极端天气事件对新能源发电和电网运行影响研究

风电和光伏发电极易受极端天气的影响而出现大规模停机和出力损失,严重时可能威胁电网安全稳定运行。针对极端天气事件对新能源发电和电网运行的影响开展研究。首先从新能源发电的角度阐述了极端天气影响新能源的机理。然后基于海量风电机组和光伏发电单元的运行数据,对寒潮、大风、降雪、沙尘等几类极端天气条件下新能源发电和电网运行情况进行深入分析。最后从电网调度运行的角度提出保障极端天气条件下电网安全稳定运行的建议。     

东莞供电局配电线路故障跳闸统计分析

全球暖化背景下,极端天气多发,严重威胁供电企业供电可靠性。随着城市电网建设水平的快速提高,如何提高极端天气下的供电可靠性,逐渐成为城市电网规划设计和调度运行的重要目标。整理分析东莞电网10 kV线路运行故障数据,分析了配电线路故障跳闸的统计分布特性及其形成机理。采用格兰杰检验进行的分析表明,极端天气造成的故障高发日中永久性故障比例明显高于平均水平,使得故障恢复时间延长,也是影响极端天气条件下电网可靠供电的重要原因。     

电网极端天气区划图智能绘制系统的建设

以数据库技术和可视化技术为支撑,以国家电网关于极端天气分布图(雷区、冰区、舞动区)的相关规范标准为依据,采用计算机软件集成技术和地理信息系统开发技术,建设电网极端天气区划图智能绘制系统,实现极端天气专题图的智能成图、编辑、审批、发布、分析、评价等多项功能,为电网规划和电网防灾减灾提供决策依据。     

考虑连锁故障的广东电网抗毁性分析

为研究极端天气条件下的复杂电网抗毁性,构建计及台风及衍生灾害共同作用的电网节点停运概率模型,并分析了一种基于复杂网络理论的连锁故障模型。结合极端天气导致的电网节点故障和连锁故障过程中的节点过负荷故障,采用连锁故障模拟仿真的方法对复杂电网的抗毁性进行分析。以广东电网为例,首先分析了广东电网具有的小世界性是导致电网抗毁性降低的内在原因,随后的连锁故障仿真结果充分说明了电网小世界性的加深对电网抗毁性的恶化起到了加剧作用;最后,指出极端天气扩大了连锁故障的传播范围,严重地降低了电网的抗毁性。     

极端气象天气对新能源运行影响分析

针对极端气象天气对新能源和电网安全运行的影响日趋增大,介绍了寒潮(低温)对风电运行的影响,简要分析了高温、大风、沙尘暴、雾霾、日食等对新能源的影响,并提出建议:加强对极端气象天气事件的研究和重视,加快建设电力气象预警与综合分析平台,开展特殊气象条件下新能源功率预测研究.     

冰雪灾害对电网的影响及防范措施

2008年1月中旬以来,我国南方地区先后出现历史罕见的低温、持续雨雪冰冻天气,给输变电设施带来大面积覆冰,造成电网大范围倒塔、断线和闪络事故,电力设施大范围损毁,电网遭到严重破坏。为深入分析这次冰雪灾害对电网造成的影响,分析了电网冰灾原因,即主要是罕见的极端天气使线路覆冰值大大超过了设计标准值;对冰灾进行了反思,提出了电网防冰、除冰的防范措施。     

中空内外钢管混凝土风电塔架柱有限元分析

为节约用钢量,保证风力发电机塔架柱具有更好的经济性,基于1.5MW风电塔架柱的参数,设计了一种新型的中空内外钢管混凝土风力发电机组塔架柱。基于Ansys软件建立了该塔架柱的三维有限元模型,并对其进行了塔架柱静力分析和模态分析,得到了在额定风速下正常运行、切出风速下正常运行和极端风况下停机这3种工况下塔架柱的应力及塔架柱顶位移变化,以及塔架柱的固有频率和振型。结果表明:该塔架柱不会与叶片发生共振,且其结构满足工程的强度和刚度要求。     

