基于联络线动态潮流的动态等值方法

本文提出了一种时域内基于联络线动态潮流等值方法，数值实验表明这种方法具有很高的等值精度和实用价值。     

适用于机电暂态仿真的大型光伏电站在线动态等值方法

为了提高光伏电站并网安全稳定在线计算的准确性和时效性,提出了一种适用于机电暂态仿真的大型光伏电站在线动态等值方法。在线计算逆变器聚类指标并分群等值,根据聚类指标门槛值形成等值方案,对比等值前后的暂态响应特征判断等值的有效性并迭代修正。基于实际工况对光伏电站进行在线等值提高了模型的准确性。为提高计算效率,详细模型下的响应曲线和用于聚类指标计算的参数灵敏度通过离线计算并建立数据库、在线根据实测信息匹配获取。基于实际电网的仿真计算验证了该方法的有效性。     

基于联络线动态潮流的动态等值方法

本文提出了一种时域内基于联络线动态潮流等值方法。数值实验表明这种方法具有很高的等值精度和实用价值     

基于等值的电力系统机电暂态仿真并行异步算法

提出了一种基于等值的机电暂态稳定并行异步仿真新方法。该方法将系统按地理位置分区后的各子系统在每一时步进行相互等值,每个子系统利用其他子系统传递来的等值信息进行独立迭代计算;在每一时步的迭代过程中,各子系统只需1次相邻子系统的预测等值信息和校正等值信息;采用异步并行策略进行子系统间的等值信息传递和迭代,及时更新等值信息,从而加速迭代收敛。多个算例表明,文中的方法具有较快的计算速度和较高的计算效率,并具有工程可接受的仿真精度;对于一些大规模的实际系统,已实现实时或超实时仿真速度。     

光伏发电系统暂态建模与等值

随着光伏并网电站的数量增多、容量增大,其对电网的保护与控制的影响不可忽略。建立光伏发电站的电磁暂态仿真和等值计算模型是研究其并网特性及对继电保护影响的基础。介绍了光伏电站接入电网的常见形式,建立了一种通过单级式逆变器并网的光伏发电单元模型,并利用在PSCAD/EMTDC上搭建的光伏发电系统电磁暂态仿真模型验证了其在稳态和暂态条件下的有效性。在此基础上,给出了一种由光伏发电单元组成的光伏电站的等值计算模型,并仿真验证了其有效性。     

含风光储发电的配电网潮流计算方法

风光储发电加入配电网后,出现了多节点类型等传统配电网潮流算法较难处理的问题。在对风电机组、光伏发电系统和储能蓄电池的节点类型进行划分的基础上,提出相应节点类型在潮流计算中的处理方法,并对广泛用于电力系统潮流计算的牛顿法进行改进,提出适用于含风光储发电的配电网的潮流算法。采用改进的含风光储发电的配电网潮流计算程序对33节点系统进行计算,结果表明了该方法和程序的有效性。     

潮流计算中风电场的等值

潮流计算是风电场接入系统设计中的重要环节之一,为得到准确的潮流计算结果,以建立风电场稳态模型十分必要。以往风电场系统潮流计算都将风电场视为PQ节点,并认为风电场功率因数与单台机组功率因数相同。由于该方法未计入风电场内部集电系统的影响,当风电场规模较大时可能带来较大计算误差。作者通过实例将风电场集电系统分为使用架空线路和使用电缆两种情况,指出当风电场集电系统使用电缆时,风电场的等值功率因数与单台机组存在较大差别,潮流计算时应计及集电系统的作用。     

电力系统电磁暂态仿真外部系统等值方法综述

对实际电力系统进行电磁暂态仿真,往往耗时很长。如何有效地对外部系统进行等值以减小仿真系统的规模,长期以来是电磁暂态仿真研究领域中的一个重要课题。对该领域迄今为止主要外部系统等值方法进行了分类,给出了各类方法的基本过程,分析了其优缺点;并对该领域今后的发展趋势及关键问题的突破作了展望。     

储能接入风光互补系统潮流分析

风光储系统在未来实现碳达峰、碳中和中扮演着重要的角色,储能接入对风光互补系统的影响也是一项值得研究的工作。本文分析了储能接入风光互补系统后,对系统潮流变化的影响,基于PSAT搭建了潮流模型,并分析了不同风光互补系统工况下,储能接入对系统潮流的影响。通过本文的分析可知,储能接入后,可减少节点注入的功率波动,从而减少线路功率波动,并可以减少各节点电压波动情况。     

基于高频等值阻抗的机电-电磁暂态混合仿真接口模型

机电-电磁暂态混合仿真是当前研究大规模并网变流器与电网之间交互作用稳定性的有效手段,由于并网变流器的宽频带响应特性,使得传统以基频等值为目标的戴维南接口模型不再适用。针对于此,文中提出了一种基于高频等值阻抗的接口模型,该模型以受控源形式的戴维南等值电路为基础,既能体现机电-电磁侧交互的宽频特性,又具有较高的仿真精度。仿真算例验证了所提出模型的有效性。     

风光储联合发电系统的组合建模与等值

利用间接组合建模的方法,在建立典型的双馈风机、光伏发电单元和储能单元的装置级机电暂态模型基础上,采用等值方法建立三者电站级的机电暂态模型,最终通过组合建模得到了风光储联合发电系统的机电暂态模型。在大型电力系统分析软件包的PSD-BPA暂态稳定程序中实现了风光储联合发电系统的仿真功能,通过典型算例和张北＂国家风光储输示范工程＂的仿真分析验证了模型的正确性,为风光储联合发电系统的并网研究提供了分析手段。     

