考虑合理弃风的风电消纳方法研究

风力发电受自然来风的影响较大,具有明显的随机性与不确定性。随着大规模风力发电场的快速发展,其接入电力系统而导致的相关问题越来越明显。针对目前国内风电大规模接入受限的问题,以风电场弃风电量与系统为消纳更多风电而增加的调峰投资为约束,提出了利用系统低谷负荷时的合理弃风来提高风电的整体消纳能力的理论研究方法。最后通过利用所建立的风电消纳模型,以东北某区域电网为例进行了计算分析,得到了2015年与2020年在三种不同调峰平衡方式下的风电消纳能力,以期能为东北地区的风电规划与建设工作提供参考。     

计及运行风险与消纳成本的风-火-蓄联合优化运行

为了合理协调电力系统可调灵活性与可靠性之间的关系,提出了一种新的基于风险的风-火-蓄联合优化模型。该模型在机会约束的基础上引入了风险理论,利用风力发电预测的概率分布描述了由风电不确定性引起的负荷损失,并在目标函数和约束条件中进行了考虑。利用分段线性化方法将原模型转化为混合整数二次规划问题,并利用四单元母线系统对所提模型进行了测试。结果表明模型可以更好地根椐风力发电的不确定性兼顾电力系统的经济性和可靠性动态规划系统可调容量,进一步提高系统的风电消纳能力。     

基于前景理论的风-蓄联合系统中长期电量分解模型的研究

为解决风-蓄联合系统同时参与中长期市场与日前市场的组合交易问题,提出一种考虑发电商心理特征的方法,并给出基于前景理论的风-蓄联合系统中长期电量分解模型。该模型通过构建发电商收益的价值函数衡量发电商对收益偏差的感受,运用概率权重函数描述发电商对不同场景下中长期电量分配方案的偏好,建立以前景效用值最大化为目标的风-蓄联合系统中长期电量分解模型。算例分析验证了所建模型的合理性和有效性,为发电商制定合理可行的盈利目标,提升发电企业在电力市场环境下的盈利水平提供理论依据和参考。     

电力市场日前N-1安全校正模型及算法

在电力市场环境下,系统的运行方式多变,发生输电安全阻塞的概率大为增加.针对当前具有合同电力与竞价电力的电力市场运行特点,提出了一种日前N-1安全校正的数学模型及算法.模型中以电厂与负荷的调整费用最小为目标函数,以线路在正常网络与N-1故障网络下线路潮流与断面潮流不越界及机组满足爬坡功率为约束条件.在目标函数中将发电功率中的竞价电力与合同电力分开,负荷功率中的可切除非重要负荷与重要负荷分开,对于不同类型的发电功率与负荷功率赋予不同的权重;在构造线路约束集时,采用实用的有效约束集方法减少约束线路数.省级电网算例验证了所提算法的正确性和有效性.     

考虑天然气-电力耦合的多能源系统风电消纳分析

燃气-蒸汽联合循环机组将电热冷气等多种能源系统耦合成多能源系统,电转气(P2G)技术应用于消纳弃风,进一步加强了电力与天然气2个系统间的耦合。文中探讨了P2G的消纳弃风原理,研究了P2G设备的启停控制策略,并建立了基于P2G的气电耦合模型和天然气管网储气模型,构建了考虑天然气-电力耦合运行的多能源系统协同优化调度模型。最后通过算例仿真,分析了计及天然气-电力耦合的多能源系统的消纳弃风效果,以及天然气管网储气能力与P2G配置容量的关系。研究表明,充分利用天然气管网的储气能力可进一步消纳弃风,且管网储气能力越强,系统配置的P2G容量可越小。     

考虑交换功率费用的多区互联电热联合系统协调消纳弃风分析

随着风电并网容量及弃风量的增加,远距离、大容量异地消纳风电已成为降低弃风率的有效策略.针对区域间以特高压直流为主要输送通道的发展格局,建立了区域间直流联络线模型;在考虑各区域电热联合系统信息保密及调度独立性的前提下,基于目标级联分析法,将调度问题分为上级优化主问题和下级优化子问题,并以联络线功率为协调变量,建立了考虑联...     

