消纳大规模风电的多时间尺度协调的有功调度系统设计

大规模风电的接入对电网调度模式和技术提出了重大挑战.通过分析风电预测精度随时间尺度逐级提高的特性和有功调度的固有特点,提出了多时间尺度协调的有功调度模式及其关键技术.这种调度模式是基于"多级协调、逐级细化"的思路,将上一级遗留的偏差由下一级来修正.文中首先介绍了该系统的整体构架和总体思路;然后,分析了发电态势分析的几个...     

有待用风电机组且传输受限电网的源网协调调度方法

随着大规模风电场的建设和并网,电源(风电)与电网之间的尖锐矛盾逐渐显现。一些电网由于输电能力的限制,导致部分新建机组不能并网或已投运风电机组弃风,这种电网被定义为有待用风电机组且传输能力受限的电网。对于电网调度员来说,只有入网风电机组的装机容量是可调度的。由于风电的波动特性,即使知道用于传输风电的电网传输空间,也难以决定应该接入多少风电机组以充分利用电网传输空间。文中通过对风电波动特性的分析,提出了源网协调调度方法。该方法可在保证电网安全的条件下,最大限度地利用电网用于传输风电的空间,以提高电网和风能利用率。     

应用于高风电渗透率电网的风电调度实时控制方法与实现

为适应风电的快速波动,提出一种快速的风电实时控制方法,适用于高风电渗透率的电网。该方法根据自动发电控制机组的向下转旋备用、联络线功率调整偏差,在线计算电网可消纳风电裕度。然后,结合风电考核打分和网络安全约束,依据不同场景分别进行以消除断面越限为目标的校正控制、以消纳最大风电并兼顾公平调度为目标的最小弃风控制以及系统安全裕度充足下的风电自由发控制。基于所提出的方法,开发了相应系统并在某省级电网投运。测试系统的仿真和实际系统的实际运行结果证明了该方法的有效性。     

省级电网分层分区有功实时调度模型与方法

现代电网规模大、功率流动性强,保证有功频率的可控性和控制策略的可解释性是实时调度系统的关键特征.文中提出了一种分层分区的有功实时调度方法,并在现场得到了实际应用.该方法通过控制断面和500 kV联络变压器的功率,实现分区分层平衡.针对实际运行的复杂性,提出了正常情况下和系统不可行时的2种优化模型.在正常情况下,该模型可以充分跟踪各断面的计划;而当系统出现无可行解等异常情况时,则可以给出风险最小的替代控制策略.     

计及台风的含高渗透率风电大电网多时间尺度防御调度策略

为解决我国沿海地区大规模风电接入电网场景下对台风灾害鲁棒性不足的问题,提出一种计及台风的含高渗透率风电大电网多时间尺度防御调度策略。首先,根据台风气象数据建立台风灾害下可调度风电资源评估模型及典型电网元件故障率模型,生成台风灾害下电网故障场景;其次,考虑台风场景下风电出力及故障情景,提出电网失负荷和电网风险指标量化的电网故障损失及概率,分析电网的风险成本;进一步,根据响应速度及能量时移特性对电网的多源调度资源进行分类,以电网风险成本及运行成本之和最低为目标函数构建多源电网多时间尺度防御调度模型,并应用改进海鸥算法对模型进行求解。最后,通过IEEE-39节点算例结果表明,所提出的防御调度策略能协调源-荷的灵活资源,提高电网面对台风灾害的鲁棒性。     

大规模风电接入电网的有功分层模型预测控制方法

随着电力系统规模的不断扩大及大规模间歇性可再生能源发电的接入,传统的电力系统有功调度控制方法面临挑战,需要引入新的控制理论和方法。对此,借鉴工业过程控制中的模型预测控制和大系统分层递阶控制,提出分层模型预测控制方法用于大规模风电接入电力系统的有功调度控制。给出了方法的演化过程,阐明了方法的控制机理。     

