海上风电场黑启动系统的风柴协同控制策略

在风电平价上网政策的推动下中国海上风电场建设加速,未来大规模的海上风电场将会成为沿海地区局域电网的重要供电电源。当沿海局域电网发生大停电时,海上风电场若具备作为黑启动电源的能力将显著加快电网恢复过程。为启动沿岸无黑启动能力的火电机组,文中提出了利用海上风电场配置的小容量辅助柴油发电机作为支撑电源启动海上风电机组,后经主变压器和高压海底电缆向陆上火电机组供电的黑启动方案。为改善黑启动系统的频率调节能力以及在投入高压海底电缆时维持系统电压稳定,分别提出一种风柴协同调频控制和一种考虑柴油发电机功率极限的动态无功补偿控制,后者利用了风机网侧变流器(WGSC)作为静止无功发生器(SVG)运行。最后在PSCAD/EMTDC上依据实例搭建了海上风电场黑启动模型,验证了所提方案及策略的可行性和有效性。     

大停电背景下考虑系统暂态安全的动态风电穿透功率极限计算

动态风电穿透功率极限(DWPPL)代表黑启动过程中系统在不同恢复时段对风电的接纳能力,其成功求解可以指导风电在系统恢复过程中的有序接入,进而使系统依靠风电启动功率小、启动速度快的优势,加快系统恢复进程。为了更加准确地求解DWPPL,建立计及系统暂态安全约束的DWPPL非线性整数规划模型,该模型采用二元表的方式统一描述了各暂态安全约束;提出基于纵横交叉优化算法和PSD-BPA仿真的DWPPL求解方法。针对含风电的IEEE 39节点系统中某具体黑启动方案,求解了各时段的DWPPL并验证了算法的优越性;在PSD-BPA上仿真验证了所求DWPPL的正确性和考虑系统暂态安全的必要性。     

基于风电极限穿透功率的经济调度优化模型研究

风电出力的时变特性,决定了风电极限穿透功率对大规模风电并网系统的调度策略有重要的影响.在充分体现环境保护和风电特性的火电和风电的运行价格模型基础上,基于风电场极限穿透功率和风电场出力预报可信度,建立了风电并网电力系统经济优化调度模型.基于新疆乌鲁木齐电网对该调度模型进行算例仿真,并采用遗传算法(GA)实现模型求解,结果...     

风电汇集电网500 kV降压运行线路启动方案研究

针对锡林郭勒盟西部电网处于系统末端、大规模风电汇集,公用变电站调压手段匮乏、电压偏高且波动剧烈,以及500 kV线路降压运行充电功率大给东苏220 kV输变电工程启动带来困难等问题,综合考虑网架结构、风电出力、无功补偿等因素提出了启动控制措施,利用区域风电场动态无功补偿装置参与系统调压,并通过仿真验证了该方法的可行性,在此基础上制定了启动方案,保证了工程的顺利启动。     

风电参与电网黑启动的暂态电压稳定评估研究

为发展风力发电机参与电网黑启动中的安全稳定评估方法,此处提出了一类风电参与电网初期黑启动场景下的电力系统暂态电压稳定性指标。该指标主要包括暂态电压跌落严重度和事故后电压恢复能力两部分。借助PSS/E软件,案例分析在一个IEEE 39节点系统展开,与传统极限切除时间指标所得结果的对比,表明所提指标更精确和灵敏。同时,不同风电渗透率以及不同负荷模型的仿真结果也进一步验证了所提指标的适用性。此外,借助该指标分析了风电参与黑启动对暂态电压稳定性的影响。相关结论与认识对风电参与电网黑启动方案的制定有一定的参考价值。     

基于风电极限穿透功率的经济调度优化模型研究

风电出力的时变特性,决定了风电极限穿透功率对大规模风电并网系统的调度策略有重要的影响.在充分体现环境保护和风电特性的火电和风电的运行价格模型基础上,基于风电场极限穿透功率和风电场出力预报可信度,建立了风电并网电力系统经济优化调度模型.基于新疆乌鲁木齐电网对该调度模型进行算例仿真,并采用遗传算法(GA)实现模型求解,结果表明提出的清洁经济调度模型合理、有效.     