考虑输出波动的风电-抽蓄联合日前优化运行

基于风电场及抽水蓄能电站的运行特性,建立了考虑输出波动的风电-抽水蓄能联合优化运行的模型。以风电-抽水蓄能联合体输出功率最平滑为目标,引入上水库库容日循环约束和抽水蓄能机组最大启停次数约束。基于风电场4种典型风电参数设计了算例系统,采用改进的粒子群算法进行优化求解,仿真结果表明:风电场与抽水蓄能电站联合运行不但能够降低风电波动性对电网运行的影响,提高电网消纳风电的能力,而且还能够对联合输出功率起到平滑作用。     

考虑动态频率约束的风-光-抽蓄互补发电系统短期优化调度模型

该文研究考虑动态频率约束的风-光-抽蓄互补发电系统短期优化调度模型。在考虑风电场和光伏电站提供虚拟惯量、下垂控制以及备用的情况下,首先推导了抽蓄电站抽水工况和发电工况下系统的动态频率指标。其次,对比抽蓄电站抽水工况和发电工况下各频率指标的异同并进行聚合,以系统上网电量最大为目标,建立了考虑动态频率约束的风-光-抽蓄互补发电系统短期优化调度模型。最后,仿真分析表明,随着抽蓄机组装机容量的增加,系统上网电量增加,弃风弃光电量大幅减少,提高了风电和光伏的消纳水平;另外,验证了所提模型在增强风-光-抽蓄互补发电系统动态频率响应能力方面的有效性。     

基于原-对偶内点法的输电断面有功安全校正控制方法

实施输电断面的识别与控制,对于电力系统防御连锁跳闸事故的发生以及整个系统安全可靠运行具有重要意义.提出了一种基于AP聚类算法的输电断面识别方法,选取各节点的负欧式距离,即考虑地理位置实现电力网络的分区,识别出初始的输电断面.在此基础上,结合网络中各线路的支路开断分布因子,将脆弱线路包含入输电断面的线路构成,从而识别出最...     

考虑调峰效益和电量效益的风蓄联合运行优化模型及算法

大规模具有随机性、波动性和反调峰特性的风电接入电力系统后,给电力系统的运行调度带来了很大的挑战。抽水蓄能电站具有快速启动带负荷、调峰能力强等良好的运行特性,让抽水蓄能电站配合风电出力将有利于降低风电并网对电力系统的影响,提高风电利用率及电力系统运行的技术经济性。以最大化风蓄联合运行的调峰效益及电量效益为目标建立了风蓄联合运行优化模型,并研究了求解所建立的多目标优化模型的启发式算法。通过算例验证了所建模型及方法的有效性及实用性。     

基于两阶段优化的风储联合发电系统日前发电计划模式

考虑风电日波动性对常规机组启停的影响,为准确刻画系统运行经济性与风电消纳能力的关系,设计了风电最大出力模式、经济运行模式和运行成本控制模式3种风储联合发电系统日前发电计划模式,提出了不同模式的两阶段优化模型及快速求解算法。第1阶段通过储能系统和常规机组协调调度,实现经济性最优或弃风量最小的目标,第2阶段优化则按照经济调度和"三公"调度的原则分配常规机组和风电场的有功出力。提出快速算法削减了模型的寻优空间,大幅提高了优化模型的求解效率。基于IEEE 30节点系统进行仿真分析,验证了所述模型和算法的优越性。     

考虑N-1安全约束的分布式电源出力控制可视化方法

配电网运行需满足N-1安全准则,而现有文献中的分布式电源(DG)优化运行模型均未计及N-1准则,所得出力策略未必满足系统安全要求。为解决这一基础性问题,提出了一种考虑N-1安全约束的DG出力控制可视化方法。首先,介绍了配电系统安全域理论,给出了安全域、安全边界和安全距离的概念、模型和意义。其次,利用坐标变换技术,定义了风光转换系数,以研究以风电和光伏发电为代表的DG组合的出力特性。然后,分析了考虑节点电压限制和N-1潮流约束的DG出力上限求解方法。此外,以每条馈线为研究单位,给出了DG出力控制可视化流程。最后,通过修改的IEEE RBTS-Bus4配电系统算例进行了验证,结果表明建立的DG出力控制方法具有合理性和可视化的特点,并能满足N-1安全。在保证资产效率最大化的同时,此法为含DG的配电网在线安全监视、评价提供了一定的理论和实践凭据。     

