电力系统旋转事故备用容量的配置研究

合理安排旋转事故备用容量是保证电力系统安全、经济运行的重要措施。随着电力系统的发展和电力技术的进步,现行的旋转事故备用容量配置原则亟须改进。文中对国内外旋转事故备用容量配置标准进行了系统梳理与分析,从系统频率响应对备用容量的需求出发,提出了旋转事故备用容量配置方案的设计原则、评价指标及评估方法,给出了建议的指标取值范围。最后,以某省规划网架为算例,仿真验证了研究方法的合理性。研究成果对完善电力系统规划、运行标准具有参考价值。     

特殊运行条件下风电的“挤出效应”及风电节能减排综合效益的评估

电网往往需要配备足够的旋转备用容量以支撑风电的接纳,当旋转备用容量不足时,风电接入容量将受限或会导致更严重的污染物排放。提出了电网向下调峰容量不足时风电增发引起的"挤出效应"概念,构建了一种风电节能减排效益评估方法,用于评估为满足系统负荷需求风电接入所带来的全系统发电能源节约和相应的温室气体、污染物减排等效益,并分析评价了既有电网不同调峰容量水平对风电接入容量的影响。通过算例对所接入风电的节能减排效益进行了计算,分析了合理弃风对全系统节能减排效益的影响。     

基于风险量化的事故备用容量协调分配方法

备用容量在区域电网间如何分配将影响电力系统的可靠性和经济性。基于此研究了备用配置方案的风险量化评价指标,进而提出了一种计及成本效益比的电网事故备用容量风险量化协调分配方法。该方法首先分析了区域成本效益比、功率缺额事故发生概率、备用成本、缺电成本等因素对系统备用分配的影响,并对事故备用配置及备用配置不足所带来的风险分别进行了量化,然后基于量化结果重新分配区域电网的事故备用容量。最后基于IEEE 118节点系统进行了仿真计算,验证了本文所提方法的有效性和合理性。     

计及输电线路约束的华东电网备用容量可靠性评估

电力系统必须具有一定的备用容量来满足非计划的负荷需求,由于输电线路的约束、备用容量的数量及分布是否合理,关系到系统运行的安全性和经济性。通过建立计及输电线路约束的电力系统备用容量模型,采用蒙特卡罗重要抽样法对系统备用容量进行短期可靠性评估,给出相应的可靠性概率指标,并针对华东电网的实际运行数据进行分析,为华东电网备用容量管理办法的制定提供参考和依据。     

哈郑直流投运后河南电网事故备用适应性及应对策略

分析了哈郑直流的故障特性,探讨了哈郑直流投运对河南电网运行可靠性的影响,提出了采用基于成本效益分析的事故备用确定策略以折衷可靠性和经济性,并根据我国电网调度特点,设计了简化求解数学模型,提高了计算效率。以河南电网2016年夏季大负荷日为例进行了计算分析,结果表明,该日最佳的事故备用容量略小于哈郑直流单极闭锁容量加上1台主力发电机停运所损失的容量,但会受到闭锁概率、失负荷价值、燃煤价格等因素的影响而变化;电解铝等可中断负荷参与事故备用,将有效替代燃煤机组旋转事故备用,大幅提高事故备用的经济性。     

计及风电的电力系统检修备用容量评估及应用

系统的检修备用容量定义为满足系统机组检修而需要设置的容量。为评估风电出力的不确定性以及机组检修需求不确定性对系统检修备用容量评估带来的影响,建立了考虑机组检修需求不确定性和风电场风速相关性的检修备用容量评估模型,同时提出了风电接入后的检修备用容量不足概率这个检修备用容量充裕度指标来评估系统需要设置的检修备用容量。在检修备用容量评估应用方面,提出了包含机组检修需求和风电波动性信息的机组检修概率的概念,对机组的强迫停运率进行修正以用于电力系统随机生产模拟、发电系统、发输电系统充裕度评估以及风险评估等。算例中分析了风电场的相关性和风电装机容量对检修备用容量的影响,得到结论:风电场相关系数越大,系统所需检修备用容量越大;风电装机容量越大,系统所需检修备用容量越小。     

考虑备用共享的互联电网备用容量分配方法

计及电网互联,针对备用在区域电网间不同的分配方法对系统可靠性和经济性的影响,提出了考虑备用共享的互联电网备用容量分配方法。考虑区域互联、事故概率、备用成本、缺电成本等因素对备用分配的影响,提出一种计及成本效益比的备用分配方法;考虑事故发生的概率和后果,并对备用配置及备用配置不足带来的风险分别进行量化,提出备用配置的可靠性和经济性评价指标。最后通过某一实际互联电网进行算例仿真,验证了方法的有效性和合理性。     

