含大规模风电场的电力系统概率可用输电能力快速计算EI北大核心CSCD

针对含大规模风电场的电力系统的可用输电能力(available transfer capability,ATC)进行研究,首先基于连续潮流法,提出了线性预测关键约束的改进算法,并引入到交流潮流模型中形成扩展潮流方程求解电力系统确定性ATC,且推导了电力系统ATC对风电等节点的注入功率波动的灵敏度快速估算模型。在此基础上,结合风电并网系统的多维可视化注入功率空间,提出了一种采用分层类聚算法划分蒙特卡罗抽样样本,综合考虑发电机随机故障、线路随机故障、风电场风速、发电机出力和负荷波动等多种不确定因素的概率ATC快速计算方法,最后通过算例分析验证了该算法的快速有效性。     

基于灵敏度修正的含风电场电力系统可用输电能力计算

为了在线评估风电场功率波动对可用输电能力(ATC)的影响,本文提出了基于灵敏度修正的含风电场电力系统ATC计算方法。基于风电场输出功率波动性的特点,在风电机组功率波动引起其他发电机有功出力方式发生变化情况下,利用灵敏度修正支路有功功率,校正支路有功对控制参数的灵敏度,通过考虑支路热稳定约束,建立ATC与系统发电机有功功率变化参数的映射关系,并根据电力系统当前运行点的特性确定了灵敏度应用的有效区间,快速计算由于风电机组功率变化导致常规发电机不同出力方式下的ATC。对含风电场的IEEE-30节点系统仿真结果表明,本文所提方法能够准确计算由于风电波动导致常规机组运行方式变化情况下的ATC,且计算时间满足在线计算要求。     

并网风力发电场的最大注入功率分析

风力发电场的最大注入功率分析是风电场规划和运行的一项重要内容.文章建立了异步发电机的稳态数学模型,给出了包含风电场的电力系统潮流的交替迭代计算方法,并结合实际风电系统,分析了确定并网风电场最大注入功率的主要因素.计算结果表明,系统运行方式、风电机组无功补偿量、风电场与系统联络线的电抗与电阻之比的大小等都会影响风电场的最大注入功率,对于一个实际的风电系统,要最终确定其最大注入功率必须进行系统的计算分析.     

考虑风电场相关性的含风电电力系统随机潮流分析

地理位置接近的不同风电场的风速具有较强的相关性,这将会影响含风电电力系统随机潮流分析评估的结果。首先根据多风电场的风速历史数据建立了考虑不同风电场相关性的风速离散化联合概率模型,在此基础上结合半不变量和级数展开方法,提出考虑风电场相关性的含风电电力系统随机潮流分析评估模型,得到各节点电压的分布和越限概率等指标,同时该模型也可以考虑风电场有功无功出力的相关性。对某实际电力系统的算例验证结果表明,所提算法较不考虑风电场相关性的随机潮流结果的精度提高了很多;与蒙特卡洛方法计算结果相比误差较小,而计算速度大大提高。该算法可以快速有效地得到含风电电力系统的随机潮流评估指标,并针对所得结果提出相应的无功补偿方案,具有较好的工程应用价值。     

含风电场电力系统的潮流计算

潮流计算是分析风电对电网影响的基础,在异步发电机稳态等效电路的基础上,通过动态改变风电场的无功功率、考虑风速、有功功率,机端电压和滑差率,提出了计算含风电场的电力系统潮流的一种简单可行的方法,并通过一含风电的配电网系统验证了该算法的可行性。     

基于直流概率潮流的风电穿透功率极限计算

风力发电已经成为清洁能源中发展最快的一种发电方式,确定风电穿透功率极限对风电并网的规划和运行有着重要作用。文中提出了基于直流概率潮流的风电穿透功率极限计算方法,计算中通过直流概率潮流计算,综合考虑风电场出力、发电机出力、节点负荷等因素的随机性,得到含有风电场的电力系统中线路有功潮流的概率分布,然后利用随机规划理论和改进的遗传算法求解风电穿透功率极限。最后以IEEE30系统为算例,验证计算方法的有效性。     

风力发电潮流计算

正潮流计算是分析风电对电网影响的基础。基于风力发电的特点,分析了风电潮流计算的几种常用等值模型,并比较了其优缺点,对PQ模型的迭代方法提出了改进。风电场接入电力系统后,由于风电场的出力随风速的变化而随机变化,因此会使线路的功率、节点电压以及电网的频率产生波动,特别是大容量风电场并网时,可能会造成线路功率及节点电压越限的现象,另外也可能会因为风电机组端电压过低或者过高,引起保护装置的动作。所以,在风电场     

