基于ALARP准则的高比例新能源并网系统日前运行风险评估

为提高高比例新能源并网系统的运行安全性,提出含风电与光伏并网系统的日前运行风险评估模型,在计及风光有功出力不确定性、负荷不确定性和系统元件状态的基础上,考虑了风光联合有功出力以及天气对线路停运率的影响,以更准确地进行风险评估.在计及电压越限、线路有功功率越限和系统失负荷的传统风险指标体系基础上,增加稳态频率越限风险指标,以更全面地考量风险来源,并结合层次分析法与熵权法引入涵盖上述指标的综合风险指标;基于最低合理可行(ALARP)准则对各个风险指标进行等级划分,以更直观地反映运行风险的大小.采用非序贯蒙特卡洛法抽取系统状态和运行条件进行风险评估,以IEEE-RTS79系统为例,通过计算分析一天24 h中系统运行风险的变化,验证了所提模型和方法的有效性,为风险指标评级研究和以风电和光伏为代表的高比例新能源并网系统日前运行风险评估提供参考.     

计及不确定性的分布式光伏接入配电网极限容量评估

针对分布式光伏大量并网导致的配电网电压越限风险增加的问题,分析了不同天气类型下光伏出力特性,提出了基于光伏出力波动特性的广义天气类型聚类划分方法和基于净空理论的光伏出力时间序列模型构建方法。所构建的模型能反映实际光伏出力的时序性和波动性,建立了基于各时段节点电压越限概率与严重度函数的系统电压越限风险评估指标,据此提出采用混合逼近法求解配电网中分布式光伏的极限接入容量。最后,以典型IEEE33节点配电系统和南方电网某地区实际线路为例,分析了不同负荷特性、负荷水平和线路类型下的系统电压越限风险,从这三方面分别对分布式光伏接入配电网的极限容量进行评估。     

大规模分布式光伏接入的配网风险评估及应对措施研究

分布式光伏出力存在较强间歇性、波动性和不确定性,当其大规模并网时将对电网潮流分布及电压分布产生较大影响,引起配电网运行风险。本文开展了大规模光伏发电接入配电网的风险评估方法及预控措施研究。以节点电压越限和线路潮流越限为风险评估指标,建立了配电网运行风险评估模型,给出了配网风险评估的具体实现步骤,提出针对性的风险应对措施。给出了本文所提风险评估方法的算例,并通过仿真结果验证了风险应对措施的有效性。     

风光联合并网引起电压随机波动的概率评估

该文提出一种风光联合并网引起电压随机波动的概率评估方法。该方法考虑风电、光伏出力的相关性,基于Copula理论处理风光联合系统出力的不确定性;计及电网元件的可用度,利用戴维南概率等值描述电网的运行状态。考虑风光联合系统出力的不确定性和电网的运行状态,估计PCC点的电压偏差及其发生的概率。算例分析表明,所提方法是可行的,风电、光伏之间的互补性有助于改善风光联合并网引起的电压随机波动。     

基于状态转移的风电并网下线路潮流分析

针对风电并网产生的不确性潮流转移可能造成线路功率越限问题,提出了一种电力系统线路潮流越限分析方法。该方法基于状态转移理论对系统变化情况进行描述,首先建立系统状态转移模型;其次根据Weibull分布对风电节点注入功率进行不确定性描述,采用状态转移理论确定风电注入功率对支路潮流变化的影响,并提出风电并网的状态转移决策模型;应用模糊综合评判法,有效结合所提出的指标识别了系统接入风电后各线路运行风险大小,并发现了最危险线路,最后给出了保证电网最大安全运行的风电并网容量大小。IEEE-30节点算例结果表明了所提理论与方法的正确性和有效性。     

