衡场景对所提方法的指标进行了仿真验证。     

风电并网后大电网充裕性评估研究现状与展望

在对包含大量间歇性能源的电力系统进行充裕性评估时有很多难题,特别是对包含大规模并网风电场的电力系统,因为风能具有随机性,风电并网后需要重新评估电力系统的充裕性.对国内外在风电并网后大电网充裕性评估领域的研究现状进行了综述,主要包括含风电场的大电网充裕性指标及评估方法、风电场可靠性模型、风电场并网对大电网充裕性的影响,并...     

风电爬坡事件对系统运行充裕性的影响评估

风电爬坡事件具有大波动性和强不确定性的特点,可造成系统中发用电的严重不平衡,从而导致负荷损失。在分析风电爬坡事件特征和爬坡预测研究现状的基础上,建立了风电爬坡事件模型,定量表示爬坡事件表征量与风电功率曲线之间的关系;同时考虑负荷预测的不确定性,采用场景削减方法生成风电爬坡过程对应的典型净负荷场景集。构建了评估系统运行充裕性的指标体系,推导了缓冲失负荷概率指标的计算公式;将系统状态分为充裕、失负荷和临界3种,分别计算各状态对应概率及失负荷严重程度。以甘肃电网为例,典型事件的评估结果验证了所述方法和指标体系的有效性和合理性,分析了常规机组爬坡速率及系统备用比例在防范风电爬坡事件不利影响方面的作用。     

大规模风电接入后的系统调峰充裕性评估

风电大规模开发后能否并网发电,主要取决于电力系统是否有充裕的调峰容量。如果调峰容量不足,风电则不能并网发电,因此考察电力系统调峰充裕性意义重大。定义了调峰需求持续曲线,基于非序贯蒙特卡罗模拟方法提出了调峰不足概率和调峰不足期望指标。所提指标考虑了机组强迫停运率和风电随机波动对系统调峰充裕性的影响,有效地反映了系统的调峰容量需求,有助于确定合适的风电接入规模。利用所提方法对IEEE—RTS系统进行了调峰充裕性评估,验证了所提方法的可行性与有效性。     

基于概率风险评估的发电容量充裕度分析及其应用

发电容量充裕度分析是电力系统可靠性评估的重要组成部分。首先,阐述了基于概率风险评估的发电容量充裕度分析的模型、方法及其流程;之后,介绍了该方法在法国电力系统中的实际应用,并分析了截止到2016年法国发电容量充裕度水平;在此基础上,结合我国电力系统的实际情况,对上述方法进行改进,提出了采用多种评估模式进行仿真,并计及机组检修计划因素的发电容量充裕度评估方法;最后,以广东省电力系统为例,对改进的基于概率风险评估的发电容量充裕度分析方法进行实例验证,结果表明所提出的方法是可行、合理的。     

基于Copula-UCVaR风险度量的风电场投资时序规划

文章将调峰充裕性风险和经济价值考虑到风电场群和常规机组的有机协调中,并据此提出了一种风电场投资时序决策方法。首先,为衡量风电场投资的经济价值,结合期权理论构建了经济价值评价模型。其次,为了研究风速相关性对调峰充裕性风险的影响,并且考虑投资者的风险偏好,在利用Copula函数描述风速相关性之后,提出了基于改进的考虑投资者风险偏好的条件风险价值（conditional value-at-risk with the utility function,UCVaR）指标。进而建立了双层规划模型,综合评估了经济价值和调峰充裕性风险,并结合蒙特卡洛模拟和遗传算法进行求解。最后,算例给出了6种情景下的最优时序方案,计算结果表明了风速相关性、投资者的风险偏好和风险度量指标的选择都对风电场投资时序规划有较大的影响。     

电力市场中发电容量充裕性评估方法及保障机制

随着电力市场化改革的推进和可再生能源占比的提高,如何评估并保障系统发电容量充裕性成为确保电力可靠供应的重要问题。文中提出一种可以定量计算每台发电机组充裕容量和系统发电容量充裕度的方法,从而评估机组可靠性价值和系统发电容量充裕性水平。基于发电容量充裕性评估方法和边际成本定价原理,设计一种发电容量充裕性保障机制。容量电价根据年度峰值负荷期间运行的边际机组的投资成本确定,充分考虑机组实际发电能力及系统实际需求来核定补偿容量,从而帮助发电企业在计划投资回收期内回收固定成本,保障系统发电容量充裕性。算例仿真验证了所设计的机制的有效性和适应性。     

基于条件风险价值的电力系统短期充裕性决策

风电出力的随机性及电动汽车充、放电的不确定性给电力系统运行带来了很大风险。如何从运行的角度度量该风险以及从风险角度对系统运行进行优化决策是当前面临的新问题。该文考虑电源与负荷的双随机性,定义了电力系统短期充裕性指标:动态风险备用(dynamic reserve at risk,DRaR)和动态条件风险备用(dynamic conditional reserve at risk,DCRaR),并给出了其计算方法;以最大化DCRaR为目标,建立了电力系统短期充裕性多阶段决策模型,实现了在购电成本约束下,电力公司购买不同类型电源的配比决策和电动汽车调度方案优化;仿真分析了风电接入、购电成本以及电动汽车充电模式对系统短期充裕性的影响,结果证明了所提指标和模型的合理性。     