考虑风电参与的黑启动方案

风电具有启动功率小、启动速度快的特点,安全、稳定地利用风电将有效加快电力系统恢复进程。考虑系统调频能力和机组爬坡能力约束,提出基于机会约束规划模型的风电参与黑启动最佳接入量评估方法,并对风电接入时机进行评估。为了有效发挥风电的作用,提出考虑风电参与黑启动方案的优化方法,对风电接入和负荷恢复进行分时步协调优化,制定出风电参与的最优黑启动方案。以含风电的IEEE 39节点系统为算例验证所提方法的可行性和有效性。     

考虑需求侧响应的风电穿透功率极限计算方法

风电出力具有随机性、波动性和反调峰性,其大规模接入电网后,对系统调峰平衡带来较大负面影响并制约系统对风电的消纳能力。研究了一种考虑需求响应的风电穿透功率极限计算方法。将需求响应控制作为提升系统消纳风电能力的手段,以系统消纳风电能力最大为优化目标,同时考虑系统常规发电机组的运行约束,构建了基于电价灵敏度理论的风电穿透功率极限计算模型。以实际电网数据进行计算。结果表明所提方法能够提升系统对风电的消纳能力,验证了本文所提方法的有效性和正确性。     

风电场限功率状态下电网旋转备用优化分配

并网风电场参与电网调频且主动提供旋转备用是高渗透率电网的客观需求,而风电场限功率运行是风电参与调频的必要条件。定量分析了风电场限功率运行对二次调频指标及风电极限穿透功率的影响,认为风电场限功率运行能从调频备用容量以及调频速度两个方面减轻同步发电机的调频压力,同时增加了电网中风电的极限穿透功率。为研究风电场限功率运行下的二次旋转备用分配问题,建立了电网备用优化模型并构建了包含等值同步发电机及风机的动态等值模型,通过MATLAB/Simulink进行求解及仿真,优化及动态仿真结果均表明风电场处于限功率状态有利于增加电网频率稳定性并减少旋转备用。     

基于等值频率响应模型的海上油田群电网风电穿透功率极限分析方法

提出了一种基于等值频率响应模型的海上油田群电网风电穿透功率极限分析方法。首先,构建了海上油田群电网的平均系统频率响应(ASFR)等值模型,基于单、分轴燃机确定电网原动机-调速器参数,根据t location-scale分布和差分变换方法刻画风电出力波动概率分布;然后,基于电网可承受的最大风电波动对应累积概率指标和最严重故障后电网最大频率变化指标,提出了考虑稳态频率偏差约束和暂态频率稳定约束的风电穿透功率极限分析方法;最后,以某实际海上油田群电网为例验证了所提方法的准确性与有效性,结果表明,原动机-调速器响应速度和暂态频率稳定约束对于海上油田群电网的风电穿透功率极限具有关键影响。     

地区电网风电穿透功率极限仿真研究

在规划阶段,风电场迫切需要解决接入方案和风电场穿透功率极限计算的问题。不同的接入方案有不同的穿透功率极限,反之,穿透功率极限也限制了风电场的装机容量和接入方案的选择。总结了风电穿透功率极限计算的方法,在此基础上,结合规划的一般程序提出了一种计算地区电网风电穿透功率极限的方法,并给出了计算实例。     

黑启动方案制定及决策支持实用系统

结合四川电网的具体情况,研究了黑启动路径生成、启动初期负荷恢复策略,探索体现负荷恢复数量和恢复速度的实用方法,以及黑启动操作过程中的暂态稳定、过电压等问题的自动校核技术。在此基础上开发了一套电网大停电后恢复方案制定及决策支持实用化系统。利用该系统制定了四川电网大停电后恢复方案,给出了典型水电机组作为黑启动电源在启动初期的负荷冲击量参考值以及黑启动初期建议的恢复策略。     

海南"9.26"大停电后电网黑启动过程的启示

介绍了海南电网"9.26"大停电和造成大停电的主要原因,分析了大停电后海南电网的黑启动方案实施效果和存在的问题,结合国内进行的各种有关电网黑启动方面的研究工作,指出了应建立多套黑启动方案、黑启动方案需通过试验校核、黑启动方案的理论仿真研究有待加强、需制定电网黑启动故障恢复复卡、黑启动方案应进行滚动修改等建议.     