极端天气下保底电网骨干网架优化及弹性提升方法

为进一步提高极端天气情况下电力系统重要负荷供电可靠性，提出了一种在极端天气下保底电网骨干网架优化及弹性提升的方法。该方法首先对极端灾害天气下电力系统进行弹性评估，然后通过蚁群算法建立电力系统正常状况下保底电网骨干网架，再引入恢复指标优化故障状态下保底电网骨干网架，最后对相关算例进行解析，深入分析电力系统弹性的提升措施。研究结果表明：所提保底电网骨干网架优化方法能够优化重要负荷和机组的复电路径，简化复电过程，进而提高复电效率和成功率。基于该方法的复电时间仅需105min，相比其他方案该方法的复电成功率大约提高15%。该研究结果对电网建设研究有一定参考意义。     

暴雪强冰一年两犯灾后重建抓住要点

2008年1月中下旬发生的50多年罕见一遇的极端恶劣天气的暴风雪再度对我国南方电网、华中和华东(部分)电网安全运行构成威胁,发生大面积电网瓦解.长江以北我国大部地区又出现了10多年来最大的全天大雾、大雪天气;秋末及冬、春季皆因大雪、大雾天气高速封闭,机场航班延误每周皆有报道.     

"6⋅21"日环食对光伏发电及电网运行影响分析

中国正处在新能源与特高压交直流电网高速发展时期,日食等极端事件易引发广域新能源出力波动,进而对电网安全稳定运行产生重大影响。文中针对2020年6月21日中国地区发生的日环食过程进行剖析,采用数值天气预报叠加事件影响的方法,提出了极端天文、天气事件对新能源间歇性与电网运行影响的预测方法。基于有效预测结果制定了相应预案措施,分析了日环食发生过程中电网的运行状态,并提出了有效预测此类事件对中国高比例可再生能源电网安全稳定运行的若干启示。     

台风天气考虑故障演化的电力系统韧性评估方法

全球气候变化和温室效应加剧造成了极端天气发生的频次增多、强度增大,给电力系统造成的影响愈发严重。电力系统大力发展风/光新能源发电作为缓解温室效应有效手段的同时,也深受极端天气影响。韧性是体现电力系统抵御极端事件、减小故障影响并恢复供电的能力,近年来受到广泛关注。因此,亟需开展新能源电力系统在极端天气下的韧性评估研究。以台风作为极端灾害天气代表,提出了一种台风天气下考虑故障演化的电力系统韧性评估方法。首先,根据台风天气下电力系统故障的发展特征,确定了根据系统性能变化曲线及事故链发生概率综合评估系统韧性的整体框架和流程。具体地,考虑台风天气因素对于风电机组和输电线路的影响,提出了考虑不同时间尺度故障的元件及系统状态转移概率模型;在此基础上,考虑风机故障对风电出力不确定性的影响,建立了计及电网元件故障的系统改进随机潮流模型;然后,根据系统潮流分布和线路过载概率计算连锁故障的发生概率;最后,在改进的IEEE 39节点系统上进行算例分析,结果表明所提方法能够有效评估极端天气下含风电电力系统的韧性,并为极端天气下含风电电力系统的安全运行提供参考。     

湖南电网故障的统计特性分析

统计湖南输电网故障记录数据,发现该电网故障具有幂律分布特性。针对故障原因分析表明,极端恶劣天气导致的电网故障频发现象,是湖南电网故障具有幂律分布的根本原因。     

澳大利亚“9·28”大停电事故分析及对中国启示

2016年9月28日,台风和暴雨等极端天气袭击了新能源发电占比高达48.36%的澳大利亚南部地区电网,最终导致50h后恢复供电的全南澳大利亚州大停电。这是世界上第一次由极端天气诱发新能源大规模脱网导致的局部电网大停电事件。文中从事故前电源比例、事故演变顺序、事故后黑启动运行阐述"9·28"事故全过程。重点从灾害预警在线计算辅助决策系统、系统转动惯量、低电压穿越要求、低频减载、黑启动预案等多维度讨论该事件对中国电网安全运行的启示。     

