基于短路容量量化评估的大规模新能源直流送端电网运行方式优化方法

直流送端电网中需保证一定数量的常规机组提供短路容量以平抑电压波动,而开机容量过大将挤占新能源消纳空间,为电网运行方式优化带来了难题.对此,基于支路潮流法揭示了暂态过电压与直流母线短路容量的关系,推导出保证一定暂态过电压水平的最小母线短路容量的量化算法,提出了利用常规机组短路电流权重指数作为考虑短路容量约束的机组优化组合权重因子,给出了常规机组开机方式与各条直流短路容量需求之间的量化关联关系.基于该方法建立了考虑直流近区短路容量约束的机组组合优化模型,采用机组组合优化算法统筹考虑各种约束,优化机组开机方式,在保证安全稳定运行的基础上实现了新能源最大消纳.最后以西北某省级电网为例验证了所提方法的有效性及优越性.     

大规模新能源集群接入弱电网的消纳能力评估方法

高比例新能源接入区域系统强度弱，已经逐步成为制约新能源消纳的重要因素，因此亟需提出一种适用于新能源集群弱电网系统的新能源消纳能力评估方法。首先基于容量短路比指标计算方法，并以临界短路比指标约束建立了新能源消纳能力与新能源并网点系统强度之间的关联，阐述了弱电网系统制约新能源消纳的机理，并分析了无功补偿方式对弱电网系统新能源消纳的提升机理；然后，在传统时序生产模拟算法基础上，加入短路比约束，提出一种考虑短路比约束的时序生产模拟模型，以准确评估弱电网系统新能源消纳能力。最后，结合我国“三北”地区某新能源汇集送端系统工程，开展了基于短路比约束的弱电网系统新能源消纳评估应用研究，并进一步量化分析了各无功补偿方式对新能源消纳提升的效果。     

提升弱电网新能源集群送出能力的调相机优化配置方法

针对提升送端弱电网系统强度及新能源消纳能力的技术需求,分析了短路比指标与新能源集群送出能力之间的关联;分析了调相机接入对短路比指标的影响;建立了兼顾弱电网系统强度和集群新能源消纳的调相机配置双层优化模型,内层模型以各新能源场站出力最大为目标,确定短路比约束下各新能源场站最大出力限值,外层模型以调相机配置容量最小为目标,计算各新能源场站实际出力与该场站最大出力限值的差值,对调相机配置容量进行校核。通过实际典型电网仿真分析表明,调相机优化配置后系统强度大幅提升,同时,98 % 的新能源场站最大可消纳空间达到各新能源场站理论最大可消纳空间的95 %。     

新能源并网系统短路比指标分析及临界短路比计算方法

短路比作为评估新能源并网系统电压支撑强度的重要指标,其准确性与实用性之间存在矛盾,且由于构建方法众多导致临界短路比计算不统一。该文对新能源并网系统的短路比指标进行分析,并提出临界短路比计算方法,实现对系统电压支撑强度的评估。首先,建立新能源并网系统的等效分析模型,依据叠加定理分析新能源接入对节点电压的影响,推导交流系统短路容量以及计及多馈入相互影响的新能源等效并网容量;进一步,提出两个等价短路比指标：依据短路比的容量比概念,提出基于容量计算的短路比指标SCR-S,以及通过分析短路比与节点电压之间的关系,提出基于电压计算的短路比指标SCR-U,通过解析推导SCR-U与SCR-S完全等价关系,SCR-U形式及解析表达更加简单。其次,基于最大传输功率提出临界短路比数值的理论算法,进一步求解临界短路比的极值,建议将临界短路比极值2作为划分新能源并网系统强弱的标准,当SCR-U小于2时,系统为弱系统。然后,结合SCR-U及临界短路比提出系统电压支撑强度评估方法,当SCR-U小于临界短路比时,系统处于P-V特性不稳定区域。最后,通过算例验证了采用SCR-U及临界短路比极值对电压支撑强度进行评估的准...     