含大型风电场的电力系统概率最大输电能力快速计算

针对含大型风电场的电力系统概率最大输电能力(total transfer capability , TTC)展开研究,建立了加入异步风力发电机模型的含参潮流模型,推导了含风电场注入功率项的全注入空间静态电压稳定域边界局部切平面解析式,在此基础上提出了将Monte Carlo仿真和电压稳定域方法相结合的综合考虑风电场风速、负荷、发电机出力和设备故障不确定性因素的概率TTC分层快速计算方法。利用该方法进一步分析了风速概率分布参数对TTC的影响,结果表明,准确获取风电场风速分布参数是准确计算概率TTC的前提。     

含风力发电的电网概率潮流计算的研究

提出了一种计算含有风电场电力系统潮流概率密度函数的方法。利用风机功率曲线的二次近似来求解风机注入电网后的功率概率密度函数。基于这种模型,考虑发电机注入功率以及负荷消耗功率具有随机性,网络的直流功率潮流也可以计算出来。以含风电场模型的IEEE14节点系统为例,得出了线路功率的概率密度函数,验证了该方法的有效性和正确性。     

采用变速恒频机组的风电场有功功率波动对系统节点频率影响的动态评估模型

并网风电的功率波动是由风速的随机性引起的,会影响电力系统的频率质量。为了研究采用变速恒频机组风电场的风电功率波动对电网节点频率的影响,提出了考虑直流潮流、发电机和调速器的动态模型以及采用节点动态频率的定义的评估模型。基于该模型评估了并网风电对主要负荷或传输节点频率所造成的影响,同时考虑了网络结构及发电机和调速器的动态特性等因素,能够适用于多风电输入及多节点频率输出的评估。基于RTDS系统的仿真结果证明了理论的正确性。     

基于无迹变换的含风电场电力系统可用输电能力计算

随着风电接入电力系统的规模不断扩大,风电的波动性和间歇性以及风电场间的风速相关性对电力系统可用输电能力(available transfer capability,ATC)的影响不可忽视。为此,针对含风电场的电力系统概率ATC展开研究,建立了含双馈风力发电机的概率ATC计算模型,对无迹变换(unscented transformation,UT)的多种采样策略进行了分析和比较,进而提出一种基于UT技术的概率ATC快速计算方法。该方法具有较高的计算效率,同时保持了良好的计算精度,并且能够方便处理输入变量间的相关性。在此基础上进一步研究了风速相关性和风电容量对系统ATC的影响。最后,通过IEEE 30和IEEE 118节点系统算例仿真结果验证了所提方法的有效性和实用性。     

基于改进潮流熵的含风电场双层协同调度

在风电渗透率较高时,风电场出力的波动在电网中形成扰动,会引发风电接入点的潮流局部涌动和全区域电网的潮流全局窜动。针对局部特性的潮流涌动和全局性的潮流窜动,以常规机组出力和储能为控制手段,提出了含风电场的双层协同调度模型。上层模型以调度周期内电网改进潮流熵的平均值最小为目标,下层模型以风电场并网点在调度周期内净注入功率方差的平均值最小为目标并采用NSGA-Ⅱ算法对所建模型交替迭代求解。含风电场的IEEE39节点系统算例验证了调度方法的可行性和有效性。     

基于DIgSILENT数据接口DGS的含风电电力系统随机潮流分析

同一风区的不同风电场由于地理位置相近,各风电场的风速和出力具有强相关性。针对该特点,提出了一种考虑风电场之间相关性的含风电电力系统随机潮流算法。首先建立了多个风电场出力的离散化联合概率分布模型,在此基础上采用线性化潮流方法分析随机潮流的各项指标。结合随机潮流算法和DIg SILENT软件的优势,研究了一种基于DIg SILENT数据接口DGS的数据转换方法,有效地提高了计算效率。最后利用IEEE-24节点系统以及我国新疆地区2015年规划电网进行方法验证。算例结果表明,建立的考虑风电场相关性的含风电电力系统随机潮流算法具有可行性和优越性,DGS数据接口技术可以使该潮流算法在实际大型电力系统中推广使用,工程实用性较强。     