西北电网黑起动方案研究

西北电网覆盖四个省(区)，各省之间交接功率大，存在总大面积停电的可能，本文给出了在西北电网发生大面积停电时的黑起动方案的方法、步骤及制定黑起动方案时应进行的具体工作。     

充放储一体化电站的黑启动方案

停电事故后电力系统恢复过程主要包括网架修复和负荷恢复,合理的黑启动方案对加快电力系统的恢复有重要作用。当电网由于故障全停之后,孤岛运行的电动汽车充放储一体化电站作为电网中的一种分布式电源可以参与黑启动。介绍了一体化电站的结构和功率特性,分析了一体化电站作为黑启动电源与传统黑启动方式相比的优越性。基于黑启动的基本原理,建立了一体化电站满足潮流约束和系统安全约束的黑启动模型,制定了一体化电站参与黑启动的具体方案。将建立的模型应用于含有16座一体化电站的区域电网,采用遍历算法对问题进行求解,得到了区域电网的恢复过程,验证了所提出一体化电站黑启动方案的可行性。     

考虑多安全性约束的风电场穿透功率极限研究

穿透功率极限是含风电场电网规划中的重要问题。本文从梳理风电场穿透功率的多种约束条件入手,建立了包含系统潮流平衡、支路潮流、常规机组出力等约束条件的风电穿透功率极限计算模型,在此基础上引入了风电波动导致的系统频率偏差及电压偏差等安全性约束条件。提出了基于系统惯性中心频率的频率偏差指标和基于系统线性化方法的电压偏差指标,从安全性角度考虑了风电接入容量的影响因素。采用遗传算法对模型进行求解,相关算例证明了该方法的准确性和合理性。     

基于目标级联分析的输配电网黑启动分布式协同优化方法

协调优化大停电后输、配电网的恢复进程,充分发挥分布式电源的黑启动价值,可加快系统恢复速度,减小停电损失。考虑完整时间尺度下的黑启动过程,文中提出了一种输配电网黑启动分布式协同优化方法。首先,以最小化停电损失为目标建立了输配全局电网黑启动优化模型,利用经济手段量化黑启动方案的恢复效果。然后,基于目标级联分析将其分解为输电网黑启动优化子问题和各配电网黑启动优化子问题,子问题建模采用混合整数二次规划模型,计及了黑启动各时步电网不同元件的恢复操作。输、配电网控制中心仅需交换各时步的边界功率等少量信息就可进行分布式协调,进而得到输配协同的黑启动方案。最后,输配全局电网算例分析表明所提方法可有效协调输、配电网的恢复资源与进程,减小停电损失。     

电网黑启动方案关键问题探讨

作为四川电网的负荷中心,多种因素致使成都电网面临大面积停电事故的风险。制定切实可行的黑启动方案能保证严重停电事故后恢复控制的有效性。从电源恢复、路径寻优、负荷接入、安全校核、继电保护和方案评估等角度出发,就方案编制中存在的问题进行了针对性分析并提出相应改进建议。为使方案的制定方式由离线决策转变至在线实时决策,提出开发黑启动辅助决策系统将有利于调度运行部门正确处置大停电事故。在此基础上,探讨了黑启动辅助决策系统的体系架构和功能构成。     

计及风速波动特性的风电穿透功率极限计算

随着风电接入电网的容量日益增加,系统本身的调峰能力、电网输送空间和安全裕度成为制约电网消纳风电的因素;风速及风电系统的随机波动特性给系统的运行带来冲击和影响,并且风电的接入增加了系统节点电压、频率和支路潮流的随机波动性。基于风电场穿透功率极限的概念,从随机过程的角度分析出风速随机波动特性,提出了风速随机波动特性修正的风电场穿透功率极限优化算法。采用IEEE 30节点系统算例进行了对比验证。研究结果表明,该方法实现了对风电出力随机性的客观描绘,提高了风电并网容量规划方案的灵活性和可靠性。     

考虑风速相关性的风电穿透功率极限的改进计算

为全面分析多风电场风速相关性对风电穿透功率极限的影响,提出了一种考虑风速相关性和电网多种约束条件的风电穿透功率极限的改进计算方法。该方法采用基于拉丁超立方采样的随机模拟技术对具有相关性的多个风电场风速进行模拟,并应用基于机会约束规划理论的最优概率潮流方法,在满足包含常规机组爬坡能力约束等系统多种约束的前提下,以系统接纳风电总装机容量最大化为目标,计算风电穿透功率极限。以IEEE-30节点系统为仿真算例,采用遗传算法对该模型进行求解,验证了上述方法的有效性。仿真结果表明,通过增加爬坡能力约束能更好地反映风速相关程度对风电接入能力的影响,从而得到更符合实际的风电穿透功率极限。