基于主成分分析方法的多类型电动汽车接入配电网的综合风险评估

针对新能源和多种类型电动汽车(EV)接入配电网造成的安全和经济等运行风险问题,提出了一种考虑多种风险因素的配电网运行综合风险评估方法.首先,构建了风光出力和EV时序概率分布模型,并用日行驶里程数代替了主观设定的多种类型EV的起始荷电状态;然后,基于复杂网络理论,提出了电压越限风险和支路功率过载运行风险等时序安全指标,并根据配电网的经济运行建立了经济风险和电网高效性风险指标;再者,构造了不同容量EV并网运行风险评估矩阵,运用主成分分析(PCA)方法对风险评估矩阵进行降维和计算客观权重系数,并对结果进行综合风险评估排序;最后,以接入风电、光伏的改进IEEE 33节点配电系统为例,分析了所提风险指标的有效性和综合评估方法的合理性,对比了基于PCA的综合风险评估与传统安全风险评估方法,结果表明在同时考虑安全和经济等因素的情况下,采用所提方法时某范围内的运行风险有下降趋势,对某区域内的EV容纳数量规划有积极的指导意义.     

新型电力系统下考虑分布式光伏并网的配电网可靠性评估

新型电力系统下，大量分布式光伏接入配电网，考虑其出力及负荷的随机特性，须对配电网安全性进行多角度综合评价。针对分布式光伏灵活接入配电网对其可靠性产生影响的问题，首先根据分布式光伏典型的出力特性，建立分布式光伏出力概率的模型。随后，确定光伏并网评估的指标以便对配电网风险进行量化，其中包括电压越限、功率越限及失负荷风险指标。最后在MATLAB仿真平台建立含分布式光伏并网的配电网模型，并考虑不同光伏出力场景、并网方式、并网容量对配电网的影响，对含分布式光伏并网的配电网进行可靠性评估。     

大规模风电并网电力系统运行风险评估与分析

提出了一种考虑风电功率误差分布的电力系统改进风险评估方法,较传统评估方法更加精细地计算了系统运行风险。采用t-location scale(TLS)分布描述风电功率预测误差分布,与传统正态分布相比,可以更准确地描述风电预测误差分布情况。采用最优交流潮流模型计算最小切负荷量、节点电压和线路有功功率,与传统直流潮流模型相比,可以得到更准确的切负荷量和线路有功功率信息。计算了系统切负荷风险指标、电压越限风险指标、线路有功功率越限风险指标、电压崩溃风险指标,并引入了综合风险指标,结合风险等级的评判方法,更加全面合理地评估了系统运行的风险。此外,讨论和分析了不同风电接入节点、不同接入容量以及不同替换容量对系统运行风险的影响。从系统运行风险的角度,为电力系统规划风电接入容量和节点提供参考。最后,以IEEE RTS-79系统为例,对所提的方法和模型进行了分析和验证。     

计及新能源出力波动性的节点状态脆弱性评估

电网的状态脆弱性能够从运行状态角度反映电网所具有的抵御电压或频率扰动的能力.随着高渗透率可再生能源的接入,电力系统的运行方式和安全控制手段变得越来越复杂.有必要对现有的节点状态脆弱性评估方法进行改进,进一步考虑新能源机组特点及其出力波动性进行状态脆弱性评估.文章基于新能源电源并网点对外电网戴维南等值模型,提出一种新能源电源节点脱网免疫指标和计算方法,并在此基础上计及新能源电源出力的波动性,提出一种基于点估计法的新能源电源节点状态脆弱性指标.基于某省级电网实际算例对所述方法的正确性及有效性进行了验证分析.方法 能够对计及出力波动条件下的新能源机组脱网风险进行综合评估,可应用于对新能源电站不同接入方案的评估与规划.     