含风电场的电力系统长过程动态行为分析

风力的随机波动特性给电力系统动态运行带来了不良影响。目前,考虑风电不良影响的动态过程仿真方法和软件主要集中在电磁暂态和机电暂态过程,而对长过程问题的分析还比较缺乏。文中以异步风力发电机单机等值模型作为风电场的数学模型,以柔性自校正仿真方法为分析手段,对包含风电场的电力系统在不同风况和不同运行方式下的长过程动态行为进行了仿真分析。算例仿真结果表明,柔性自校正仿真方法能够适应含风电场的电力系统长过程动态行为仿真,风电的随机变化会给系统电压、频率、联络线功率等带来额外波动。     

基于随机潮流和风险价值的含大规模风电系统高风险连锁故障评估

随着系统中风电渗透率的增加,风电出力不确定性对电力系统连锁故障演化路径的影响不可忽视。基于此,引入随机潮流和风险价值理论,构建一种高风险连锁故障事故链模型,分析含大规模风电系统连锁故障事件的风险程度。首先基于多点风电随机注入相关性的随机潮流方法,提出了前瞻故障实时概率和严重度的后续故障搜索指标,据其风险价值选取高风险故障作为下级故障。其次,为反映风电随机性对风险指标的影响,采用模糊聚类建立风电场景,计算系统失负荷损失风险指标。基于该指标可分析当前运行点处于安全运行区域还是连锁故障高风险区域,指导系统日内调度。最后以改进的IEEE 39节点系统为例,说明了所提模型和算法的合理性,并分析了风电渗透率和风电预测误差对连锁故障停电风险的影响。     

风电场接入电网的安全稳定分析

采用电力系统潮流算法,基于风电场出力与母线电压的P-V曲线,实现大容量风电场接入电网后电力系统的静态安全分析方法。建立异步风力发电机组的动态仿真模型,实现含有大容量风电场的电力系统动态稳定分析方法。结合风电场接入系统实例,提出保证电网和风电机组安全稳定运行的风电场运行控制方法。探讨通过控制负荷侧功率因数、采用动态无功补偿装置及进行故障后切除风电机组等措施提高电网动态稳定水平、改善风电场运行条件的有效方法。     

基于电力系统暂态稳定分析的风电场穿透功率极限计算

提出了基于电力系统暂态稳定性分析的风电场穿透功率极限计算方法。计算中采用的风电场数学模型考虑了风电机组的叶片、轮毂、齿轮箱和连轴器以及异步发电机的特性。应用该方法分析计算了一含有风电场的实际电力系统的穿功率极限。并揭示了影响风电场并网运行的主要因素是频率波动。     

基于半不变量法的含风电场电力系统随机潮流分析

提出了一种基于半不变量法与Edgeworth级数法相结合的随机潮流分析方法,并将其应用于含目前主流风电机组——双馈风电机组组成的风电场的电力系统潮流分析中。本文使用两参数Weibull函数拟合风速分布,由风电机组风速功率特性确定风电机组的概率模型,并基于线性化交流潮流模型,对含风电场的IEEE 30节点系统进行了计算,最后与蒙特卡洛模拟方法对比分析了风电并网对电力系统运行的影响。     

基于切片反射采样的风电并网系统可用输电能力概率风险评估

如何全面地考虑风电功率的波动性和随机性,提高风电场出力概率分布采样的速度及精度,进而有效评估可用输电能力(ATC)成为亟待解决的问题。为此,提出基于切片反射采样(RSS)的改进方法对风电并网系统的ATC进行概率风险评估。对风电场出力进行优化建模,利用RSS对模型进行采样并构建样本空间,将样本值代入潮流方程进行最优潮流计算,并对ATC评估指标进行统计分析。含有风电场模型的IEEE 30节点系统仿真结果表明,与常规Gibbs采样算法相比,所提方法在确保计算效率的同时显著提高了采样方法的准确度。     

考虑风电不确定性的电力系统碳排放流分析

提出了一种考虑风电注入功率不确定性对电力系统碳排放流影响的分析方法。首先,基于风电注入功率不确定性的随机直流潮流获取系统潮流,通过电力系统碳排放流与系统潮流之间的计算关系,获得决定风电出力的风速与系统总注入碳流率的关联函数。其次,采用有向通路算法获取系统节点—节点路径输出分布因子,在假定风电波动性由平衡机组承担的前提下,结合常规机组与系统节点和支路的关联矩阵计算模型,求取风电注入功率对其他节点和支路的平均影响因子,从而得到随机和间歇性风电功率注入下电力系统碳排放流的不确定特征。最后,以IEEE 14节点标准算例的分析结果说明了所述方法的正确性和有效性,并获得了风电注入功率不确定情况下对系统节点碳势的影响趋势,进而为定量评估风力发电对系统的低碳贡献提供了新的理论支持。