高比例新能源电力系统灵活性资源充裕性评估分析

随着我国实现双碳目标的提出,未来会有更高比例的新能源接入电网。提出了一种用于对含高比例新能源的电力系统灵活性资源的充裕性进行评估的分析方法。所提出的灵活性资源的充裕性指标可以根据净负荷变化的周期曲线特征来评估灵活性容量需求与运行备用需求的关系。所提周期曲线模型可以表示净负荷变化量和变化率的发生概率。因此除了可以评估含高比例新能源的电力系统的充裕性外,还可以评估灵活性资源的充裕性。最后,通过模拟典型的电力供需平衡场景对所提方法的指标进行了仿真验证。     

高比例新能源微电网参与电网调峰能力评估

风能、太阳能等新能源的开发和利用越来越受到人们的重视,但其随机性和波动性将会对电网的稳定运行带来不利影响。高比例新能源微电网因其自身具备一定的调控能力,可用来参与电网调峰。围绕高比例新能源接入条件下电网调峰需求,提出了高比例新能源微电网参与电网调峰的3种模式,建立了高比例新能源微电网调峰能力评估指标体系,并对高比例新能源微电网调峰能力的具体指标的敏感度进行了分析评估,为我国新能源微电网参与调峰提供了一种有效的技术评估手段和方法。     

基于熵值模糊层次分析法的碳化硅负荷接入位置对电网影响评估

高载能负荷参与需求侧响应已成为促进新能源消纳的重要举措,未来新型电力系统面临新能源占比不断提高及高载能负荷大规模接入的情况。亟需研究高载能负荷大规模接入对电网影响,以合理规划新能源机组与高载能负荷在配电网中的位置与容量。为此,以碳化硅负荷为研究对象,基于Matlab/Simulink仿真平台构建含高比例风电的IEEE33节点系统。基于参数摄动法,从电能质量、技术经济性、安全性3个方面评估风电机组与碳化硅负荷不同接入位置对电网的影响。应用熵值模糊层次分析法对仿真结果进行综合评估;评估结果与理论分析一致,验证了熵值模糊层次分析法的有效性。     

考虑电网惯量及调频要求的储能配置规划

随着新能源接入电网规模的不断增加,电网灵活性受到了新的挑战,与此同时,在中国东部沿海省份,高比例外受电挤占电源调节空间并威胁电网安全运行,成为当前亟待解决的问题。为此,以高受电比例的高比例新能源电力系统为研究对象,对高比例新能源电力系统的惯量及调频支撑要求进行分析,并提出针对系统惯量和调频能力需求的储能配置规划模型。首先分析系统的惯量及调频能力要求,其次建立储能参与频率响应的运行模型,基于此,提出了考虑电网惯量及调频要求的储能配置模型。最后以高外受电比例的高比例新能源电力系统为背景仿真验证了配置模型的有效性。     

考虑惯量充裕度与频率变化率的互联电网在线频率安全分析

新能源装机占比的快速提高显著降低了系统惯量水平,在线评估电网的频率安全裕度可有效指导系统安全运行。首先在分析系统惯量组成的基础上，提出了考虑负荷特性与外受电水平的电网惯量计算方法，得到了电网惯量充裕度指标与频率变化率(rate of change of frequency,RoCoF)指标。然后基于惯量充裕度指标与RoCoF，分析了故障冲击、外受电水平和马达惯量对系统频率安全的影响，提出了区域电网互供能力分析方法。其次通过仿真验证了指标的准确性，检验了等效惯量和电源出力均具有置换特点。最后提出了电网惯量充裕度在线评估流程及安全运行域分析方法，为指导电网安全运行提供了决策依据。     

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。     

油田电网多元互联稳定性技术研究

新能源的接入会对油田电网的安全稳定运行造成影响,给未来新能源大规模接入带来挑战。为提高油田电网多元互联后的稳定性,分别针对大型集中式光伏电站运行控制技术和高比例可再生能源接入的油田电网保护配置技术进行研究。采用PV控制方式代替PQ控制方式控制光伏电站运行,光伏电站通过虚拟同步发电机控制技术提升自身的控制稳定性和并网惯性,在油田电网发生功率短时波动时实现快速功率支撑。同时对油田电网原有保护配置策略进行调整,确保故障发生后保护装置快速识别和正确处理。     

