微网并网容量分析

将分布式发电以微网形式接入到主电网中并网运行,与主电网互为支撑,是充分发挥分布式发电的最有效方式之一.研究微网并网规模,明确主电网接纳微网的能力,将充分发挥新能源及可再生能源的优势,实现主电网与分布式新能源及可再生能源发电的协调发展,有利于引导与规范微网接入主电网,确保主电网的安全、稳定、经济、高效运行.从微网并网系统的特点出发,分析了微网并网的相关问题,研究了微网并网对主电网的影响,同时对微网并网容量即主电网接纳微网能力进行分析,最后结合算例针对微网并网的稳态分析,通过仿真实现了对微网并网容量的确定.     

可再生能源并网发电的可靠性分析和节能分析

针对可再生能源机组并入电网的电能呈波动性对系统电能质量及运行可靠性产生较大不利影响,研究了接入可再生能源机组的电网的可靠性指标以便定量了解系统运行可靠性.基于蒙特卡罗法以IEEE-39节点标准测试系统为例,计算了接入风力发电机组和光伏发电机组后电网的可靠性指标LOLE,探讨了接入储能装置对可靠性指标产生的影响,设计了可再生能源发电煤耗节约量的计算方法.结果表明,同时接入两种机组优于单独接入一种机组,可再生能源并网机组的增加导致系统稳定性下降.     

考虑多能源协同的可再生能源电网快速解列电压优化控制策略北大核心CSCD

针对含可再生能源接入的电力系统在发生故障后,使得电网中部分机组运行解列,其对电网电压造成影响的问题,提出了一种考虑多能源协同的可再生能源电网快速解列电压优化控制策略。首先,分析电/气/热等多种能源间的转换特性和可调节特性,并分析含电/气/热等多种能源转换系统接入可再生能源电网后系统的运行特性,建立含多能源转换系统的可再生能源电网稳态模型;然后,考虑可再生能源电网解列时系统中重要负荷电能恢复量、系统电压波动量两个优化目标,建立可再生能源电网快速解列电压优化控制模型,并对控制模型进行求解;最后,以西北某地区电网运行数据为基础,搭建含多能源转换系统的可再生能源电网等值模型,分析并验证文章提出的电网快速解列电压优化控制模型的可行性和有效性。     

一种可再生能源并网的最大容量边界计算方法

可再生能源大规模接入电网是一种解决当前世界面临的能源和环境问题的有效方法,但是也给电网的安全运行带来了新的问题。该文首先通过引入支路电流作为电力网络方程的状态变量,进而建立了可再生能源接入电网的最大容量边界条件方程,组成了用于计算可再生能源接入最大边界容量的方程组;然后求解该方程组得到在给定负荷情况下可接入的可再生能源最大容量,并通过容量裕度指标评估电网运行的安全性;最后通过多节点可再生能源并网仿真计算结果表明该模型是有效的,能够为电力部门安排可再生能源的运行方式提供辅助决策。     

大规模可再生能源接入区域电网侧储能频率稳定控制方法研究

储能技术可以解决可再生能源大规模并网的波动问题。文章以大规模可再生能源接入地区电网侧储能为研究对象,重点关注改善大规模可再生能源接入地区频率稳定的控制方法。首先通过灵敏度分析,求取影响频率特征指标的主导参数;对比不同技术路线的虚拟惯量控制策略,提出了计及储能频率控制策略的电力系统频率响应模型,用于分析不同频率控制策略对实际电网的惯量支撑能力;最后利用Matlab/Simulink建立某可再生能源高占比区域电网频率响应模型,验证不同虚拟惯量支撑手段对于改善频率特征指标的有效性。     

内蒙古建设大型并网光伏沙漠电站的可行性分析

合理利用现有资源、改善能源结构,已成为可再生能源发展的指导思想.有效地利用内蒙古荒漠资源建设大型并网光伏沙漠电站,是实现能源可持续发展战略,开拓和发展可再生能源的必由之路.文章从政策指导、太阳能资源、荒漠资源和电网交通等方面,分析了在内蒙古建设大型并网光伏沙漠电站的可行性.     

智能电网技术在清洁能源中的应用现状

从可再生能源利用现状入手,重点分析了可再生能源与智能电网技术的发展情况,并以此为基础,将智能电网技术引入清洁能源并网研究中,总结了基于智能电网技术的清洁能源并网控制方法和技术,探讨了未来的发展方向。     

