大规模风电汇集系统无功电压管控机制及关键技术研究

随着我国风电的快速发展及大规模集中接入,大规模风电汇集系统的无功电压控制能力日趋成为制约风电消纳能力的关键因素。文章依托我国某千万千瓦级风电基地,提出了大规模风电汇集系统无功电压管控机制,围绕风电前期规划、设备并网检测、风电运行监测这3个环节深入开展大规模风电汇集系统无功补偿配置方法、风电场动态无功补偿装置并网检测技术、基于WAMS数据的风电汇集系统无功电压监控评价方法及评价系统开发等关键技术研究,以全面提升大规模风电汇集系统安全运行水平,提高风电集中送出及消纳能力。     

不同电力系统调度模式的风电消纳能力分析

电力系统风电消纳能力分析是破解风电消纳难题,促进风电健康发展的重要途径。从电力系统调度运行角度出发,考虑风电装机容量不断提高的趋势,在不同风电接入水平下对传统经济调度、环境经济调度和弃风量最小调度三种调度模式的风电消纳情况进行仿真,从风电消纳量和风电利用率两个方面对风电消纳能力进行分析,对比不同调度模式对电力系统风电消纳能力的影响,辅助风电并网的调度运行和决策;在此基础上,提出一种在不同调度模式下确定风电合理接入水平的方法,为消纳能力分析提供补充,为风电发展规划提供参考。     

考虑风电消纳的电力系统源荷协调多目标优化方法EI北大核心CSCD

随着风电的快速发展,其出力的随机性和间歇性导致常规电源的调节压力不断增大,传统的调度运行方式已经不能满足大规模风电的送出需求。该文将具有可调节特性的高载能负荷作为消纳风电的重要手段,与常规电源共同参与电网的优化调度,形成源荷协调优化运行的调度模式。在深入研究源荷协调运行特性的基础上,综合考虑源荷协调对风电消纳和系统运行的影响,以风电消纳电量最大和系统运行成本最小为目标建立源荷协调多目标优化模型,并采用多目标差分算法对模型进行求解。以甘肃电网为实例进行仿真说明,验证了所提方法能够有效降低系统运行成本,提高风电消纳水平。     

风电消纳关键问题及应对措施分析

针对大规模风电接入电网给电网安全运行带来的新问题和新挑战,在分析中国风电发展特点的基础上,结合欧美等国家的经验,从系统调节能力、电网输电能力、风电技术性能、风电调度运行水平等角度论述了影响风电消纳的关键因素。并根据中国特点,从加强调峰电源和跨区电网建设、突破风电并网运行关键技术、建立完善风电发展的配套政策措施等角度,提...     

内蒙古电网大规模风电消纳问题分析研究

针对大规模风电接入给内蒙古电网带来的风电消纳问题,分析了风电并网对电网电压、暂态及频率稳定性,风电场短路电流、谐波对电网保护以及风电对系统备用容量和调度调峰的影响.结合内蒙古风电发展的实际情况,提出提高风电消纳能力的方法建议,即利用分布式能源互补、储能协调相关技术提高风电并网的友好性,以及通过增强风机并网特性和风电调度运行能力,更好地提高风电并网的安全性.     

大规模消纳风电的常规水电运行方式

在中国风电迅猛发展和大规模接入电网的背景下,结合风电运行特性和电网安全需求,提出了大规模风电接入电网后水电年度运行方式的制定原则和原理,建立了考虑水电调峰对风电消纳贡献的水电运行调度数学模型。以东北电网桓仁水电厂为例,模拟计算了典型来水方式下的水电运行方式,计算结果表明该方法有利于提高电网的清洁能源消纳比例。     

考虑可消纳风电区间的多区电力系统分散协调鲁棒调度方法

多区域分散协调调度是提高电力系统风电消纳水平的有效措施。针对风电出力的不确定性以及多区域电力系统动态经济调度的安全可靠性要求,采用仿射可调节鲁棒优化结合分层协调技术,构建了考虑可消纳风电区间的多区电力系统分散协调鲁棒调度模型,将跨区电力系统可消纳的风电区间与自动发电控制(automatic generation control,AGC)机组的参与因子一同优化,以确保调度方案的可行性。基于目标级联分析技术,建立由各区域优化调度并行子问题和确保区域间联络线安全运行主问题组成的分散调度实现方法。以2区12节点和3区354节点算例验证了所提模型通过同时优化跨区系统可消纳的风电区间和AGC机组的参与因子,能够有效应对风电出力的不确定性,实现了多区电力系统整体运行的经济性和风电消纳最大化。     