新能源接入对传统电网的影响及应对策略

新能源接入对传统电网的影响较为复杂,很难量化,为了提高电网供电效能,需要分析新能源接入对传统电网的影响,确定应对策略。在新能源接入条件下,提出基于分区调度和信息融合的电网供电调度模型。该模型利用新能源与传统电网的关联特性,对传统电网的供电负载需求进行统计预测,对传统电网大数据进行了综合因子分析等,在此基础上构建有新能源接入时的调度模型。调度运行:对电网大数据进行全样本分段检测,依据检测结果,采用网格分区聚类方法进行电网分类调度,结合检测标准,进行电网调度效能评估和多维度回归分析,实现电网调度效能量化评价。结果表明:在新能源接入条件下,该方法相对于传统电网供电调度效能评估的置信度水平较高、效果较好,提高了电能调度能力和电能传输效率,保证了电力系统运行安全。     

泛欧电力系统概率充裕性评估应用及启示

概率方法是客观全面评估大规模可再生能源接入条件下电力系统充裕性的有效手段。2017年,欧洲输电运营商联盟(ENTSO-E)发布了首份中期充裕性预测报告(MAF),首次在泛欧区域内开展概率充裕性评估应用,是将概率性评估方法正式纳入电网规划运行常规工作的典型案例,具有重要的标志性意义和借鉴意义。分析总结了泛欧电力系统概率充裕性评估的驱动力,从评估指标、数据建模和仿真方法等方面介绍了泛欧电力系统概率充裕性评估的特点,对其实际应用案例评估结果进行了分析,并结合我国现状,从建立充裕性评估的标准、评价指标和数据模型等方面提出了建议,希望对我国电力系统可靠运行和促进新能源消纳具有借鉴意义。     

电网频率校正控制方法在高比例新能源电网的适应性

新能源出力由自然禀赋决定,在电力平衡约束下的高比例新能源电网运行方式调整范围逐渐增加,传统固定策略的频率校正控制方法失配风险不断提高。建立典型系统,给出了研究频率校正控制的电网运行场景域描述方法,计算了频率校正控制系统任一轮次适应的电网运行场景域。提出将控制量可整定的范围作为评价任一轮次适应性的指标,使用多个轮次的最小可整定范围评价频率校正控制系统的适应性。利用实际电网参数建立分析模型,计算频率校正控制系统适应的极限新能源接入比例。传统频率校正控制方法难以适应新能源比例高的场景,亟需新型控制方法。     

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.     

新能源对电网调峰特性影响定量评估及应用

随着风电、光伏新能源装机容量和占比的不断提升，中国电网所面临的新能源全额消纳和电网调峰矛盾日益严峻。针对新能源对电网调峰特性影响问题，文中提出了一种新能源对电网调峰能力影响的量化指标；基于历史运行数据，首先分析提取新能源对电网净负荷曲线特征的影响特征，然后从新能源对负荷低谷值、峰谷差影响的角度提出了量化评估指标；最后，结合某省级电网运行数据，对新能源对电网调峰能力影响进行了评估分析，并利用所提指标研究了该省电网2021年的新能源消纳形势，结果表明，所提评估指标为中国大规模新能源接入后电网调峰研究工作提供了一条可行思路。     

高比例新能源接入区域电网稳定控制技术探讨

有色金属行业等一些高耗能生产企业为降低生产成本,在具备条件的地区自建电厂或与主网联网或孤网运行.随着国家环保政策从严以及新能源发电成本的大幅下降,建设新能源电源成为新的选择,然而新能源发电具有间歇性且涉网鲁棒性较差,高比例新能源接入后恶化电网面的稳定问题.从高比例孤立电网存在的频率等问题出发,结合实际工程经验,介绍了稳定控制系统、低频低压减载系统、新能源功率控制系统、负荷平衡技术、负荷调频技术、调压调频技术等在区域电网稳定控制中的应用,为新能源接入区域电网稳定运行控制提供参考.     

面向新能源电力系统的容量市场出清模型

随着新型电力系统构建,新能源装机规模快速增长,但同时也出现了系统充裕度不足的问题。容量市场是保障电力系统发电容量充裕度的有效途径,因此本文提出一种面向新能源电力系统的容量市场出清模型,所提模型在考虑传统机组的基础上,增加储能资源参与市场,以解决新型电力系统的容量充裕性问题。同时模型考虑了可靠性约束,求解时在可靠性和经济性之间不断迭代寻优,使系统以最经济的形式满足可靠性要求。本文以甘肃省电力系统数据对所提出的模型进行了算例验证,计算结果表明所提出的模型可以在高比例新能源电力系统中引导出适当类型、适当水平的发电容量。     

