大型风电场用储能装置容量的优化配置

随着风力发电系统装机容量的不断提升,风电占所在电网的比例也在逐步增加.由于风的高度随机波动性和间歇性,使得大容量的风电接入电网会对电力供需平衡、电力系统的安全、以及电能质量带来严峻挑战.为此,以我国浙江沿海地区的一个大型风力发电场连续3个月的运行数据为基础,根据不同风电场和储能系统的容量配比关系进行仿真分析,借助储能装...     

风电场中储能装置的容量优化

储能技术的发展为风电的大规模并网后造成的电能质量问题提供了有效解决方法。合理的储能设备容量不仅能够提高储能设备的利用效率,也能平滑风电输出,改善电能质量。本文考虑计及储能设备减少旋转备用容量的风电场经济效益及功率波动的平衡性,采用多目标粒子群算法进行风电场储能装置的容量优化,以Pareto最优解集的形式表示储能设备带来的风电场经济性与稳定性多目标的兼顾。并通过某地的风电场典型日出力情况作为仿真实例,验证优化所得结果的有效性,可为风电场的储能装置容量选择提供实用的参考方案。     

考虑目标分解及其互补平抑的风电场复合储能容量优化

融合多种储能介质优质特性的复合储能将是未来储能技术发展的重要方向。以具备规模化应用可行性的铅酸蓄电池(VRLA)与全钒液流电池(VRB)为例,针对复合储能系统研究了其容量优化配置计算方法。首先,针对复合储能系统介质特性分解平抑功率目标;其次,构建发挥各介质优势且可协调优化的复合系统充放电策略;最后,建立以复合储能系统经济性运行为目标函数的容量优化配置模型,并基于粒子群优化(PSO)算法实现了求解计算。某风电场实际运行数据分析结果表明,经文中方法优化配置的复合储能系统在等效运行成本、平抑效果、充放电次数等方面均得到了优化,验证了该方法的有效性。     

基于离散傅里叶变换的风电场储能容量的优化研究

文中分析了在风电场中配置储能系统的3种应用。基于风电并网功率波动率,采用离散傅里叶分析法对风电功率进行频谱分析,以获得满足风电并网技术要求的风电并网功率,并通过优化得出储能及系统备用容量。以某实际风电场的历史出力数据为例,对储能容量进行优化,优化结果表明,该方法在配置较小储能容量的情况下能够达到平抑风电功率波动的目的,大幅减小系统的备用容量需求,缓解了备用机组的负担,提高了系统对风电的接纳能力。     

基于CVaR的风电场并网容量优化计算

由于风力发电出力与风速具有随机性,风电场接入系统的极限容量较传统电厂的影响更大,计算更困难。条件风险价值理论(CVaR)作为一种新的随机性计算方法被用来建立和求解风电场并网极限容量的优化模型。该模型可计算不同置信度水平下的极限容量,可有效处理置信度水平以外极端情况的影响。引用变换函数,将难以解析的条件风险函数转化为可微的概率密度函数积分形式;引入辅助变量,用离散点代替连续积分计算,简化模型为线性优化问题。仿真算例分别计算和分析了系统接入单个风电场与多个风电场时不同置信度水平下的风电场并网容量,表明方法在处理随机性变量及随机性问题中具有明显、独特、便捷、有效的优点。     

基于混合储能的大型风电场优化控制

波动性电源的大规模接入,不仅造成电力系统运行调度困难,而且会影响其安全稳定运行。因此,通过配置储能装置来对并网功率进行平滑控制十分必要。基于一定配置容量的混合储能系统(HESS),提出一种用于大型风电场并网的最优控制方法。采用蓄电池和超级电容为储能介质,建立短期优化控制的动态模型,确立相应的控制目标和约束条件,并设计基于粒子群优化(PSO)的求解算法。仿真算例的结果表明该方法是正确、有效的。     

基于改进PSO-DE融合算法的风电场储能容量优化配置

根据蓄电池数学模型和充放电特点,综合考虑蓄电池投资成本和风电场弃风率,建立了由蓄电池投资成本和风电场弃风率组成综合成本为目标函数的风电场储能容量优化配置模型,并给出了模型的约束条件。采用惯性权系数调整、越界粒子变异操作和粒子初始化规则调整等策略对粒子群-差分融合算法（Particle Swarm Optimization-Differential Evolution,PSO-DE）算法进行改进,得到改进PSO-DE融合算法,对风电场储能容量优化配置模型进行求解。结果表明,改进PSO-DE融合算法只需要48次迭代就找到了综合成本最小值为624.18万元,对应的最优储能容量为11.25 MWh,风电场弃风率为0.15%,验证了所提出的风电场最优储能容量计算方法的实用性。     

风电场并网电磁干扰及优化措施

近年来,风力发电迅猛发展,风力发电机的单机容量也越来越大。因此,风电场对电网所产生的电磁干扰、电压质量等造成的直接影响,严重危害电网的安全、稳定运行。     

风电场交直流并网系统的储能和柔性直流 联合调频控制策略

考虑在风电场交直流混合并网系统中风电场的功率差额可以沿交流线路传递给主网,风电场和主网都存在频率稳定问题,提出储能与柔性直流附加控制参与系统频率调节,优化风电场和主网频率特性。在风电场侧柔性直流换流站中加入基于风电场频率变化的柔性直流频率附加控制,以改善风电场频率特性;将储能系统通过换流器并联在风电场和主网间直流线路上,弥补风电场侧直流附加控制对主网的频率恶化作用,并改善主网频率特性;建立了储能与柔性直流附加控制共同作用下的风电场交直流混合并网系统频率模型。算例分析表明,通过储能与柔性直流附加控制的配合,能有效减少风电场功率平衡被破坏时风电场和主网的频率波动幅度。     