适应大规模风电接入的多时序协调有功经济调度研究与应用

大规模风电消纳已成为当前电网调度运行的重要挑战。首先分析了日前、日内和实时等不同时序风电及对电网运行影响差异;在此基础上提出了多时序协调的有功经济调度体系,通过日前、日内到实时的滚动修正,统筹解决运行备用、爬坡能力和AGC备用等计划编制问题;最后基于该方法在陕西电网实际运行情况,阐述了该方法在消纳风电所产生的实施效益。     

促进风电消纳的区省两级电力系统调度模型

由于风电的随机性、波动性以及不可准确预测性,大规模风电并网将会给系统的调度安排以及安全稳定运行带来直接影响,进而造成风电消纳困难的局面。立足于大规模风电接入电网的实际情况,提出了区省2级优化调度模式以实现风能的有效合理利用。该模式通过在区域电网范围内调整常规机组出力和省间交易电量来平衡风电出力的波动,尽可能减少弃风量,从而实现风能的有效利用。在大区级电网层面,建立了考虑联络线功率控制的大区级优化调度模型,以协调与各省级调度的关系。以西北电网为算例进行了模拟分析,结果表明所提方式是可行、有效的,能够有效提高风电的消纳水平。     

东北地区风电运行消纳形势及原因分析

2013年我国风电运行消纳形势总体向好,东北地区风电消纳有所改善。提出了风电并网容量与本地消纳能力比例、风电增长速度与本地负荷增长速度比例、风电并网容量与灵活调节电源比例等关键性指标,对2010—2013年东北地区风电运行消纳现状进行客观评估,分析风电弃风的主要原因,展望2014年东北风电运行消纳形势。分析表明,东北地区风电大规模发展与本地消纳能力、与系统调峰能力不匹配是当前弃风的主要原因。加快跨区电网建设、扩大风电消纳范围是解决东北地区风电消纳问题的根本途径。     

智能电网地县调控一体化异地互备技术支持系统建设

针对近年来我国自然灾害频发和调度应急管理的实际现状,国网公司逐步启动了省公司备用调度、地县备用调度建设。嘉兴电力局成功建成了以"地县一体化、调控一体化、异地互备化"为特征的智能电网地县调控一体化异地互备技术支持系统,对浙江各地区地县备用调度技术支持系统建设具有很强的示范作用。     

考虑碳捕集电厂能量转移特性的弃风消纳多时间尺度调度策略

风电预测精度和火电厂的调节速率对于风电消纳影响较大。考虑到风电预测精度随预测时间尺度的缩短而提高,同时计及碳捕集电厂更深的调节范围和更快的调节速率,提出提高电力系统弃风消纳水平的多时间尺度优化调度策略。首先,将其分为日前、日内、实时调度阶段,分析各个阶段的相互关系,并对碳捕集电厂不同时间尺度下的调度策略进行研究,分析其对于解决弃风消纳问题的合理性。其次,建立日前、日内、实时三时间尺度优化调度模型,并分析实时阶段碳捕集电厂调节量和风电调整量的关系。最后,基于IEEE39节点电网模型并利用CPLEX对该文方法应对弃风消纳以及失负荷情况的有效性进行仿真验证。     

基于机会约束规划的含大规模风电电力系统阻塞调度优化

电力市场环境下,接入风电的不确定性增大了系统输电阻塞出现的概率。采用现有的确定性方法进行输电阻塞调度,会导致部分重载线路接近热稳定极限;若风电出力预测产生偏差,系统在实时运行中可能再度出现阻塞。为解决阻塞问题并使系统具备一定的抵御再度阻塞的能力,提出一种新的阻塞调度模型,该模型将风电出力预测误差作为随机变量,形成了模拟实时运行不确定性的机会约束条件;同时,模型计及了期望缺电、弃风风险指标,实现了阻塞调度中功率调整与旋转备用的联合优化。基于蒙特卡洛方法提出了不确定性风电并网导致的系统再度阻塞的量度方法和指标,通过IEEE RTS 24节点系统算例证明了所提模型的有效性。     