光伏电站快速频率响应技术研究及应用

随着大容量高比例的新能源集中接入电网,电源结构发生较大变化,电网可用的快速频率响应资源逐步减少,同时大规模新能源基地通过特高压直流外送规模不断扩大,若出现大功率直流闭锁将对电网频率安全造成严重威胁,电网的调频压力及安全运行风险不断增大,亟需新能源参与电网快速频率响应,提升大电网频率风险防控水平。介绍了新能源电站快速频率响应性能要求,面向已有或新建的光伏电站,提出了快速频率响应典型方案,开发了新能源电站一体化控制系统,并在光伏电站开展了示范应用,实现了电站AGC/AVC和快速频率响应功能的集成,达到了光伏电站对电网频率和电压主动支撑的目的。     

考虑负荷频率特性的新能源场站一次调频控制方法

随着大容量高比例的新能源集中接入电网,传统电网可用的频率响应资源占比逐步减少。为了充分发挥新能源场站参与电网快速一次调频的潜力,提高电网的电能质量,在新能源场站常规有功-频率下垂控制方法基础上,提出了一种考虑负荷频率特性的新能源场站一次调频控制方法,该方法提高了系统频率的抗扰动能力。采用MATLAB/Simulink对典型负荷频率特性的新能源场站一次调频控制方法进行了仿真验证,结果表明所提出的控制方法可以显著提高系统频率稳定性,对新能源场站一次调频具有重要参考意义。     

面向高比例新能源接入的电氢耦合系统设想及分析

高比例新能源接入电力系统,其高随机性与波动性将造成系统“源-荷”结构失衡,且高比例电力电子化将导致传统电力系统以同步发电机和机电动态特性为基础的技术特性发生深刻变化。为此,提出了一种采用“送端绿电离网外送-受端离网制氢-氢燃气并网发电”模式的电氢耦合系统,即在送端将新能源电力汇集接入至与交流电网无电气联系的直流输电网络中,在受端满足电解水制氢直流负荷并通过氢燃气发电方式支撑交流电网,从而将大量新能源消纳和新增“西电东送”需求与送端/受端交流电网解耦。所提电氢耦合系统不仅能改善系统电力电量平衡,促进高比例新能源消纳,还能够保障电力系统的安全可靠运行,可为我国高比例新能源电力系统的演进方向提供参考。     

高比例新能源电力系统演化进程中核电与新能源协调发展策略

核能与新能源作为非化石能源的重要组成部分,对于中国构建清洁低碳、安全高效的能源体系具有举足轻重的作用.随着大规模间歇式新能源接入电力系统,电网的安全稳定运行面临巨大挑战,核电出力稳定、转动惯量大,可为高比例新能源接入的电力系统提供必要的电力、电量和转动惯量支撑.针对高比例新能源电力系统演化进程中核电、新能源及其他电源的...     

新型配电网安全评估指标体系研究

安全稳定运行是高渗透率新能源电网规划的关键问题，为此，建立了新型配电网安全评估指标体系，首次提出安全评估由可靠性评估和风险评估构成。其中，可靠性评估指标是在现有国内外配电网可靠性标准中提炼出电力设备级、负荷点级、系统级、孤岛级四类指标，风险评估指标考虑了分布式电源的波动性，选用节点电压越限和支路潮流越限两个风险指标进行评估。IEEE34节点配电网的算例证明了提出的指标体系可有效评估新型配电网的安全性，为后续高比例新能源电接入电网的安全评估奠定基础。     

新能源多场站短路比影响因素分析

新能源在电力系统中的接入占比不断增加,使得局部地区出现了新能源接入弱交流电网的场景,易引发新能源振荡失稳及过电压脱网风险。计及多个新能源场站间相互影响的新能源多场站短路比(multiple renewable energy stations short circuit ratio,MRSCR)是衡量新能源接入系统电压支撑强度的重要指标。首先,推导了MRSCR的计算公式,结合不同假设条件,给出不同解析表达式;其次,详细分析了影响新能源多场站短路比的因素,包括新能源场站发电功率、节点运行电压、加装调相机等,并对上述因素的影响效果进行理论推导;最后,为进一步验证上述因素对MRSCR的影响情况,依托电力系统分析综合程序(power system analysis synthesis program,PSASP),以宁夏某新能源场站为例进行了仿真分析。仿真结果表明新能源场站发电功率、加装调相机对MRSCR具有显著影响,上述结论对指导高比例新能源接入系统电网运行及新能源场站规划设计具有重要意义。