基于风险价值的大规模风电并网电力系统运行风险评估

为反映未来时间区间内风电功率波动对电力系统整体运行风险的影响,基于风险价值理论建立了大规模风电并网电力系统切负荷风险变化指标和系统越限风险变化指标,并设计了具有递进关系的三层风险评估指标。首先,基于风电场功率预测输出序列,计算系统切负荷风险指标、线路越限风险指标和电压越限风险指标;其次,综合各时刻的第一层评估结果,采用Logistic分布和指数分布描述各指标的概率分布情况,基于风险价值理论计算出表征未来时间区间内电力系统整体风险水平的第二层评估指标,并引入综合风险指标作为第三层评估指标,全面合理地评估电力系统运行风险。最后,通过IEEE-RTS79算例系统验证了所提模型和方法的合理性,并进一步分析了不同风电接入节点、不同风电接入容量以及风电集中接入和分散接入对系统运行风险的影响。     

基于最优梯度的滞环比较光伏最大功率点跟踪算法

光伏电池的输出功率特性随着外界环境的改变而变化.为使光伏阵列得以高效利用,需要对光伏并网系统进行最大功率点跟踪.提出了一种滞环比较法和最优梯度法相结合的最大功率点跟踪(maximum power point tracking,MPPT)算法,它很好地克服了最大功率点跟踪过程中的振荡和误判问题.为了验证该算法的有效性,在 PSCAD/EMTDC 软件平台上搭建了三相单级式光伏并网仿真系统,对常规的定步长扰动观察法和改进算法进行了仿真对比分析.结果表明:改进后的 MPPT 算法能有效消除直流电压的扰动纹波;当外界环境突变时,系统能快速稳定在新的最大功率点.     

考虑一二次耦合多重故障的电力系统风险评估

为了综合评估恶劣天气下输电线路故障与二次系统隐性故障导致的多重故障风险,提出了考虑一二次耦合多重故障的电力系统风险评估方法。首先,分析了气象灾害导致输电线路故障的特点,总结了一二次设备耦合多重故障的特点。其次,综合考虑输电线路及保护装置的失效概率,建立了一二次耦合多重故障模型。然后,应用拉丁超立方抽样实现初始故障集的快速生成,进而评估系统失负荷、节点电压越限、支路潮流越限等风险指标。最后,采用IEEE39节点系统对所提方法进行测试。研究结果表明：考虑一二次耦合的多重故障,系统面临的风险更为严重;使用拉丁超立方抽样,可兼顾不同气象分区内线路故障概率分布差异,提高计算效率;通过多维度风险指标排序,能够有效筛选灾害天气落区内影响电网风险的关键线路和母线,为电网风险防控和薄弱环节治理提供决策依据。     

基于动态概率潮流的输电网断线风险评估

传统基于潮流的输电网断线风险评估研究无法考虑到负荷、风电出力等不确定因素的随机变化。因此,将动态概率潮流应用于输电网断线风险评估。首先建立输电网中负荷及风电出力的动态概率模型;其次,运用动态概率潮流计算系统中线路发生断线故障时其他未故障支路功率过载及节点电压越限概率;然后结合线路潮流介数和节点潮流介数,给出断线后果严重度指标;最后将输电网断线故障的概率与后果严重度指标结合,提出一种基于动态概率潮流的输电网断线风险评估方法。仿真结果表明,输电网断线风险评估结果科学、合理,能为输电网规划运行提供全面可靠的理论支撑。     

基于分时电价的风电-光伏-光热联合发电基地并网优化调度策略

针对风电、光伏出力的随机性、间歇性和波动性导致其在大规模接入电网时对电网发电计划制定及其调度产生的影响,提出一种基于分时电价的风电-光伏-光热联合发电基地并网优化调度策略.利用含储热光热电站良好的可调度性与可控性,将风电和光伏出力进行时空平移,使风电-光伏-光热联合出力转变为稳定且可调度的电源,且具备削峰填谷功能,与火...     