可再生能源与热电联合响应的区域多能源电网集群运行优化模型

针对可再生能源发电快速增长下的高渗透率导致的区域级多能源电网功率平衡协调控制困难问题,文章提出了基于热电联合响应的多能源电网集群联合优化运行控制策略,可有效提高电网功率平衡调节能力。首先,研究可再生能源发电、热电联合响应及多能源电网运行特性,考虑可再生能源发电及热电负荷不确定性因素,建立多能源电网集群中可再生能源与热电联合响应运行优化控制模型;然后,研究基于电网运行效益最大化目标的多能源电网集群协调运行策略模型及其求解算法;最后,以东北某地区3个区域级多能源电网运行数据为基础,采用蒙特卡洛方法模拟电网热电负荷特性,建立基于IEEE14节点系统的PSCAD仿真模型。仿真结果及其分析表明,文章提出的基于热电联合响应的多能源电网集群协调优化运行模型能够有效提高可再生能源出力不确定性条件下电网功率平衡能力,减小电网运行与功率调节成本。     

区域多能源电网可再生能源发电容量规划及投资收益优化模型

针对地区型多种能源形式接入的区域电网,研究了可再生能源发电容量与区域电网内其他多能源形式协调优化及可再生能源发电设备运行效益问题。以高比例风力发电、光伏发电、固体蓄热式电锅炉、电制天然气、燃气储能、热力储能系统构成的区域多能源系统模型研究为基础,提出基于不同调度时间尺度的区域可再生能源发电容量规划和投资效益优化模型。首先,研究区域电网内多能源供能、传输和负荷设备的能源供给和消耗特性,建立基于高比例可再生能源发电不确定性的多能源电网功率平衡模型;其次,研究大规模可再生能源不确定性、动态电价响应、系统运行状态的约束模型,建立区域可再生能源容量配置与收益多目标优化模型及其求解方法;最后,利用东北某地区多能源电网实际运行数据,建立可再生能源发电容量规划及投资收益优化仿真模型。仿真结果表明,文章所建立的可再生能源容量和效益优化模型,能够在保证较高投资效益的前提下,实现较小的可再生能源容量配置。     

跟网型并网变换器的稳定域重塑控制策略研究综述

大力发展可再生能源是完成能源清洁化转型和实现“双碳”目标的重要途经。在此时代背景下,电力系统结构形态将发生根本性转变,从以同步机电源为主导的传统电力系统发展为由风、光新能源作为主体的新型电力系统。电力电子变换器作为新能源并网发电的接口,具有高度的灵活性与可控性,如何设计控制策略以保证并网变换器的稳定运行是电网高比例可再生能源发展进程中最受关注的重要问题之一。针对复杂电网工况下基于锁相环同步跟网型并网变换器的致稳控制方法,形成了一系列相关研究成果。在具体并网场景下,通过建立合适的跟网型并网变换器的数学模型,并结合与模型适配的稳定性分析方法明晰并网系统失稳机理,进而设计控制策略以改善并网系统稳定性,提升跟网型并网变换器对具体场景的适应性,即经改进控制策略重塑了跟网型并网变换器的稳定运行域。本文依据所采用的跟网型并网变换器模型及稳定性分析方法,将从小扰动意义下的稳定域重塑控制和暂态场景下的稳定域重塑控制两个方面,梳理与归纳迄今的工作进展,并在此基础上探讨保障高比例可再生能源电力系统安全可靠运行仍需研究的技术问题。     

考虑源-荷发展不确定性的电网扩展规划模型

在城市电网的发展过程中,随着可再生能源及储能等可控负荷的大规模接入,系统内源-荷实时功率供需关系与未来容量发展的不确定性将会增加,导致可再生能源利用率降低,并给上级电网带来调峰压力。为解决这一问题,文章充分考虑源-荷发展不确定性对系统的影响,以总规划成本最小为目标,建立了基于多重不确定性的电网模糊扩展规划模型及其求解方法。通过仿真算例验证了所提模型可有效地提升电网规划的经济性。     

Investigating the impact of variable energy prices and renewable generation on the annualized cost of hydrogen

Hydrogen can be produced from onsite renewable energy, energy from the power grid, or a combination of both. While the cost of grid energy is driven by the energy prices, onsite renewable investments are driven by the levelized cost of renewable energy. Energy prices can widely vary in time and in different locations, potentially having a large impact on the annualized cost of hydrogen (ACOH). Renewable sources can also vary significantly for different locations and seasons. In this paper, we develop a semi-empirical model to find key ACOH locational drivers and trends. The model finds the optimal capacity of the onsite solar and wind generators and the electrolyzer, together with the optimal use of grid energy. We found that an optimal balance between onsite renewable investments and grid energy use is strongly driven by the type of energy price (fixed or variable) and location.     