协调联络线与区域电网攀峰的互联电网有功调度

互联电网的调峰调频问题与联络线调整密切相关。在攀峰过程中,如何防止互联电网支援产生对联络线的冲击以及如何解困自动发电控制（AGC）机组的闭锁问题是互联电网高峰有功调度的关键问题。就此问题建立了互联电网攀峰协调优化调度模型。在高峰起始时段通过源流路径电气剖分技术确定联络线送、受端电网中与联络线关联的机组集合,并通过对联络线送、受端电网中的其他NON-AGC机组调节余量检验,将NON-AGC机组分为调节余量匮乏和充裕机组集合。在攀峰过程中,优先部署联络线关联机组集合以维持联络线计划功率,同时,并行协调送、受端电网中NON-AGC机组与AGC机组、NON-AGC机组集合内部的调节余量匮乏与充裕机组,从而可实现各区域电网自筹攀峰与维持联络线计划功率的目的。算例分析表明了该模型的可行性。     

大规模风电接入电网多目标电源的协调控制

针对负荷、风电出力波动规律和电网不同时间尺度安全运行目标,采用多时间尺度、多电源、多控制目标的协调控制策略,提出了基于大规模风电消纳的协调控制技术,构建了区域电网内风电功率与常规电源的协调控制系统。利用该协调控制系统,在有功控制方面解决了未来7d、日前、日内风电有功出力和燃煤火电机组的协调控制问题,在无功控制方面解决了考虑风电功率分布规律的无功补偿容量优化的决策问题。     

大电网全局监控内涵与关键技术

从电网自身发展和外部环境变化等方面梳理了电网监视控制所面临的全新挑战,分析了电网监视控制在电网全局态势感知、全局风险防控、多级统一协调控制,以及灵活适应外部环境变化等新需求。针对新挑战和新需求,提出了大电网全局监视控制的新模式,指出其需具备更广阔的监视范围、更多元的监视内容、更强大的实时数据处理能力、更高的数据实时性与一致性等具体内涵。基于"物理分布、逻辑统一"理念,设计了全局监控总体框架,并给出了需要进一步研究的关键技术。     

风力发电对河北省南部电网的影响及调度对策

以海兴风电场为例介绍河北省南部电网2座风电场的基本情况,从电网频率、电压稳定性、谐波污染、保护装置等方面分析风电对河北省南部电网的影响以及应采取的调度对策。     

大规模可再生能源电网多源实时互补有功控制的评述

阐述大规模可再生能源接入、市场交易等因素对特高压互联电网中多类电源实时互补有功控制的要求;对多类电源实时互补有功控制优化方法涉及的各主要环节进行分析,提出释放发电、输电计划可调空间,并在线计算输电断面最大输电能力(TTC)以充分利用电网的输电能力。以分调-省调两级调度为例,提出多类电源实时互补有功控制技术框架,强调兼顾可再生能源最大化消纳与其它电源调整的经济代价,强调运行约束、安全约束、市场交易约束和调度公平性约束的统筹考虑,兼顾经济性、安全性和“三公”调度的需求。     

风电弃风电量的计算方法与模型

在深入分析影响风电弃风因素的基础上,从调度运行层面上提出了基于逐小时电力平衡的计算方法。综合考虑火电、水电和风电的发电技术特性,电力和热力平衡、以及输电容量等约束,以系统运行成本最低为目标,建立了弃风电量的计算模型。以我国某风电大省为实际算例,计算2011年该省在接入不同风电容量下的弃风电量比例,验证了文中提出的计算方法和模型的优越性。     

新疆电网风电有功功率控制系统的设计与应用

针对风电大规模并网后有功功率难以控制的问题，结合省调目前对风电调度的控制方案，建立了风电有功功率控制系统模型，从硬件实现和软件要求的角度分别对控制系统进行介绍并展开了相应的探讨，着重研究了在自动发电控制（AGC）条件下对风电采用的调度策略，并对风电场能量管理系统提出了要求，提高风电利用率，最后阐述了对风电控制系统的完善还需要做的工作。     

采用功率预测信息的风电场有功优化控制方法

风电场接受系统有功调度指令后需将调度需求分配到场内各风电机组。考虑到风电机组控制系统的频繁动作会直接影响其出力可靠性和机组寿命,提出一种新的风电场有功优化控制方法。该方法通过超短期风功率预测数据判断风机出力趋势以确定风机出力加权系数,优化风电场内有功调度分配指令,减少机组控制系统动作次数,平滑风电机组出力波动。最后,应用实际数据将所提方法与现有方法进行了比较,验证了所提方法的合理性和先进性。     

