减轻梯级水电站群出力受阻的最优调度方式研究

所提出的出力受阻研究思路为：（1）水电站出力过程首先要符合电力系统的负荷需要，尤其是尖峰时段的需要，这时的出力受阻的控制特别关键，而非尖峰时段系统对出力受阴的承受能力相对较大；（2）联系紧密的梯级水电站群的出力受阻要统一考虑；（3）应全面考虑电力负荷、电站及其综合利用等，从梯级水电站群联合日优化调度的角度研究。为此，建立了减轻梯级水电站群出力受阻的日优化调度模型。针对三峡梯级水电站群的分析计算结果表明，本文提出的方法和模型，即能够显著减轻梯级水电站的出力受阻，在负荷尖峰时增大出力，而且发电量没有明显减少。本项研究成果具有推广应用价值。     

基于分段分区聚合近似和模糊聚类的风电出力特性分析

风电出力特性与负荷需求的形状(负荷需求具有双峰性的典型形状)不一样,难以直观得到风电出力特性曲线的大概轮廓。因此,提出改进的自适应模糊聚类算法,采用表征多时空尺度的风电波动性、同时率评价指标对风电出力数据归一化处理,分段聚合降低维度,计算自适应函数α(c),确定各时段最佳聚类数c,对风电出力类型分类;引入变异离散度系数βi,剔除风电出力畸变数据;提出分区加权中位值法,辨识并提取风电出力特性概率区间带。针对新疆区域电网2015年1月份的风电出力数据,仿真计算分析风电出力特性曲线及概率区间带,验证了所提方法的有效性和稳定性。     

拟定蒙西电网风电与蓄能电站配合运行规模的简化方法

大规模风电接入对电网影响较大,而抽水蓄能电站启停迅速,可以较好的配合风电运行,减小对电网的影响。结合内蒙古西部电网(简称蒙西电网)风电基地出力特性和典型日负荷特性,从风电与用电负荷的吻合程度、对电网调峰容量的影响、弃风电量的经济比较分析,抓住了影响风电与抽水蓄能电站配合运行规模的主要因素:在负荷低谷时段风电的上网(容量)率,提出了合理的简化方法。该方法简单直观、实用有效,需要的资料少,对合理开发利用风电资源的规模估算具有实际指导意义,对风电与抽水蓄能电站配合运行规模的规划设计具有参考价值。     

全球低风速风电发展现状与展望

近年来,全球风电开发的重心逐渐向低风速地区转移,充分挖掘低风速地区风电开发潜力成为突破风电发展瓶颈的关键。为了更好地指导全球低风速风电开发,在总结全球风电发展现状的基础上,重点梳理了低风速风电发展的现状与趋势,分析了低风速风电发展的关键问题,结果表明:2020年全球风电新增装机同比增长14%,增长率创历史新高,实现了疫情下的逆势增长。全球新增装机中低风速风电占比快速提升,从2015年的6.7%增加到2019年的37.3%。从区域分布来看,亚太和北美是低风速风电的主要分布区域,其中中国低风速风电装机占全球的72%。未来低风速风电将继续保持稳定增长趋势。由于风资源能量密度低、靠近负荷侧等特点,低风速风电开发需在机组设计、开发模式、减少生态环境影响等方面进一步创新发展。     

澜沧江流域云南段风电出力特性分析

风电出力特性分析是水风光一体化可再生能源综合开发基地研究的基础。以澜沧江流域云南段完整年小时风电出力系数为研究基础,分析该区域风电出力特性。结果显示,汇集后风电出力全年月际变化显著,出力系数在0.7～1的频率很低,限制风电出力系数在0.61以下的电量即可达到全年理论上网电量的95%,小时出力天然波动性大,但变幅大于20%的概率不大。     

一种经济实用的电网调峰方法

在水电比重大的电网，汛期径流式日调节水电站因洪水出力受阻时，利用溢流闸门开度变化改变天然出库流量过程，使晚高峰时段减少出库流量增加机组出力，系统负荷低谷时段加大中流量降低出力，从而达到为电网高峰的目的。这种称炎水电站利用闸门调峰的方法比起火电机机组调峰，抽水蓄能调峰要经济许多。     

基于旋转备用和出力预测的风电抽水蓄能并网调度策略

以风电场出力短期预测和电网提供的旋转备用容量为依据,提出了一种风电抽水蓄能并网发电调度策略.在建立系统数学模型的基础上,进行了仿真试验,讨论了电网旋转备用容量大小变化对风电抽水蓄能并网系统性能的影响.通过3种不同特征风速样本的对比仿真试验,分析了抽水蓄能并网系统在不同特征风速下的运行差异.仿真结果表明,所提出的调度策略有效、可行.     