化石能源补贴政策对分布式发电技术投资影响研究

为降低能源密集型产业的能源单耗、降低能源强度,需对能源补贴政策进行优化,在能源补贴政策发生变化后,微电网分布式发电技术投资结构将发生变化。从传统发电与可再生能源分布式发电技术的角度分析了减少化石能源补贴对微电网分布式发电技术投资的影响程度。根据经济、技术及环境指标运用多层次决策(MADM)法对能源补贴减少前后的各种微电网分布式发电技术的效益和成本进行了计算,并与化石能源投资成本进行了对比。算例分析结果表明,削减化石能源补贴可增加微电网分布式发电技术的投资份额,改善环境质量。     

基于改进下垂特性的微网功率控制方法

微网技术作为新能源及可再生能源接入智能电网的技术平台,可以有效整合新能源及可再生能源分布式发电的优势,实现能源的梯级利用,为智能电网的实现提供了必备的技术基础。针对微网的功率控制方法进行了研究,概述了现有的3类经典的控制方式,重点阐述并分析了微网功率下垂控制方法。结果表明,原常规有功功率-频率下垂控制的下垂系数固定无法保证微网的频率质量。提出微电源可采用一种改进的有功功率-频率的下垂控制方法,以有效保证微网运行的频率稳定。仿真结果表明了该控制方法的正确性和可行性。     

计及时间相关性的微能源网鲁棒规划方法

微能源网以能源的梯级利用为原则,可实现风、光等多种新能源的高比例消纳,满足区域内电、热、冷等多种能源需求。微能源网中存在新能源出力与冷、热、电负荷的多重不确定性。为增强系统规划结果的鲁棒性,常采用不确定集表述新能源出力与多种用能需求的不确定性,实现针对微能源网的鲁棒规划设计,往往使系统规划结果过于保守,降低系统经济性。为克服以上问题,规避实际运行中不可能发生的场景,降低系统规划结果的保守性,文章提出一种考虑时间相关性的微能源网鲁棒规划模型。该模型在计及多重源荷不确定性的基础上,进一步考虑新能源出力与冷、热、电负荷的时间相关性。通过算例对传统不确定集与所提出的改进不确定集进行对比分析,验证了所提模型及方法的优越性和有效性。     

中国风电发展与并网应用模式研究

从我国能源供需总体形势出发,结合分析国外风电发展状况,阐述了大力发展风能等可再生能源的必要性和意义,提出了我国在风电开发与利用中存在的主要问题。分析了风电大规模开发对电源和电网结构、运行方式、需求侧用电方式等产生的影响,基于风电和电网的规划建设要“同步进行”和“同步配套”,提出了“分级接入”和“分区消纳”的风电发展利用模式,全面提升电网对可再生能源的运输能力。     

基于改进支持向量机的多能源电力系统中储能容量规划及运行模型

研究多能源电力系统中储能装置的定容及运行,有利于减小功率波动,降低对电网的冲击,提高电能质量。以青海省海西千万瓦级可再生能源基地为例,首先根据光伏电站和风电场的历史数据分析了两种新能源发电系统的出力特性,在此基础上建立了支持向量机模型,对新能源电站的输出功率进行了短期预测。根据光伏电站和风电场的出力预测误差,建立了ARMA误差预测模型,进一步修正了光伏电站和风电场的预测曲线,最后根据出力预测曲线的功率谱确定了储能系统的容量及出力曲线。研究成果可为新能源并网提供技术支持。     

河西地区新能源与电网发展之间的问题分析

针对河西地区大规模新能源建设发展引起的发电企业之间及发电企业与电网企业之间的矛盾进行剖析,提出了解决问题的方法和建议,指出政府应综合协调兼顾各方利益,对新能源、常规电源、调峰电源以及电网建设统筹规划、科学配置、有序发展,营建和谐电网,使新能源、常规电源及电网发展相互促进,逐渐步入良性循环的共同发展轨道。     

新疆阿勒泰地区可再生能源发电的出力特性分析

阿勒泰电网位于新疆北部电网,与主网仅通过单通道联络,而网内集中了风电、水电、光伏、火电4种电源。在联络通道送电极限一定的情况下,如何最大限度地接纳和利用好可再生能源成为电网运行所需考虑的一个重要问题。通过对阿勒泰地区可再生能源出力特性进行分析,找出各电源出力特性规律,分析了风电大发对电网经济性的影响,提出可再生能源利用原则。所得结论有利于地区的电力电量平衡、调度计划的制定,且可以有效提高清洁能源的消纳能力及为风光水火电力优化提供依据。     

A review on the features and technologies for energy efficiency of smart grid

In today's world striving for efficiency in every sector, especially power generation and distribution, smart grids emerge as the solution for efficiently meeting the increasing demand. They adjust themselves to optimally deliver energy at the lowest cost and highest quality possible. The grid successfully makes use of renewable energy resources, electric vehicles, and smart pricing techniques in its attempt to achieve energy efficiency. It also promotes a greener environment by striving to reduce greenhouse gas emissions. Information communication technology (ICT) helps the grid in collecting consumption data from the consumers and in sharing tariff information. ICT also helps to gather information about the status of the grid with regard to aspects like power quality, faults etc. The purpose of this paper is to review recent literature with a view to comprehensively present the technologies employed in the smart grid for achieving energy efficiency and the challenges involved therein.