光伏机组虚拟惯量控制下电力系统频率特性分析

高比例可再生能源机组的接入和大量火电机组退出,导致电网系统的惯量支撑和一次调频能力下降,降低了系统的频率稳定性。文章首先考虑光伏机组的惯量支撑和一次调频能力,建立了计及新能源惯量支撑和一次调频能力的电力系统频率响应模型;其次,引入最大频率偏差、稳态频率偏差、最大频率变化率（Rate of Change of Frequency,RoCoF）幅值3个指标,对不同新能源渗透率场景下的频率特性进行量化评估。最后,基于DigSILIENT/PowerFac-tory15.1搭建含光伏机组的3机9节点系统仿真模型。仿真结果表明,尽管RoCoF幅值指标在不同渗透率场景下的数值均大于全同步机系统,但在惯性时间常数较大时,高渗透率场景下的最大频率偏差指标优于全同步机系统。     

一种考虑电力系统频率安全的新能源并网限值评估方法

提出一种考虑电力系统频率安全的新能源并网极限评估方法。该方法推导了可再生能源接入后的系统最大频率偏差表达式,并给出一种电网频率偏差极值点近似求解方法;基于近似结果评估了新能源装机容量变化的情况下,电网最大频率偏差随惯性及等效调节常数的变化情况。建立了频率安全约束模型,并以此作为新能源穿透极限的刚性约束。在2个测试系统上对近似模型进行了测试,并与仿真结果进行了比较。仿真结果表明,该方法所确定系统最大新能源穿透水平具有较高准确性,能够保证系统稳定性和可靠性。     

计及新能源虚拟惯量的电力系统最低惯量评估

电网频率安全和稳定性是电力系统的重要性能指标,而电力系统的惯量水平是影响频率响应能力的关键因素。由于我国实施双碳战略,新能源发电比例持续提高,导致电力系统的惯量水平不断下降,使得电网在遭受有功扰动时的频率波动加剧,系统运行边界收缩。为了提高电力系统在高新能源渗透场景下的惯量态势感知能力,增强电力系统对有功扰动的频率适应性、量化系统运行边界,基于电力系统频率响应模型,分析了电网在受到有功扰动后不同时间尺度下的频率响应过程,构建了系统频率响应数学关系。基于频率响应全过程,构建计及新能源虚拟惯量的电力系统最低惯量评估模型及其求解算法。最后,基于IEEE-39节点模型,通过仿真试验验证了所提方法的有效性和准确性。     

计及光伏发电的新能源电力系统惯量评估

电力系统中新能源的渗透率逐步提高导致系统惯量显著减少、频率响应特性发生较大变化,给电力系统的运行和控制带来严峻的挑战.针对新一代含虚拟同步发电机控制策略的新能源电力系统,分别从理论惯量和计算惯量的角度对系统各种惯量来源进行详细的分析,并提出一种新的计及光伏发电的系统惯量精确评估方法.而后在DIgSILENT Power...     

考虑电力系统灵活性的网-储联合规划

高比例可再生能源接入电网使得规划问题更加复杂。提出考虑电力系统灵活性的网-储联合规划方法。分析风电和光伏出力的相关性,采用蒙特卡罗方法生成大量可再生能源发电和负荷场景。基于k-means聚类算法对生成的场景进行缩减,并利用改进的遗传算法确定最优聚类数。通过斯皮尔曼系数筛选典型场景,构建考虑生成概率的典型场景集合。建立以提升灵活性、降低投资成本为目标的双层网-储联合规划模型,并采用灰狼算法迭代求解。算例分析结果表明所提网-储联合规划方案能够有效地提升电力系统灵活性,促进可再生能源消纳。     

基于安全域理论的含新能源电力系统概率潮流分析方法

针对含可再生能源电力系统中概率性潮流分析效率低且不能从整体角度反映波动对系统影响的问题,提出一种基于静态安全域理论的改进概率潮流分析方法。首先采用基于最大熵法的潮流算法计算并分析测试系统的概率潮流情况;然后通过有效边界辨识方法和静态安全距离指标分析可再生能源概率性波动对测试系统静态安全的影响。最后通过对新疆哈密区域电网进行分析,验证了所提方法的可行性和实用性。     