计及线路风险的区域电网黑启动电源布点方案

近年来极端天气事件频繁发生,黑启动电源成为电网大停电后能否快速恢复的关键,对于缺乏抽水蓄能机组和水电机组的地区电网,文章提出有选择地对区域内的燃气-蒸汽联合循环机组进行黑启动改造,优化黑启动电源布点方案。文章结合极端天气对电网的影响,定义了线路恢复风险,建立了以最小化保底网架恢复时间和线路恢复风险为目标的黑启动电源布点双目标优化模型,在找出方案非劣解的基础上应用推广理想点法求得最终黑启动电源布点方案,并通过东莞地区电网的算例验证了该方法的有效性。     

国家电网公司精准灾害预警 保障通道安全

正近年来,随着全球气候的不断变化,我国各地极端天气发生频率越来越高,持续时间越来越长,极端恶劣天气对电网安全构成极大威胁,开展通道环境长期有效监测和灾害预警势在必行。(1)风雨雷电尽在掌握。通过台风监测预警中心,可对台风移动路径、台风降水过程和电网设备所处微地形区域的台风风场实时监测,为抗击台风及台风灾害事故调查提供决策依据。今年,"泰利"等4轮台风天气期间,位于浙江电力科学研究院的国家电网台风监测预警中心共向国家电网公司及7省1市公司发布电网台风灾害预警报告22份,为电网防台抗台工作提供有     

不对称电网故障下风力发电系统机械载荷分析(英文)

在风电机组单机容量不断增大、装机总量持续攀升的现有形势下,风力发电系统面临着电网故障穿越运行等日益复杂的运行工况,对电气性能和机械部件均提出了严峻挑战。本文针对风力发电系统的运行特点,从电网电压对称跌落、电网电压不对称等工况下风力发电运行稳定角度出发,基于联合建模思想构建风力发电系统模型,并对其可信度进行评估。在此基础上,研究电网故障特别是不对称故障对叶片与塔架机械载荷的影响机理。研究结果表明,在电网电压跌落、电网不对称等工况下,风力发电系统的电磁转矩将产生振荡,对叶尖摆振模态和塔架侧向弯曲模态模态带来较大影响,增大叶片、塔架等部件的机械载荷,而电网对称及不对称故障对叶尖挥舞模态以及塔架前后弯曲模态的影响程度有限。     

促进专业融合勇攀科技高峰

辛保安董事长的工作报告高瞻远瞩、鼓舞人心,尤其是关于加快构建新型电力系统的部署,进一步激发了我们攀登科学技术高峰、奋力开创工作新局面的勇气和热情. 2022年,我将着力开展核心技术攻关,培育科技创新动力,在极端灾害引发的电网故障预警与防治、极端天气对新能源功率预测及安全影响方面进一步攻关突破,提高电网在遭遇严重自然灾害...     

分析应对计划检修工作导致变电站全停风险的管控措施

伴随着地方经济的快速发展,电荷与用电量的增长让电网规模和数量不断上升,电网检修的工作由此也越来越繁重,近年来,收各种极端天气与自然灾害的影响,电网的安全运行收到了严重的威胁,而在此前,供电公司的电网风险预警工作尚处在电话通知与邮件转流的初级阶段。     

基于极端天气情况的风-储系统平抑控制策略

提出了一种储能系统的功率控制方法,实现了极端天气情况下风电场出力波动的快速平抑。该控制框架融合了机器学习算法与模型预测控制方法,由基于在线序贯极限学习机的神经网络模型预测优化时域范围的风电功率,储能的充放电功率指令通过MPC进行滚动优化,保证储能系统的运行约束得到满足。仿真实验表明该方法能够实现储能系统的快速充、放电管理,利用准确的风电功率预测,降低了极端天气下风电场功率陡降对电网的不利影响,使得风-储联合系统注入电网的功率更接近给定值。     

欧洲3·20日食对含大规模光伏发电的电网运行影响及启示

随着电网中可再生能源比例持续增长,日食等极端天气条件对大规模光伏发电、风电等电源并网运行将产生显著影响,电网安全稳定运行面临前所未有的挑战。对2015年3月20日欧洲日食发生期间光伏发电运行的基本情况及电网调度运行的成功应对措施进行了分析,探讨了未来含高比例可再生能源电力系统的运行常态及特点,提出了此次事件对我国含高比例可再生能源电网安全稳定运行的几点启示,最后对2016年日食对我国青海电网运行的影响进行了分析和展望。