电网备用容量可靠性研究

综述了国内外大型电网在确定运行备用容量时所采用的方法及其特点。指出合理的配置电网备用容量,是电网安全、优质运行的根本保证。从通行的评估电网可靠性方法出发,详细分析了各种评估方法的优缺点,提出采用概率分析法,来评估电网预留备用容量。而通过概率方法得出的一系列可靠性指标,可以指导电网运行者合理的预留和分配电网备用容量。最后,指出了电网备用容量可靠性研究的具体实施方法、步骤,以及今后的发展方向。     

2005年南方电网可靠性充裕度评估

对南方电网2005年规划方案进行了可靠性充裕度评估,评估的目标系统元件数量达到1437个.指出多重发电机元件故障是2005年南方电网经常出现的问题,应保证足够多的事故备用及负荷备用容量,计算了系统可靠性指标和节点可靠性指标,找到了系统的可靠性薄弱环节,通过计算联网各方的分区可靠性指标得知广东电网的可靠性水平是最差的,有必要增加广东电网的机组事故备用容量.     

事故备用分散转移的效益评估

由于可再生能源装机比例增大,传统机组预留大量事故备用,运行经济性显著降低。为此,首先提出了事故备用分散转移(DTCR)的概念:将原本集中在发电侧和电网侧的部分事故备用向用电侧分散转移。然后,提出了DTCR的效益评估方法和参考指标:观测到DTCR的边际效益递减现象可作为选取合理分散备用容量的参考;提出经济负载率阈值,可用于定量评估产生DTCR效益的经济负载率区间。最后,结合14节点至300节点等5个IEEE标准系统,并计及风机和需求响应的影响,分析了DTCR的效益大小、产生机理、影响因素和适用场景。结果表明,DTCR能够在日常调度中持续产生经济效益,优化潮流分布和降低网损。     

电力市场环境下电网旋转备用服务的研究

市场环境下电网旋转备用服务的主要内容是旋转备用总容量的确定及其在各备用提供厂商间的分配。要结合电力市场的特点,改变传统旋转备用容量的确定方法,以电网经济效益最大为目标,依据旋转备用厂商提供的报价和机组参数等有关信息,进行旋转备用总容量的确定及其分配。     

计及检修需求不确定性的电力系统检修备用容量评估

针对电力系统规划中评估系统检修备用容量的迫切需求和机组检修需求的不确定特性对评估造成的影响,提出一种评估电力系统检修备用容量的方法。该方法建立考虑检修需求不确定特性的检修备用容量评估模型,以累计负荷最小为原则确定检修时段,求解该评估模型。在此基础上,基于蒙特卡洛模拟方法提出检修备用容量不足概率和检修备用容量不足期望值2个检修备用容量充裕度指标,以此确定系统检修备用容量,进而确定系统装机容量需求。以某省电力系统机组检修的实际数据为例进行计算,证明了所提检修备用容量评估方法的正确性和有效性。     

国内外备用容量评估方法比较

以华东电网为例,对比了当前国内外3种典型发电系统备用容量的评估方法,指出华东电网现行的确定性方法的不足。应用解析法和蒙特卡罗模拟法分别评估了2003年华东电网现有的备用水平,分析了各自的评估结果,指出容量不足是主要问题。讨论了在计算可靠性指标时需要考虑的因素并提出了一些建议。     

区域互联电网电能量与备用辅助服务联合优化模型研究

电能量市场与备用辅助服务市场联合优化能够在满足系统安全运行约束的前提下实现经济效益最优,是国外典型电力现货市场运行的最佳实践。在我国现行的"分层分区"电力调度管理体制下,电网安全与备用容量管理在区域、省级调度中心之间各有权责,存在全系统及各分区的备用需求容量配置、分区间备用的有效调度等问题,不能直接照搬国外的电能量与备用联合出清机制与模型。分析了我国区域互联电网条件下的电能量与备用辅助服务联合优化市场模式,提出了计及多因素的系统及各分区的备用需求容量设置方法,分别构建了单区域、多区域互联两种情形下的联合优化出清数学模型。最后,基于三区域IEEE-RTS96系统进行算例分析,验证了所提分区备用需求容量配置方法及区域电网联合优化出清数学模型可充分考虑区域间运行约束对预留备用容量有效性的影响,从而极大提升系统运行的可靠性。     