改进的火电调峰方式

针对汛期电力系统中水电在尽量减少或避免弃水而调峰能力不够时，火电参与调峰但各个时段出力不均匀的情况，提出了一种改进的火电调峰算法，以逐次切负荷法为基础，采用负荷控制的办法，避免了常规算法中对火电站计算结果进行逐个限制的复杂过程。该算法在尽可能减少火电站出力过程中连续启停机及连续升降的情况下，既能保证火电站相邻时段出力差满足爬坡速度要求，又保证了火电站全天各个时段出力尽量均匀。通过云南电网实际运行检验，所提出的火电调峰方法得到的结果更为合理，更能满足实际电网的调峰要求。     

华中电网风电出力波动性与典型时序场景

风电、光伏电等新能源出力波动性分析可为电力系统调峰、机组控制、调度计划制订提供科学依据。采用出力变率、出力概率分布、出力不均衡率分析华中电网风电出力波动性,然后应用同步回代法进行华中电网风电出力场景缩减,提取典型时序场景。对2017年华中电网风电出力波动性分析表明:风电出力小于30%风电装机容量的概率超过0.70,15 min时间粒度的最大出力变化值为55.4万kW(增加)和-55.4万kW(减少),出力年不均衡率和月不均衡率变化剧烈,日均出力变化幅度大。按年、季和月提取的典型日出力过程具有明显的规律性。     

青海光伏与风力发电出力特性研究

光伏、风力发电出力具有间歇性、波动性和随机性等不稳定特点,为更好掌握风光发电出力特性,从年际、年、月、日时间尺度提出了风光发电出力特性指标体系及互补性指标,并对青海省2014—2016年已建单个风光电站出力过程进行了特性分析。结果表明:受风资源情况及风电出力间歇性等影响,青海省风电的年、月、日发电量变化幅度显著大于光伏电站,而且风光电之间发电出力具有一定的互补性,为电力系统接入大规模风光电后稳定运行提供了技术基础。     

风光水互补系统发电效益-稳定性多目标优化调度

风光水互补系统联合运行是解决风电、光电等间歇性能源消纳的有效方法之一,但互补系统的发电效益与稳定性存在矛盾关系,如何分析系统的出力互补特性并解析效益-稳定性关系是本研究解决的关键科学问题。本研究在雅砻江流域风光水互补示范基地上开展研究工作,采用互补系统总发电量最大、出力过程变异系数最小为目标构建效益-稳定性多目标优化调度模型,采用径流、风速和太阳辐射强度等作为输入,分析调度方案出力互补特性与目标关系。研究结果表明:效益-稳定性目标之间的关系为总发电量越大,变异系数越大,出力过程平稳性越差;互补系统在日内时间尺度上的互补关系为从夜间到日间再到夜间,光电出力从零逐渐增大再变为零,风电出力从大变小再变大,存在日内互补关系,水电能源依靠调节能力可有效互补平抑风电和光电出力。     

印尼TAMPUR1水电站发电调度研究

文章对印尼Tampur1水电站进行发电调度研究。以电站在调峰时段内满发运行的保证率最大为目标,考虑水量平衡、水位、生态流量等约束,对电站发电调度进行建模。以1974—1983年10 a坝址处月径流作为入库流量进行调度计算。结果表明:Tampur1水电站在调峰时段出力为428 MW的保证率为93.3%,最小出力393.8 MW,多年平均发电量1 334.23 GWh,基本满足电网调峰要求。     

双重体制下分布式风电技术适用性多维综合评价研究

计划与市场双重体制下,分布式风电并网将对电网的安全、稳定运行造成不同维度的影响。为此,提出一种双重体制下分布式风电技术适用性综合评价模型。首先,构建风机出力-风速模型,模拟分布式风电出力;其次,分别从可靠性、安全性、灵活性和经济性等维度构建多维评价指标体系,建立了基于最大熵原理和离差平方和的组合赋权模型;最后,运用综合评价模型进行评分与仿真分析,算例结果验证了所提方法的有效性。     

珠江流域强降雨时空变化特征及与风速的响应关系

分析强降雨时空变化特征，探究强降雨前后期风速的响应规律，对掌握强降雨发生规律、提高强降雨-风速响应关系认识、预防及应对强降雨导致的洪涝等灾害具有重要意义。以珠江流域为研究区，基于183个气象站1961—2018年逐日降雨、风速资料，运用Mann-Kendall等方法分析了流域日尺度强降雨与风速时空变化，探究了强降雨前后期风速变化规律。结果表明：(1)上游年强降雨总量呈显著下降趋势，年平均风速变化趋势则相反，中游年平均风速呈显著下降趋势；(2)上游风速越大，强降雨阈值越低，中下游强降雨阈值随着风速先递增后下降；(3)上游强降雨发生前风速逐渐下降，强降雨发生2 d后开始回升，而中下游强降雨发生前风速递增，强降雨后风速下降。研究结果可为珠江流域强降雨及洪涝灾害管理提供参考依据。     