蒙东地区适应新能源消纳的储能系统配置效果分析

近年来,蒙东地区新能源并网发电量快速增加,而传统的网架结构导致部分新能源发电无法及时消纳,存在弃风弃光问题。本文以蒙东地区新能源消纳问题较为突出的通辽电网北部地区即左中变电站—舍伯吐变电站—城园变电站—宝龙山变电站一带为例,建立了储能系统接入电网的潮流计算模型,通过改进型粒子群优化算法求解得到储能系统的优化安装地点和配置容量。仿真结果表明,储能系统合理的布点位置及容量配置可以有效改善通辽北部大规模风电场并网后电网的潮流分布,从而提高新能源消纳能力,缓解常规火电机组的调峰压力。     

基于暂态过电压约束的新能源并网系统电压支撑强度量化分析方法EI北大核心CSCD

在新能源并网系统中,具有动态无功支撑能力的新能源机组是引发工频暂态过电压的重要无功源,新能源并网系统电压支撑强度对暂态过电压水平有着重要影响。该文计及新能源并网系统多馈入支路之间的相互影响,采用短路比指征电压支撑强度,建立量化电压支撑强度对暂态过电压影响程度的数学关系模型。首先,针对单馈入系统,分析暂态过电压发生时刻并网点电压与无功功率、短路容量之间的关系,建立单馈入系统暂态过电压数学分析模型。然后,采用电压相量法分析多馈入系统中各支路之间的相互作用对暂态过电压的影响,建立多馈入系统的暂态过电压数学分析模型;以短路比作为电压支撑强度的表征指标,依据该模型量化分析电压支撑强度与暂态过电压之间的关系,系统短路容量越小,无功盈余越多,暂态过电压越严重。其次,以1.3pu作为暂态过电压问题的安全约束,提出满足该约束下交流系统最小短路容量以及新能源并网系统最大无功规模的计算方法。最后,分别建立多个场景的算例,验证暂态过电压数学分析模型的准确性以及系统最小短路容量及最大无功规模计算方法的有效性,为新能源并网规划与运行提供参考。     

基于故障后稳态电压安全约束的新能源并网系统电压支撑强度量化分析方法EI北大核心CSCD

新能源并网系统电压支撑强度低,故障清除后易发生稳态电压安全问题,新能源机组反复进入低电压穿越,严重时脱网,影响系统的安全运行。该文计及新能源并网系统各馈入支路之间存在的相互作用,采用短路比(short-circuit ratio,SCR)表征新能源并网系统电压支撑强度,建立故障后稳态电压安全约束下的电压支撑强度量化分析模型。首先,通过分析并网点电压与新能源规模、系统短路容量之间的关系,提出单馈入系统的故障后低电压数学分析模型,在此基础上计及各支路之间的相互影响,建立多馈入系统数学分析模型,提高了分析模型的实用性;然后,采用短路比表征电压支撑强度,量化分析新能源并网系统的电压支撑强度对故障后稳态电压安全问题的影响程度,系统短路容量越小,新能源规模越大,电压支撑强度越低,故障后稳态电压安全问题越严重;进一步,以0.9pu作为故障后稳态电压安全约束,提出满足该约束时系统最小短路容量以及新能源最大并网规模的计算方法;最后,通过算例对故障后稳态电压安全数学分析模型、系统最小短路容量,以及新能源最大并网规模量化方法的准确性进行验证,为提高新能源并网系统运行的安全性提供参考。     

大规模新能源并网下火电机组深度调峰优化调度

当前,火电机组亟须进行深度调峰改造来提高电网大规模新能源消纳能力。文中对大规模新能源并网下火电机组深度调峰优化调度进行研究。首先,分析火电机组深度调峰成本,建立火电机组深度调峰的能耗成本、运行补偿收益以及备用容量成本的数学模型;然后,以综合运行成本最低为目标函数,建立考虑火电机组运行约束的深度调峰调度模型,并使用分支定界法求解调度模型;最后,以8台火电机组、1个风电场和1个光伏电站构成测试系统,分别从调峰深度、新能源消纳量、火电企业收益等方面对大规模新能源并网下火电机组深度调峰优化调度进行分析。算例结果表明：在文中所建优化调度模型中,火电机组深度调峰能显著提高新能源消纳量,但火电机组单位发电成本提高,火电机组效益明显下降。在当前深度调峰补偿标准下,火电机组深度调峰效益低于基本调峰。     