基于互Box-Cox变换和Markov链风速云模型的发电系统充裕度评估

为准确计及风速随机性和自相关性对风电并网系统充裕度的影响,建立基于互Box-Cox变换和Markov链的风速云模型,并将该模型与时序Monte Carlo模拟法结合,提出计及风速随机性和自相关性的风电并网系统充裕度评估方法。仿真结果表明,所提模型产生的仿真风速样本与实测风速样本具备相似的概率分布特性和自相关性,所提方法可较精确地评估风电并网系统充裕度及风电容量可信度。     

考虑设备耐受特性的能量指标分级评估

考虑用户设备电压耐受特性对评估结果的影响,提出了一种考虑设备耐受特性的改进能量指标的系统侧电压暂降分级评估方法.首先,进行了能量指标的比较基准值以及不确定区域内暂降事件严重程度差异性刻画不足的分析;然后,基于电压耐受曲线构建比较基准值与权重系数,建立改进能量指标评估模型,进而对暂降事件严重性进行等级划分;最后,使用该方...     

基于节点聚类分簇的多馈入直流落点筛选方法

随着受端电网直流落点数目的增加,合理规划直流落点位置对于保证受端系统的安全稳定运行具有重要意义。在深入研究直流落点间交互影响特征的基础上,基于多馈入交互影响因子定义了节点交互影响相似度指标,进而构建了受端电网节点交互影响相似度矩阵。以直流落点数为分区目标数,利用谱聚类方法实现了受端系统的分区。每条直流选择一个子区域作为备选落点区域,所有方案形成落点方案集合,利用整体性与均衡性指标综合评估筛选出最优方案。算例分析结果表明,利用该方法所得落点位置合理,与传统方法相比,具有计算简单、筛选效率高的优点。     

大规模风电场的发电充裕度与容量可信度评估

风力发电异于常规电源的运行特性,这使得关于它的系统发电充裕度评估技术与传统方法有所不同.在通用风速模型基础之上,综合考虑风机的输出功率特性以及风向的统计分布特性,建立了风电场的发电可靠性评估模型;同时还考虑了多种尾流情况的影响,建立了尾流效应模型;并采用解析技术,在 IEEE 的可靠性测试系统中对不同实验方案下含风电场的系统总体发电充裕度和风电场的容量可信度进行评估.评估结果验证了混合考虑不同情况尾流对发电充裕度的影响程度,以及在计算时选取的风电场容量模型状态数对结果准确性的影响程度和它与系统风电穿透率水平之间的关系;还验证了风况、风场布局和风电穿透率水平等因素对等风电场的容量可信度的影响程度     

高比例风电接入的电力系统灵活性评估与优化

针对含高比例风电接入的电力系统灵活性评估问题,建立了动、静态指标相结合的灵活性综合评估体系。其中,基于发电资源技术特性的灵活性静态指标用于评价系统中各类发电资源所固有的灵活性供给能力;基于电力系统运行特性的灵活性动态指标侧重针对风电和负荷的波动性和随机性,定量评估系统在不同运行状态下的灵活性不足程度。在此基础上, 提出了灵活容量缺额最小化的机组组合优化模型,在兼顾系统运行成本最优的基础上,构建了电力系统应对高比例风电接入的灵活容量缺额动态优化模型,可为系统灵活性的改造与规划提供参考。基于某省级实际系统数据的算例验证了所提指标与方法的有效性。     

采用综合性能指标的高渗透率分布式电源集群划分方法

电源集群划分可简化电网规划、运行监视和调度控制等过程,具有广泛的工程应用基础。随着规模化可再生能源的分布式接入,配电网面临的过电压、功率倒送等问题愈发严重,传统基于单一判据的集群划分方法已难以满足配电网规划运行需求。以含高渗透率分布式可再生能源的配电网规划为应用场景,提出综合考虑结构性与功能性的集群划分方法:结构性上采用基于电气距离的模块度指标;功能性上以集群的无功平衡度及有功平衡度为指标,构建了综合性能指标体系;同时,为适应综合性能指标的计算表达,对基本遗传算法进行了改进,设计了基于网络邻接矩阵的新的染色体编码方式。以某10kV实际馈线系统为例进行了理论和算法验证,结果表明所提集群划分具有较强的电气耦合性、较好的调压能力及有功平衡程度。     

智能电网运行充裕性的研究框架:（三）解耦与协调

将充裕控制问题按事件序列、相继事件、非预防性控制决策、预防性调度决策逐步解耦。基于防御代价及剩余风险之和最小的原则,从下到上逐层扩大优化范围,搜索代价性能比值最低的措施组合来满足运行充裕性,并迭代求取准优解。对各事件序列,按其概率与功率缺额之卷积值从大到小的顺序处理;同一个事件序列内的不同事件则按发生的顺序处理。若某级备用不够(或太多),则在较低级别(或较高级别)中按代价性能比从小到大(或从大到小)选择升级(或降级)对象,并指定其调度执行时刻。若充裕性事件发生时的瞬时备用不足,就需要实施紧急控制或校正控制来避免不受控的大停电。