基于MOS的精细化风速图谱快速生成方法

针对风电场前期规划阶段对风能资源分布情况的需求，提出了一种适用于平坦地形风速图谱快速生成的方法。以山东省风电重点开发区域潍坊市、滨州市和东营市为研究区域，利用Global Wind Atlas(GWA)提供的矢量化年平均风速模拟数据和收集到的测风塔实测风速，建立线性模式输出统计(简称MOS)模型。采用最小二乘法、反距离权重(IDW)插值和普通克里金(Kriging)插值3种方法对研究区域100 m高度GWA风速图谱进行订正。结果表明：(1)3种订正方法中最小二乘法和普通Kriging插值订正效果较优；(2)与原GWA风速图谱相比，订正后的风速更接近实测风速，订正方法有效提高了风速图谱的整体精度。该方法实现便捷，可以较好的体现区域内风速的空间分布情况，适用于平坦地形风能资源的研究与评估，可为工程规划、设计提供参考。     

黄河上中游水风光发电出力特性研究

实现碳达峰、碳中和，是党中央统筹国内国际两个大局作出的重大战略决策，是构建人类命运共同体的庄严承诺，在此背景下，需开展水风光一体化建设，推动清洁能源高质量发展。分析“双碳”背景下黄河干流调节能力较强的宁木特、茨哈峡、龙羊峡、刘家峡、黑山峡、碛口、古贤、小浪底水电站典型年出力特性，开展其周边风能资源、光能资源出力特性研究，为水风光一体化开发提供支撑，为推动太阳能、风能、水能高效转化奠定基础。研究表明：茨哈峡、龙羊峡、刘家峡、古贤、碛口、小浪底水电站年内丰枯出力比较小，宁木特、黑山峡水电站年内丰枯出力比较大；研究区域内风电年内出力高峰发生在冬季、春季或夏季，不同电站周边区域日内出力高峰发生时间不尽相同，出力系数峰值为0.5左右，风电全年平均出力系数为0.30～0.48,保证率为31%～45%;光伏电站出力系数春夏季较大、秋冬季较小，昼夜出力变化较大，多数在每日13:00～14:00出力达到峰值，出力系数峰值为0.70～0.79,光伏电站全年平均出力系数为0.23左右，保证率为36%左右。     

山区风资源特点和对风电机组、风电场设计的建议

山区风资源的主要特点有：大风季对应干季，小风季对应湿季，风电与水电在季节上具有互补性；近地层上层与下层风速的日变化和风向出现差异；风速切变系数较小且不是常数，某些高度间风速出现负切变现象；风速的频率分布比较接近正态分布；同一测风塔不同高度间风速相关性好；同一风电场各测风塔间风速相关性不好等。以山区风况特点为基础，建议开发直驱型风机，研究立轴涡轮式风机，适当降低风机额定风速，加长叶片长度，缩小单排布置的风机组间距，重视风机散热、风塔防雷和基础不均匀沉陷等。     

可变速抽水蓄能机组的应用

可变速抽水蓄能机采用二次三相交流励磁，转子呈圆筒形，其绕组三相分布，可变速抽水蓄能机组具有与常规抽水蓄能机组相同的功能，且在一定水头下抽水运行，负荷可调范围达±８万ＫＷ，并能稳定电网频率；发电工况可在最优出力转速下运行，出力变化范围大，部分负荷时综合效率高，不用调速器能高速（数十毫秒）控制有功功率，而与水泵水轮机出力无关，可提高系统稳定性，可抑制各种事故造成的过电压，并能在过电压和换向失败、系统事     

分时电价下梯级水电站日优化调度模型的探讨

梯级水电站日优化调度模型在考虑电网负荷要求和梯级水电站各机组的振动区的前提下,采用电网允许的峰平谷负荷比约束日内各时段的出力,达到了减少机组起停次数的目的。模型采用动态定出力求解,以梯级电站发电收入最大化为目标,并用实例对此模型进行了计算。计算过程和结果表明,动态定出力求解时间短,优化结果与目前的电网需求相一致。     

送端感应电动机负荷无功特性对送出极限的影响

通过分析计及转子电磁暂态的三阶感应电动机负荷模型在定子三相接地过程中的响应，指出位于系统送端的感应电动机负荷的无功倒送特性在一定时段内对系统送端电压有一定的支撑作用。分析了电压支撑作用对系统送出极限的影响。将华北电网典型送端张家口地区实测综合负荷模型（以感应电动机为主）应用于沙岭—昌平线极限切除时间的计算，并与采用不同比例ZIP负荷模型的计算结果进行比较，验证了理论分析的结果。说明张家口地区（送端）负荷模型对系统送出极限的灵敏度很高；动态负荷模型具有静态负荷模型难以模拟的特性。强调了在电网稳定计算中采用动态负荷的必要性，从无功角度研究了负荷模型在暂态稳定计算中的应用，提供了新的思路。