考虑源荷协调的风电并网系统旋转备用容量优化

风电的接入给电力系统带来更大不确定性,要求电网公司购买更多的旋转备用以维持电力系统的功率平衡和稳定,兼顾系统运行可靠性与经济性的旋转备用优化配置具有重要意义。考虑风电、需求侧互动资源,提出一种基于多场景的概率性旋转备用优化方法。该方法综合考虑风电预测误差、负荷波动及发电机非计划停运不确定性因素对旋转备用的需求,将弃风、可中断负荷分别作为部分负、正旋转备用融入发电日前调度计划,以购电总费用最低为目标函数建立日前机组组合优化模型,获得各时段旋转备用优化配置量。通过对IEEE 30节点、IEEE 118节点系统进行算例分析,验证了所提方法的正确性和有效性。     

国内外备用容量评估方法比较

以华东电网为例，对比了当前国内外3种典型发电系统备用容量的评估方法，指出华东电网现行的确定性方法的不足。应用解析法和蒙特卡罗模拟法分别评估了2003年华东电网现有的备用水平，分析了各自的评估结果，指出容量不足是主要问题。讨论了在计算可靠性指标时需要考虑的因素并提出了一些建议。     

受端电网高比例可再生能源消纳的运行瓶颈分析与储能需求评估

随着高比例可再生能源并网以及高压直流馈入,频率响应能力不足导致了电网对灵活性调节资源需求也随之增加。针对华东某省受端电网进行多维度运行瓶颈分析,首先引入运行限制指标量化描述影响系统功率平衡和安全运行的多维度运行瓶颈,考虑旋转备用容量和快速调频备用容量等多维度约束建立了电网运行瓶颈识别模型;然后将识别的瓶颈场景根据其相应的运行限制指标进行归纳,并计及不同瓶颈场景对储能持续时间要求,结合技术经济性参数比较各类瓶颈消除方案的相对经济性,得到储能的经济性应用场景及储能需求结论。最后通过算例表明电化学储能技术在消除快速调频备用容量瓶颈和调频容量瓶颈2种场景的经济性优于抽水蓄能和常规机组。     

电网接纳风电能力的评估及应用

随着风电装机容量的快速增加,电网调峰能力与风电消纳之间的矛盾日益突出.文中提出一套基于电源结构、负荷特性和调峰能力的电网接纳风电能力评估体系.基于该评估体系,首先考虑了风电接入后对系统备用需求容量的影响,并基于发电可靠性指标计算出对应的备用容量;然后根据低谷常规机组调峰能力评估电网接纳风电能力.通过对2010年京津唐电...     

电力市场备用容量的一种交易模式及其定价机制

备用容量关系到电力系统的安全运行和可靠性。在电力市场环境下,备用容量的交易模式和定价机制是引导发电公司作出正确的投资决策,保证备用容量供需平衡的重要因素。文中针对当前的在电力市场环境下备用容量交易模式进行了分析,并提出了不足之处。对此,该文提出了预付费备用容量交易模式和基于平均利润率的容量定价机制。该方法明确了容量市场的交易对象为备用容量,电网公司对订购的备用容量预先向发电公司支付费用,备用容量的定价保证发电公司的容量市场交易与能量市场交易获取同样的利润率,以此引导发电公司正确地投资备用容量。该文的论证和算例表明该方法可以确保发电公司投资足够满足系统可靠性需求的备用容量,并且防止过量投资。     

区域电网的分省备用容量留取方案(一):机制设计EI北大核心CSCD

在传统调度模式下,区域电网的分省备用容量一般按照计划模式留取,对省间备用互济的可调用性缺乏考虑,随着新能源和电力市场的快速发展,已难以适应未来电网的发展要求。为此,该文首先分析国内外备用留取方法现状;然后,基于现行标准和各区域管理规定对备用的分类和机制进行探讨,分析高比例新能源接入和现货市场建设对备用容量的影响,探讨分省备用管理特点和各区域负备用留取方案;在此基础上,基于我国的调度模式,设计了区域电网备用容量预留机制,确定电力市场中的备用品种、特点和相互关系,从高比例新能源接入对电网充裕性、安全性、灵活性的影响出发,提出“负荷备用分省预留、事故备用全网共享”的分区备用留取模式,并分析负荷负备用的必要性;最后,基于区域电网辅助服务市场机制,考虑新能源不确定性和事故N-1的备用调用场景约束,设计区域电网的电能与备用联合优化流程。