可再生能源电力系统负荷平衡化分散调度方法研究

可再生能源电力系统负荷调度容易受到不确定性因素的影响,没有考虑备用调度因素,导致电力系统调度效果较差。针对该问题,提出可再生能源电力系统负荷平衡化分散调度方法研究。根据动态负荷平衡系统结构,建立单区域考虑多重不确定性负荷平衡化分散调度模型,并描述负荷在时间段内的变化值,以此确定调度目标函数。在相关约束条件下,使各个负荷预测误差相互独立,保证本区域负荷波动一致,完成多重不确定性负荷平衡化分散调度。在既定联络线功率下保持约束条件不变,通过引入协调优化乘子项,计算第二层下级优化目标函数,实现备用分散协调调度。仿真实验结果表明,该方法具有良好的抗干扰性,调度效果最高可达到99%。     

考虑节点功率波动时空差异的电力系统关键节点辨识

高比例可再生能源接入后,其出力的间歇性和波动性会扩大等效负荷波动,降低电网的安全性。该文基于节点有功功率-线路电流灵敏度分析,考虑节点等效负荷功率波动时空差异,建立概率模型求解各时段因功率波动致线路电流过载的最大概率,利用条件概率求得各节点因功率波动在至少一个时段内导致线路电流过载的概率,得到节点关键性排序,在IEEE-39节点系统上验证该方法的有效性。该方法的辨识结果随系统运行状态的变化而变化,属动态辨识。     

含风电的多域互联电力系统负荷频率控制方法

为确保风机参与调整系统负荷频率,建立了三区域含风力发电的互联电力系统负荷频率控制模型;同时,为抑制整个系统内部参数的变化、风能波动及负荷扰动所造成的负荷频率波动,又设计出一个分散的滑模控制器并用于仿真分析,当整个系统在进入滑动模态后,对外界的参数变化具有时不变性。仿真结果表明,所设计的滑模控制器比传统的控制器响应更快、超调量小,有效抑制了负荷频率波动,且当考虑发电机变化率约束条件时,所设计的滑模控制器仍能有效控制系统稳定。     

化学储能技术在电力系统中的应用效果评价分析

可再生能源发电站的建设给电力系统与传统电网带来了技术冲击,建立与新型发电技术相配套的化学储能装置是继续大规模发展可再生能源的必要条件,储能电站是建设智能电网、促进可再生能源并网、推动分布式发电的重要元件。文章重点关注目前常见的几种化学储能技术,选择关键技术指标,收集截至2011年最新的化学储能技术应用数据,结合数据包络(DEA)分析方法,探究各种化学储能技术的优势及应用效果,为化学储能技术未来的研究方向提供建议和参考。     

考虑碳自然循环的离网型风/光-火联合供能系统容量优化配置

针对合理规划离网型风/光-火联合供能系统使其达到碳中和要求的问题,首先考虑风光出力不确定性对新能源为主的离网型供能系统可靠性的影响,提出离网型风/光-火联合供能系统的基本结构;其次,基于自然界可消纳CO₂上限与世界能源需求总量之间的关系,建立供能系统的碳自然循环模型;以系统年总费用值最小为目标,建立供能系统容量优化配置数学模型,并采用粒子群算法求解。基于某实际离网型联合供能系统算例分析表明：所述容量优化配置方法在以较低成本保证供能可靠性的同时,可实现离网型风/光-火联合供能系统CO₂的“净零排放”。     

储能技术及其在电力系统中的应用与发展

针对目前储能技术,介绍了储能技术的定义及分类方式,详尽阐述了储能技术在电力系统中的应用,同时基于我国电力系统现状,对相应储能技术的发展进行了重点研究。储能技术作为一类充满前景的节能方式,在未来电力工业发展进程中将起到重要作用。     

计及RoCoF的同步逆变器预同步控制及参数设计

同步逆变器采用虚拟同步机控制后,提高了分布式电源对电网的支撑作用,但在并/离网双模式动态调节过程中,同步逆变器可能产生过大的频率偏差及频率变化率。文章提出一种计及RoCoF的同步逆变器预同步控制及参数设计方法。首先,以虚拟功率预同步控制结构为例,分析其实现相位预同步的工作原理及方法,建立预同步控制的小信号模型;其次,借鉴IEEE Standard 154号电网同步过程标准,实现预同步控制参数的设计;最后,通过搭建仿真平台,验证预同步控制及设计参数的有效性。结果表明,文章所提的预同步控制方案可快速有效地实现同步逆变器的预同步并网过程,并且设计参数满足频率偏差及频率变化率要求。     