基于两阶段鲁棒优化的可再生能源DNE极限评估

为应对高比例可再生能源给电力系统运行与调度带来的挑战,提出考虑弃风和切负荷的灵活性量化评估方法。基于日前和实时调度框架建立具有多时段耦合约束特征的两阶段鲁棒优化模型。在日前调度阶段,根据风电和负荷预测数据求解计及安全约束的机组组合问题以确定机组调度方案。在实时调度阶段,考虑电力系统不确定性计算风电的最大消纳范围以评估系统灵活性,即“不超过”极限。对于极限内任意风电曲线,均可通过调整日前调度计划使实时调度阶段的弃风和切负荷风险是可接受的。基于Benders算法的求解框架,应用强对偶理论和大M法将难以直接求解的min-max-min模型转化为混合整数线性规划问题。最后,采用改进的IEEE-6和IEEE-118节点系统,验证所提方法的有效性。     

考虑网内外功率特性的含风场电网日内发电需求滚动预测

由于自然风力、风向的不确定,大规模风场并网运行使得电网和风电调度的难度增大,在最大功率跟踪模式下,更加准确地预测发电出力是重要课题。考虑风场传统日前负荷预测时间尺度较大导致风场实时调度困难的实际,提出了一种在基于日内风场出力的发电需求滚动预测方法,以多级时间尺度为预测依据,建立了考虑风电接入的理想发电需求预测模型,提出了该模型下的滚动预测算法,并结合实际风场数据进行了实际预测,结果表明,提出的预测方法、模型和算法能明显提高发电需求预测精度,为大型风场的科学调度提供了决策依据,具有一定理论价值和工程应用价值。     

含大规模风电的电力系统有功平衡问题研究综述

由于在资源分布、风电接入模式、电源构成、电网结构等方面的特异性,我国不能照搬欧美等风电发达国家的运行经验,必须构建符合自身特点的电力平衡优化技术体系。从分析大规模风电的基本特性出发,归纳了针对风电波动性与不确定性的风电主要建模方法。将我国风－火－水互济系统的有功平衡问题划分为中长期/短期机组组合计划、日内滚动计划和实时频率调节等若干子问题研究,分析了各子问题的研究现状与技术瓶颈,对研究、设计含大规模风电接入的电力系统多时间尺度的有功平衡技术体系有参考意义。     

提高风电并网系统调度计划可信度的HESS经济效益计算

针对风电-氢储能系统的经济性,文中提出利用氢储能系统(HESS)提高风电并网调度计划的可信度,分析了HESS提高风电并网调度计划的可信度的机理;然后,构建了计及风电预测出力、实际出力及调度出力的氢储能系统提高风电并网调度计划可信度的充放电价格策略体系;最后,建立了HESS收入及成本数学模型。在此基础上,构建了提高风电并网调度计划可信度的HESS全寿命周期的经济效益计算数学模型。以某风电场为例对所提模型进行了验证,并分析了经济效益对调度误差和电价的敏感性,结果表明所建立的HESS经济效益计算模型的正确性。研究结果为风电-氢储能系统前期投建的经济性评价提供了参考。     

考虑风电调度策略的电力系统随机潮流计算

针对风电并网系统,提出了一种考虑风电调度策略的多点线性化随机潮流计算方法。该方法以半不变量和Gram-charlier级数为基础,综合计及风电出力、传统发电和负荷的不确定性,借助多点线性技术保证计算结果的准确性;同时,借助安全约束经济调度方法,在随机潮流计算中嵌入了风电的调度策略。算例仿真表明,与模拟法相比,所提方法可有效改善基于半不变量和Gram-charlier级数的随机潮流计算方法应用于含风电电力系统时的计算精度;同时,克服了传统随机潮流计算中,风电大范围波动引起的不平衡功率完全由平衡机承担的缺陷,所得结果更为贴近实际。     

内蒙古电网风电场调度管理技术支持系统设计与应用

阐述了省级调度中心大规模风电场调度管理技术支持系统建设的总体方案,介绍了系统的关键技术和功能.提出了省级调度中心对风电场进行在线功率和电压控制的功能实现框架,探讨了基于风电功率预测的风电场自动发电控制(AGC)方案和自动电压控制(AVC)方案.系统部分功能已在内蒙古西部电网调度中心投入运行.     

电力调度中负荷管理技术的应用和发展

在电力调度中应用负荷管理技术,可以实现电力负荷稳定运行和均衡发展,使电力系统运行更加安全稳定。负荷管理系统可以作为调度切负荷系统的重要补充部分,提高了负荷调度灵活性和有效性,改善电力负荷曲线的形状;同时缓解电力设备压力,保证了重要用电户的供电。负荷调度是电力调度的重要工作,应用负荷管理技术可以提高电力调度准确性。随着科技进步与发展,负荷管理技术也日趋成熟,在电力调度中将会发挥更大的作用与优势。