考虑风光储协调运行的可靠性评估

风光储联合发电系统并网后必须采取策略与系统之间实现协调调度与运行才可在保证可靠性的前提下最大化利用可再生能源,但现有的可靠性评估中还缺少对大规模风光储联合发电系统协调运行的考虑。针对此问题,基于序贯蒙特卡罗仿真方法,建立了风电、光伏和储能系统的发电可靠性评估模型,并提出了新的协调调度策略。模型综合考虑了风速、太阳光辐照度、环境温度以及2种新能源发电技术的能量变换特性和储能系统的充放电约束等因素。这些模型被应用到IEEE RTS79中,通过在Matlab中编制程序进行仿真计算,考察不同的协调运行策略、联合发电系统容量配置以及储能特性对于系统裕度的影响。评估结果可为联合发电系统并网规划与设计提供参考。     

风光电站储能电池研究综述

介绍了适用于新能源发电的化学电池:铅酸电池、锂离子电池、钠硫电池、全钒液流电池的组成结构、储能原理,从原理上详细分析其特点及存在的问题,从技术特性、经济特性和安全性方面比较了各类储能电池,并在分析风光电站储能电池特性需求的基础上得出结论,全钒液流电池是风光电站储能系统的最佳选择。     

考虑光伏发电及负荷概率性的储能容量优化

高渗透率光伏系统的接入增加了负荷的波动性,对配电网的稳定运行带来一定影响,需要配置合理的储能装置以保障配电网的稳定运行。在考虑光伏发电及负荷概率性的基础上,提出了一种储能容量优化的新方法：将负荷与机组发电的差作为对储能功率的需求,先分别求得一天中不同采样点负荷与机组发电的概率性序列,再利用卷差运算求得储能功率的概率性序列,最后根据统计学原理确定储能的最大充放电功率及最优容量。所提方法为光伏系统接入配电网的储能容量规划工作提供了新的思路。     

基于FPGA的光伏发电系统暂态实时仿真

介绍了分布式发电系统暂态实时仿真的主要难点,研究了基于现场可编程门阵列(FPGA)的电力电子设备和控制系统的实时仿真方法以及不同步长下电气系统与控制系统的仿真时序和交互方法。在此基础上,设计了具有高度并行性、内存分布性及流水线架构的多种典型分布式电源控制元件模块,搭建了光伏电池及其控制系统模型,并以单极光伏发电系统为例对所提的暂态实时仿真器在多个步长下进行了验证,通过与PSCAD和RTDS软件仿真结果的对比,验证了所提实时仿真器的正确性。     

基于快速储能的风电潮流优化控制系统

风电功率的间歇与波动致使电场容量可信度低、可调度性差;同时易引起局部电网的电压不稳、频率波动,影响了系统的电能质量及稳定性。针对此现象,将超级电容器与蓄电池组成快速储能装置,用于风电的潮流优化控制。采用三重双向直流变换电路控制储能元件间的功率流动;采用四象限交直流变换电路控制储能与电网间的能量交换。提出基于超级电容器电压低频波动抑制的功率分配方法,可显著减少蓄电池的充放次数;提出基于储能元件荷电状态的储能能量调整规则,可避免储能元件的过充和频繁深度放电,以优化其功率调节能力。实验结果表明,系统可实现2种储能元件的优势互补,能有效平滑调节风电注入电网的有功功率,并实时补偿控制风电接入点的无功功率。     

光储一体化并网发电系统的惯量阻尼机理分析

以光储一体化并网发电系统为研究对象,利用多时间尺度建模的思想,聚焦于影响系统频率动态特性的主要时间尺度——直流电压时间尺度,建立了用于系统惯量阻尼特性分析的直流电压时间尺度动态模型。在此模型的基础上,利用电气转矩分析法从物理机制层面上分析了影响系统惯量效应、阻尼能力以及同步特性的主要因素及其作用规律。研究结果表明:系统的动态特性由其控制参数、结构参数以及稳态工作点参数共同决定。直流电压母线控制环中的比例控制器、积分控制器分别影响系统的惯性效应和同步特性;储能装置中的频率下垂控制主要影响系统的阻尼能力;工作在最大功率点跟踪模式的光伏变流器则无法影响系统的动态特性。此外,系统的动态特性还受到线路阻抗、直流母线电容等结构参数以及系统交/直流母线电压等级、稳态运行功率(功角)等稳态工作点参数的共同影响。仿真和实验结果验证了上述分析结论的正确性。     

风力发电系统中储能容量的优化配置

在风力发电系统中,合理地规划配置储能系统的容量对于风力发电产业的长远发展具有非常重要的意义。首先建立了电池储能系统的模型,提出一种基于该类储能系统的容量优化配置策略,并在此基础上将电池储能系统的全生命周期成本作为储能容量的优化目标,建立了以发电系统能量缺失率等运行指标为约束条件的储能容量优化模型,运用粒子群算法对该复杂优化配置模型进行求解计算。通过对算例系统的求解,验证了所建模型和算法的正确性和有效性,同时也为风力发电系统中储能单元的容量优化提供了参考。     

含光伏和风电的电力系统随机生产模拟

为了解决电网中不断增加的间歇式能源给电力系统的规划和运行带来的困难,研究了光伏和风电同时并入电力系统后的随机生产模拟计算模型。基于随机生产模拟方法以及其中多状态机组的处理方法,建立了光伏的多状态计算模型。同时,结合该模型和风电等效多状态模型分析处理了光伏和风电两种间歇式能源同时并入电力系统后的随机生产模拟情况。光伏多状态计算模型可以考虑到太阳能的间歇性和不确定性。比较计算结果与实际情况表明,在随机生产模拟中,采用这两个处理间歇式能源的计算模型,得到的光伏发电量和风电场出力接近于实际情况,为恰当安排电能生产提供依据。