用于弃风电量计算的样板风机选择方法

为了保证弃风电量计算的准确性,必须合理选择样板风机。以风机实际运行数据为基础,定量分析了风电场内风机的出力特性;选择不同的样本风机,通过遍历法研究了不同样板风机组合对弃风电量估计的影响;以非限电时段的理论电量相对误差最小为优化目标,采用遗传算法实现对最优样板风机的选择。研究结果表明,不同样本风机组合对弃风电量计算的准确性影响显著,选择10%~30%的风机作为样板风机可达到最小电量相对误差。通过实际算例验证了样板风机选择方法的高效性及准确性。     

大型风电场有功控制能力测试试验研究

风电大规模、快速接入电网给电网有功调度和控制带来新的挑战,而且中国的风电测试工作,还仍处于刚起步的阶段,国内无试验规程可以借鉴。在甘肃省电力科学研究院"甘肃酒泉汇能风电开发有限公司桥西第三风电场有功控制能力测试试验"基础上,文中给出了一套对于MW级风电场有功控制能力测试的实验方法与流程,为提升风电接入电网的安全可靠性提供技术支撑奠定了基础。     

计及风电不确定性和弃风率约束的风电场储能容量配置方法

风电的大规模开发造成了严重的弃风问题,在风电场内配置储能装置可显著减少弃风,文中基于分布鲁棒优化方法研究了考虑风电不确定性和弃风率约束的风电场储能容量配置问题。首先根据历史数据构造风电出力的经验分布函数,为考虑风电出力的不确定性,以Kullback-Leibler(KL)散度作为分布函数距离测度建立了风电出力的概率分布函数集合。随后,将弃风率要求建模为概率分布函数集合中最坏分布下的鲁棒机会约束,进一步建立了以储能投资成本最小为目标、以弃风率为约束的鲁棒机会约束规划模型。最后,通过矫正机会约束中的风险阈值,将鲁棒机会约束转化为传统机会约束,并采用凸近似和抽样平均构建线性规划进行高效求解。基于IEEE 30节点电网进行了算例分析,并与传统的随机规划和鲁棒优化模型进行对比,验证了所提模型在处理风电不确定性时能有效兼顾保守性和鲁棒性。     

笼型异步风电系统在电网不平衡时的控制策略

分析了电网电压不平衡时系统机侧与网侧变流器的运行工况及控制方式,提出一种在两相静止坐标系下采用准比例谐振(PR)控制器来控制交流电流以达到控制有功功率恒定的网侧变流器控制策略。该控制策略以控制直流母线稳定为控制目标,在两相静止坐标系下采用准PR控制器避免了反复的坐标变换而导致的延时问题。在电网电压发生不对称故障时能保持直流母线电压的稳定无波动,从而不干扰机侧的稳定控制,使整个系统的安全性和稳定性得到提升。搭建了小值不平衡的仿真模型和一套笼型异步风电系统在大值不平衡电网电压下的实验验证系统。仿真和实验结果验证了所提策略的可行性和有效性。     

电网非理想情况下的双馈风电机组锁相控制

随着风力发电规模的不断增加,电网非理想情况下的风电机组并网运行性能成为研究的重点。为保证双馈风电机组在电网非理想情况时能够准确、快速地跟踪电网的相位和频率,提出了一种基于abc坐标系延时算法的dq锁相方法。该方法在传统的软件锁相方法基础上,利用延时信号算法来消除由电压不对称所引入的锁相环路二次波动量,通过合理设计环路滤波器来增加锁相环路对电网5、7次谐波量的衰减系数。仿真和实验结果表明,该锁相方法不仅能很好地抑制电网三相不对称和畸变所引起的锁相环相位波动,同时也获得了较好的动态性能,能够在电网发生故障时快速地跟踪电网相位和频率,可为电网非理想情况下双馈风电机组的可靠运行提供准确的电网频率和相位信息。