含海上风储联合发电系统的韧性调度策略

为应对台风诱发的海上风电机组高风停机(high wind-speed shutdown, HWSS)事件,提出了一种含风储联合发电系统的多时间尺度协调调度方法。首先,基于历史和即时信息进行台风全生命周期模拟,得到强度时变的台风轨迹集合;基于台风轨迹和风电出力曲线,进一步计算该台风轨迹集合下风电场的可用出力,并纳入所提出的模糊集合中。其次,考虑风电出力波动对各类型备用需求的影响,提出了多类型备用需求的次小时级调度框架,以避免机组小时阶跃变化造成调度方法不可行的风险。然后,在此基础上,通过确定性转化形成可求解的混合整数线性规划问题。最后,在增加了2个海上风电场的IEEE-RTS系统上进行了仿真实验。实验结果表明,所提出的调度策略能够在台风极端天气下,充分利用风储联合发电系统的灵活性,通过预调度提升系统韧性。     

考虑风电接入的电力系统鲁棒经济优化调度

鉴于风力发电具有很强的随机性和波动性,含风电调度系统中,应用传统预测区间来描述其不确定性的方法存在缺陷.针对该问题,通过引入弃风限制对风电场的风电出力预测区间进行优化,得到能够保证调度系统安全运行的风电安全出力区间;在此基础上,建立双层鲁棒区间优化调度模型,使得常规机组的运行成本和风电场的弃风成本最小,并分析了系统爬坡...     

抑制风电爬坡率的风储联合优化控制方法

利用储能平抑风电波动时,应当保证并网功率爬坡率满足国家风电并网标准中的相关要求。文中研究了抑制风电爬坡率的风储联合优化控制方法。根据国家标准中"有功功率变化"的文字说明,提出了新的风电并网功率爬坡率的数学表达,并提出同时考虑弃风和储能控制手段的风储联合控制方法,以风储联合运行的效益最大化为目标,利用风功率超短期/短期预测数据进行滚动优化控制。基于实际的风电场数据设计了算例系统,并采用遗传算法求解。结果表明该控制方法能够保证风储联合发电功率满足国家风电并网标准对风电有功功率变化的要求。     

考虑UPFC控制模式的N-1安全约束最优潮流及应用

统一潮流控制器(UPFC)能有效解决电网潮流分布不均引起的一系列问题,近年来受到广泛关注。为进一步挖掘UPFC控制潜力、提高电网运行的安全性,提出了一种考虑UPFC控制模式的N-1安全约束最优潮流模型。首先,建立了考虑UPFC双回线结构的等效功率注入模型;其次,结合中国苏州南部500 kV实际电网算例,分析了UPFC控制模式对静态安全性的影响,指出了在潮流优化过程中考虑UPFC控制模式的必要性;最终,构建以静态安全裕度为目标的优化模型,并在优化的过程中充分计及UPFC控制模式对系统N-1故障后潮流分布的影响,实现系统运行参数与UPFC控制模式的共同择优。基于苏州南部电网的仿真算例表明,所提的潮流优化方法能够充分挖掘UPFC的静态控制潜力,显著提高系统的静态安全水平。     

考虑N-1静态安全的电力系统最大负荷能力计算方法

提出了一种快速计算考虑N-1静态安全约束的电力系统最大负荷能力的方法,该方法分为2步:首先确定限制系统N-1静态安全约束下的最大负荷能力的关键支路;然后将关键支路对应的最先作用的有效约束加入潮流方程,利用扩展潮流方程确定实际的最大负荷系数.IEEE RTS 24节点系统和我国某实际682节点系统的算例分析表明文中所提方法简单、有效、计算速度快.     

一种计及电网安全约束的风电优化调度方法

提出了一种在现有电网条件和电源结构下提高接纳风电能力的优化调度方法.该方法根据风电功率预测数据、电网负荷预测数据和省间联络线计划,协调优化安排常规机组,预留风电出力空间,然后计及电网安全稳定等约束条件,计算并网风电场有功出力的安全区域,根据不同风电场有功出力对区域电网安全影响的敏感性高低,安排风电场发电计划,尽可能多地接纳风电.现场运行数据验证了所提出的风电优化调度方法的有效性.     

考虑电网N-1闭环安全校核的最优安全发电计划

提高发电计划的安全性和经济性是将短期发电计划应用于实际调度运行的关键.提出了将机组组合与电网线路N-1安全校核直接闭环的发电计划模式,实现了考虑线路N-1闭环安全校核的机组组合全空间优化,有效地提高了发电计划的安全性和经济性.基于该模式,提出了主、子问题一体摔制的最优奔德斯(Benders)分解方法,确保了分解协调的最优性和高效性,并且将起作用整数变量的识别方法嵌入主问题求解流程,进一步提高了安全机组组合模型的求解效率,为所提方法的实用化奠定了计算基础.理论分析和算例测试验证了所提最优闭环发电计划的最优性和高效性.