基于抽水蓄能的新型电力系统惯量优化控制方法

针对大规模新能源接入下导致新型电力系统惯性水平较低的问题,为满足电网准确、安全、快速的调频需求,文章提出了一种含抽水蓄能的新型电力系统惯性增强分布式控制方法。首先,研究电力系统发生暂态情况下抽水蓄能的转动惯量调节能力以及机组响应能力,从水力系统方向出发分析抽水蓄能调频能力,得到抽水蓄能的有功-频率特性;然后,采用频率变化率分别量化频率惯性,提出一种具有约束变化率的新型电力系统惯量完全分布式优化控制方法,可以在提高电网惯性的同时解决控制系统一致性问题;最后,以改进的IEEE34节点电力系统进行算例仿真,仿真结果表明,抽水蓄能机组能够改善电网频率和电压特性,并验证了所提控制方法的有效性。     

考虑电压稳定约束的电力系统无功规划

提出一种考虑电网静态电压稳定约束的无功规划模型,采用基于预测-校正的原对偶内点算法进行求解,使系统在配置最小无功补偿容量的条件下满足安全裕度要求,并在多个IEEE标准系统和国内某个大型电网上验证了所提规划方案的合理性。结果表明,该方法具有较好的计算速度和收敛性。     

考虑虚拟惯性时间常数和频率二次跌落的风电频率综合控制策略

首先,根据虚拟惯性时间常数对风电机组惯性支撑能力进行定量表征,进而分析转矩控制器参数对虚拟惯性时间常数的影响。在此基础上,提出一种自适应下垂控制与转矩控制器模糊自适应控制相结合的频率综合控制策略,实现对虚拟惯性时间常数的灵活调整,在抑制系统频率快速变化的同时,加快频率恢复,并可有效解决频率二次跌落问题。最后通过仿真验证所提控制策略的有效性以及对频率二次跌落的改善作用。     

考虑等效阻抗关联模型的新能源双环网负荷极限评估

针对含高比例新能源发电的双环网网络功率不确定性、阻抗参数差异较大,难以准确评估负荷可调节极限的问题,提出考虑等效阻抗关联模型的新能源双环网负荷极限评估模型。首先,基于戴维南等效电路方法,建立含新能源的双环网戴维南等值电势和等效关联阻抗模型;其次,考虑环网之间的阻抗关联关系,引入图论理论建立新能源双环网的有向图模型。为准确评估双环网负荷极限,提出一种分布式路由算法进行负荷极限量化,并考虑新能源出力的不确定性与节点电压稳定性,提出一种改进的分布式路由算法对模型进行求解。最后以某地新能源双环网进行算例仿真,算例结果表明,所提模型可以实现新能源双环网负荷极限优化,进而提高电网调节能力。     

关于新能源界定的探讨

在新能源发展的进程中，对新能源界定的不统一将阻碍新能源的健康发展。在列举新能源不同界定及常见认识的基础上，探讨了新能源本身范畴的内涵问题，并分析了其与相关概念的相关关系。     

关于新能源界定的探讨

在新能源发展的进程中，对新能源界定的不统一将阻碍新能源的健康发展。在列举新能源不同界定及常见认识的基础上，探讨了新能源本身范畴的内涵问题，并分析了其与相关概念的相关关系。     

考虑碳交易的综合能源系统在不同配置情景下的运行分析

大量分布式可再生能源发电机组的部署和碳排放交易的成本可对综合能源系统的运行产生重要影响。首先,针对电热综合能源系统,本文建立了考虑负荷需求、风速、太阳辐射强度和碳排放交易成本等不确定性因素的热网-主动配电网耦合模型。其次,本文采用多时段蒙特卡洛树状仿真的随机方法,分析可再生能源发电集成度和碳排放交易成本对系统运行总成本的影响。最后,本文以新疆能源系统为对象进行了算例分析。算例仿真结果表明：在新能源补贴下滑的大环境下,碳排放交易的实施可以为政府推进可再生能源装机提供新的动力。