面向电网稳定性的智能化直流输电控制系统

为了更好地进行能源调配,我国正开始建设坚强智能电网,直流输电控制系统应实现更多系统层的控制功能。智能电网中的直流输电系统的根本控制目标是保障电网整体的自适应和自愈性。为了实现这一目标,需要从直流输电控制的可观测性入手增加控制观测量,引入合理的集控、协调控制理论作为支撑,完善控制输出环节,实现对电网的有效控制。控制的实时性和决策能力是智能化直流输电控制的核心。从可观性、可控性、实时性、自适应性角度分析,提出了面向电网稳定性的多智能体智能化直流输电控制技术框架,为直流输电系统级控制技术的发展提出了思路。     

基于机会约束规划的含大规模风电电力系统阻塞调度优化

电力市场环境下,接入风电的不确定性增大了系统输电阻塞出现的概率。采用现有的确定性方法进行输电阻塞调度,会导致部分重载线路接近热稳定极限;若风电出力预测产生偏差,系统在实时运行中可能再度出现阻塞。为解决阻塞问题并使系统具备一定的抵御再度阻塞的能力,提出一种新的阻塞调度模型,该模型将风电出力预测误差作为随机变量,形成了模拟实时运行不确定性的机会约束条件;同时,模型计及了期望缺电、弃风风险指标,实现了阻塞调度中功率调整与旋转备用的联合优化。基于蒙特卡洛方法提出了不确定性风电并网导致的系统再度阻塞的量度方法和指标,通过IEEE RTS 24节点系统算例证明了所提模型的有效性。     

风能并网发电经济性研究

根据风能并网发电的特点,分析影响风能并网发电的经济性因素,即风速、初始投资成本(包括并网成本)、运行和维护成本、输变电距离、环境等;建立风速计算模型和风电机组出力模型。在此基础上提出年附加输变电成本、输送到付费用户每千瓦时的单位能量成本、节能效益及减排效益4个符合风能并网发电特色的经济性评价指标。并通过8 760 h风速和风电机组出力的蒙特卡罗模拟进行算例分析和比较。研究结果表明,风能并网发电的经济效益显著,评价指标具有正确性和可行性。     

滑模控制在PV扰动法最大功率跟踪中的应用

在两级式光伏并网发电系统中,前级Boost变换器实现太阳能发电系统最大功率点跟踪控制。研究了一种基于滑模控制的最大功率点跟踪策略。实验结果证明,该系统具有优良的动态和稳态性能,能够快速、准确地跟踪太阳能电池的最大功率点,使太阳能发电系统以最大功率输出能量。     

抑制电压波动与规避频率越限的孤岛微电网并网预同步方案

传统孤岛微电网并网预同步过程中存在因风光电源出力变化而导致的电压波动问题,以及因比例-积分(PI)参数取值不当导致的频率越限问题.为解决这些问题,首先,对储能系统V/f控制策略引入负荷电压与电流的前馈扰动补偿以平抑电压波动;其次,基于Simplex算法优化PI参数以兼顾预同步过程中的并网速度与频率波动,并设计了离线优化与在线查表相结合的优化PI参数取值方法;然后,设计了兼顾电压波动与频率越限的孤岛微电网预同步优化控制方案;最后,利用仿真实验证实了该孤岛微电网并网预同步方案可实现相位迅速同步,并可有效抑制电压波动与规避频率越限风险.     

平滑可再生能源发电系统输出波动的储能系统容量优化方法

光伏、风力发电等可再生能源(renewable energysources,RESs)具有随机性、间歇性等特点。为了抑制RESs输出波动对电网的不利影响,提出了用于平滑RESs发电系统功率输出的储能系统(energy storage system,ESS)容量优化确定方法。利用离散傅里叶变换(discrete Fouriertransform,DFT)对RESs输出功率进行频谱分析,基于频谱分析结果,考虑ESS充放电效率、荷电状态(state of charge,SOC)及RESs发电系统目标功率输出波动率的约束,确定所需ESS最小容量。采用美国华盛顿州实际观测风速数据及日本东北电力公司风电场接入电网20min有功功率波动规范(最大波动率为10%),在一风力发电系统中对该方法进行了验证。算例结果表明采用该方法能够以较小的容量将风机输出最大波动率由61.7%降到9.9%。