计及不同需求响应群体的新能源并网系统优化调度

为了改善新能源的反调峰特性,提出了面向不同用户群体的需求响应（demand response,DR）模型,同时对储能系统（energy storage system,ESS）及微电网2个可控单元建模,与新能源出力协调配合以促进大规模新能源并网。考虑到DR项目的用户参与度,设计了用户满意度函数作为约束条件,并以峰谷比和新能源消纳率作为评价指标,建立了综合考虑以系统经济成本最低、污染排放最少和机组出力最稳定为目标的优化调度模型,采用YALMIP工具箱和CPLEX程序对模型进行求解。模拟结果表明所提模型可以有效提高新能源的消纳水平,减少污染排放,降低峰谷比,提高电力系统的安全稳定性。     

基于相对等效短路比的新能源——柔直送出系统振荡风险评估

新能源基地并网系统面临与电压支撑强度密切相关的振荡稳定性问题,在海量运行方式下,逐一建立精细化模型的稳定性分析过程耗时较长。短路比指标可直观反映新能源并网系统的电压支撑强度和稳定裕度,但现有短路比无法适用于无同步机电源的系统。为此,将短路比概念合理扩展至全电力电子化系统,基于戴维南等效网络来度量新能源-柔直送出系统电压支撑强度,进而提出了能快速评估新能源-柔直送出系统振荡风险的相对等效短路比计算方法,并阐明相对等效短路比能够全面考虑新能源场站发电功率、交流网架结构以及新能源设备变流控制系统等多重因素对振荡稳定性的影响,最后通过算例验证了相对等效短路比评估方法的有效性。     

高比例新能源电网新能源功率优化分配方法

大规模新能源接入弱交流电网,易发生暂态过电压、锁相同步稳定等问题,为新能源充分利用带来难题。对此,探究了新能源接入系统稳定水平影响因素,利用新能源短路比指标作为系统电压强度的量化评估依据,推导出短路比对新能源发电功率的灵敏度,综合考虑系统平均短路比和最低点短路比灵敏度,构建了新能源短路比综合灵敏度指标,提出一种基于等综合灵敏度准则的新能源发电功率优化分配控制方法。基于该方法对新能源发电功率进行优化控制,实现了在确保系统安全稳定基础上的可再生能源充分利用,最后基于西北某新能源集中送出系统为算例进行分析,验证了所提方法的可行性和有效性。     

基于REPS的青海新能源消纳能力计算方法研究

新能源并网规模的迅速增长带来了不容忽视的弃风弃光问题,对新能源消纳的量化计算成为指导新能源有序并网和健康发展重要的参考依据。介绍了当前主流应用的新能源消纳计算方法和思路,分析了时序生产模拟仿真方法在计算新能源消纳中的应用模式,基于新能源生产模拟系统(REPS)介绍了新能源消纳计算的流程,最后以青海某年电网数据为计算案例,给出新能源生产模拟系统的计算结论和灵敏度分析结果,并提出提高计算准确性的方法。新能源消纳计算的相关结论对全面分析来年新能源消纳形势、研究各项消纳措施对促进新能源消纳的成效、指导新能源合理有序并网减少弃电等具有重要的参考价值。     

电气化铁路接入电力系统的电压等级问题

以高速电气化客运专线工程为背景,从接触网电压降落、三相电压不平衡度和谐波等方面详细分析了采用三相变压器、V/v接线变压器和单相牵引变压器以带回流的直接供电方式和自耦变压器供电方式分别接入110 kV和220 kV电力系统时普速电气化铁路和高速电气化铁路对系统短路容量的要求和对其造成的影响,讨论了普速电气化铁路和高速电气化铁路接入电力系统的电压等级问题。计算分析结果表明：对于普速电气化铁路,应优先考虑将其接入110 kV电力系统, 接入点的短路容量应大于牵引变压器额定容量的25倍;对于高速电气化铁路,应优先考虑将其接入220 kV电力系统,接入点的短路容量应大于牵引变压器额定容量的35倍。     