南阳方城风电场并网若干问题的研究

在探讨风电场并网对电网影响的基础上，结合南阳方城县电网的实际，对电网最大接受风电能力进行深入分析。确定风电场并网电压等级，对风电场并网提出相应的对策和建议。     

考虑风电并网的发电容量投资组合优化模型

“十二五”期间,我国将大力发展清洁能源和可再生能源,风电将大规模并网发电。针对国内风电无序发展的问题,提出需要优化容量投资,既要求能满足负荷和运行的要求,又不至于过度投资造成浪费,这就对传统的发电容量优化问题提出了新的挑战。运用投资组合理论,对风电装机容量进行系统化、数理化的分析,在考虑风电并网的条件下建立了新的发电容...     

风电场并网的新型实用等效方法

并网风电场是风电开发的主要方式,由于风电场通常由数十台风力发电机组成,而且风能作为原动力具有很强的波动性,所以风电场的动态过程较传统的火电、水电机组更为复杂.在仿真研究中,需要对风电场的整体特性进行动态建模.本文基于风电场输出特性提出风电场动态等值模型参数的优化求解方法,兼顾了风电场机组众多、风能波动较强的特点,并以一个风电场参数等值算例验证了该方法效果.     

加权容量法在风电场多机等值中的应用

大规模风电场接入电网对电力系统分析计算提出了新的要求,风电场的等值简化对电流系统潮流计算、继电保护整定尤为重要。使用加权容量法对风电场进行等值简化,对不同类型的电网故障进行仿真,同时计及不同的风速环境,通过对比风电场等值机与风电场详细模型的输出变化,验证了风电场等值在电力系统分析计算中应用的可靠性。     

大规模风电入网的有功功率波动特性分析及发电计划仿真

分析大规模风电入网的有功特性,找出其中的规律,对指导电网运行管理非常重要。根据内蒙古电网2年来风电运行的实时数据,运用概率统计分析和时间序列分析方法,对风电有功功率的波动特性进行了分析,寻找其中的变动规律和对电网运行造成影响的各种因素。根据研究和分析结果,找出了影响风电入网容量的核心因素,总结了不同容量风电入网后电网有功功率呈现的特点。     

基于等可靠性准则的风电场容量可信度评估方法

风电容量可信度是衡量风力发电对电力系统可靠性贡献的重要指标。建立风速、风电机组和风电场出力模型,并考虑尾流效应,将风电场处理为等效的多状态发电机组。基于发电系统可靠性指标定义了风电场的容量可信度,采用截弦法计算得到风电场的容量可信度。以加入风电场后的IEEE RTS-96系统作为算例进行评估,通过风电渗透率、系统备用、常规机组强迫停运率等因素对风电场容量可信度的影响分析,验证了该方法的正确性和有效性。     

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     

并网风电场下垂控制系数概率模型研究

随着风电并网容量的不断增加,风电场参与系统的频率控制是未来发展的必然趋势.了解和掌握并网风电场频率控制特性对于保证系统的频率稳定性具有重要意义.风电场并网的频率控制与传统发电机组有所不同,风电场出力受风速影响具有一定的随机性和波动性.根据风力发电机组出力模型,提出了基于风速变化的风电场下垂控制系数概率模型.利用半不变量的可加性,运算得出随机变量的数字特征,通过Gram-Charlie级数展开的方法计算其概率密度函数.通过对并网IEEE-14节点系统进行仿真计算,结果表明采用下垂控制系数概率模型能够反映其随机变化特性,风电场调频能力受风电场随机出力的影响,验证了概率模型的正确性,为风电场参与系统频率控制提供了一定的理论依据.     

关于风电场输出功率预测技术发展的综述

风电场输出功率的准确预测对含有风电场电力系统的运行调度管理具有十分重要的现实意义,按风电场输出功率预测技术应用现状与预测方法的发展两条线索展开对风电场输出功率预测技术发展的综述,对国内外风电场输出功率预测技术当前的应用情况进行了总结,对风电场输出功率方法的发展进行了回顾,并最终对当前风电场输出功率预测方面亟待解决的问题进行了探讨。     

海上风场电力系统概述

由于环境气候恶劣,海上风场电力系统需要更高的可靠性。介绍海上风场电力系统的四个基本要素,对其中的关键部分和器件进行评析,对海上风场电力系统的热点技术进行论述,提出可能出现的问题,为海上风场电力系统的规划和建设提供参考。     

基于PSCAD风电并网电力系统无功补偿策略研究

建立了恒速异步风电机组并网电力系统、电容器组和静止无功补偿器的模型,基于PSCAD仿真分析了在各种不同的无功补偿策略下风机并网及系统故障后并网点、机端电压及风机转速的变化。结果表明,SVC比电容器组有更好的补偿效果且选择在并网点集中补偿更经济。研究结果有助于风电并网电力系统合理采用无功补偿方式。