规模化新能源接入下受端电网调峰方式综合评估研究

规模化新能源接入下受端电网调峰问题逐渐暴露,有必要对其调峰手段和效果进行综合评估研究.为此提出了规模化新能源接入下受端电网多种调峰方式组合的综合评估方法.首先根据风电、光伏场站实际数据,采用截断通用分布模型拟合新能源出力;接着建立了受端电网调峰方式以及调峰能力评估指标体系,提出了多种调峰组合方式参与调峰的能力评估模型,运用随机规划和启发式算法对模型进行求解;最后采用客观熵权法对各种调峰组合方式进行综合评估,得到不同新能源渗透率场景下的最优调峰组合策略建议.以IEEE 57节点系统为例,验证了所提方法的有效性和实用性.     

基于广义短路比的电力电子多馈入系统小干扰概率稳定评估

广义短路比是一种反映多电力电子设备互联和交流电网强度对系统振荡影响的静态指标,可用于量化系统的小干扰稳定裕度。新能源发电功率的随机性导致多馈入系统的小干扰稳定裕度呈现出不确定性,为此,提出一种基于广义短路比的电力电子多馈入系统小干扰概率稳定裕度评估方法。首先,将额定运行条件下的广义短路比推广到适用于一般运行条件的广义运行短路比,从而能够量度电力电子设备任意输出功率时的系统小干扰稳定裕度;其次,由于广义运行短路比在数学上对应拓展导纳矩阵的最小特征值,而拓展导纳矩阵元素中包含不确定的输出功率,因此采用矩阵概率D稳定描述系统小干扰概率稳定评估问题;同时为克服在工程实践中获取输出功率准确概率分布的困难,采用期望和方差等部分概率信息来描述系统随机性,在此基础上结合广义矩理论将矩阵概率D稳定转化为易于求解的半定规划问题。最后,通过算例说明所提评估方法的有效性。     

高占比可再生能源系统消纳能力指标评估与分析

提出定量评估高占比可再生能源系统消纳能力的指标方法。综合考虑机组出力上限、负荷水平、网架结构和允许潮流等约束条件,从电网经济性、安全性和固有特性三方面分析可再生能源在系统中的适应性和消纳情况。推导定量评估可再生能源消纳能力的指标——待消纳占比的表达式,结合算例给出评估结论。结果表明该指标方法用于分析可再生能源消纳能力具有合理性、简便性和可操作性。     

基于改进多馈入有效短路比的受端交直流混联电网STATCOM定容方法

针对传统多馈入有效短路比无法计及STATCOM动态响应过程的缺点,文章基于戴维南动态等值方法提出了一种考虑STATCOM接入影响的改进多馈入有效短路比,该指标通过BPA动态仿真求取系统等值阻抗,能够更准确地描述受端系统的强度.此外根据所提出的改进多馈入有效短路比,文章以提升受端交直流混联电网安全稳定性为目标,从总体性和...     

含热电联产机组的分布式能源集群动态划分方法

集群划分是实现分布式能源网络优化调控的基础环节。文中提出含热电联产机组的分布式能源网络集群划分方法。首先,提出综合考虑结构性与功能性的集群划分指标体系:结构上采用计及电热网络特性的模块度指标,用以刻画不同网络节点间的联系强度;功能上引入供需匹配度指标和热电耦合度指标,反映单一能源网络集群内部供应和实际需求间、源侧耦合出力和实际用能间的平衡程度。其次,依托集群划分指标体系设计电网和热网2个层面的优化目标作为集群划分的依据,采用Louvain社区检测算法生成以热电联产为中心的电热双重集群。最后,通过实际算例验证了所提方法的有效性。