风-光-蓄电-燃煤互补系统的参数匹配优化

为在实现可再生能源消纳的同时保证传统火电厂的经济运行,提出一种风-光-蓄电-燃煤多能互补系统,在兼顾风电与光伏互补的基础上,还考虑了增设蓄电池的影响。以2×350 MW燃煤机组为例,通过理论分析,建立多能互补系统数学模型,分别从单一消纳、互补消纳、风电容量优化以及蓄电调节辅助4个方面进行分析,提出系统参数优化设计方法。结果表明:对于该燃煤机组,在新能源单一消纳情景下,风电消纳总量占比为1.45%,其容量 设定为13 MW,光伏消纳总量占比为3.2%,其容量设定为49 MW;采用耦合风-光互补消纳方式后,新能源电力总消纳量可达到4.2%,其中风电容量为11 MW,光伏容量为 45 MW;进一步优化风电容量,可将新能源电力消纳总量占比提高到6.91%;在此基础上,通过设定蓄电池具体参数可将互补系统新能源电力消纳总量占比提高到22.55%。研究结果可为适应高比例新能源电力的嵌入提供参考。     

高密度风电接入地区电压波动因素分析与研究

依托新疆哈密地区网架结构,针对高密度风电、光伏等新能源接入后哈密地区电网无功电压波动问题,基于风电有功出力随机变化、大规模风电及光伏脱网、电铁冲击负荷变化以及动态无功补偿装置(SVC)控制不协调等因素,仿真分析哈密地区电网电压的波动情况,诊断高密度风电接入地区无功电压存在的风险,并提出改善电压波动的措施。研究结果阐明风电送出点短路容量偏小,风电出力波动易造成电压波动越限;动态无功补偿装置(SVC)控制不协调易引起弱风电送出系统振荡。因此,通过高密度风电接入地区电压运行风险分析,对提高高密度风电接入地区电压稳定水平及减小对风机脱网的影响具有一定的参考价值。     

一种混合储能光伏发电系统的功率预测算法

对混合储能光伏发电系统进行了优化配置,加入完善的光伏功率预测算法,可以减少储能单元深度充放电的次数,延长储能单元的使用寿命,提高系统的能量利用率.提出了基于趋势移动平均法的超短期光伏功率预测数学模型,模型以部分历史数据为输入量,通过数据处理,得出预测量可提高和改进现有光伏功率预测算法的平滑效果.通过在多云天气环境下的实验,验证了该光伏功率预测算法可以达到及时跟踪并平滑光伏波动、减小储能单元容量的功能.     

风光蓄互补发电系统容量的改进优化配置方法

风光互补发电系统利用风能与太阳能的互补特性,相比于单独的光伏发电或风力发电,其输出功率波动小。合理配置风电/光伏/储能的容量,既可提高系统供电可靠性,又可降低系统成本。针对风光蓄互补发电系统,提出一种改进的容量优化配置方法,考虑独立和并网两种模式,对风力发电、光伏发电和蓄电池的容量进行最优配置。该方法充分利用风光互补特性,在系统独立运行时,只需较小的蓄电池容量即可保证高供电可靠性,并可减少蓄电池的充放电次数和放电深度;在系统并网运行时,进一步提出采用分时段优化策略来配置所需蓄电池的容量,保证负荷供电需求和入网功率的波动特性满足要求。算例验证了所提改进优化方法的合理性和优越性。     

基于随机预测误差的分布式光伏配网储能系统容量配置方法

储能装置作为一种解决含分布式光伏配网系统功率波动的有效手段,其容量配置关系到补偿功率波动精度和经济性指标。为准确配置储能容量提出一种分布式光伏配网系统中储能设备容量配置方法:通过分析光伏出力短期预测误差和负荷短期预测误差的概率统计规律和随机过程,利用区间估计方法得出储能设备容量配置函数;然后利用该配置函数实现的配置方法,对储能容量在分布式配置和集中式配置两种方法下的预测误差的方差进行比较,可知储能容量分布式配置可以得到更精确的容量配置和更优的功率补偿效果。应用所提配置方法搭建实验样机,并应用于江西电网公司某分布式光伏配网系统中,验证了该方法的正确性和可行性。     

不同时间尺度下新能源联合发电特性及最优配比

针对由可再生新能源的间歇性和波动性造成的能源弃用问题,亟需准确地分析新能源输出特性,构建用于新能源发电特性的相关系数、波动率和互补系数等评价指标,并通过对比利时新能源基地历史数据进行分析,得到不同时间尺度下风电和光伏及其联合发电特性。通过固定风电容量逐渐增加光伏容量比重,观察不同风电-光伏装机容量比对评价指标的影响,得到满足评价标准的风电-光伏发电配比区间。研究结果表明,在风电容量和光伏容量配比区为1∶1至1∶1.68时能够满足评价指标。风光联合发电方式能够减缓单一间歇性新能源发电波动,提高电力系统稳定性。     

分布式无功补偿系统在光伏电站中的应用

荒山光伏电站具有占地广、发电设备数量多、场内集电线路长等特点, 光伏场区内相应的无功功率较大, 需配置一定容量的无功补偿设备.采用分布式无功补偿系统,利用光伏场区发电单元与升压站内集中性无功补偿设 备,可有效降低无功功率补偿的集中性,降低工程成本,增加系统可靠性.针对某地区３０MWp地面光伏电站工程在 建设中采取分布式无功补偿系统技术方案,通过该技术可以充分结合光伏电站中的电力电子元件,满足电站运行及电 站并网调度所要求的无功补偿容量.此外,通过采用该技术,在大型荒山光伏电站中对无功电力电子元件进行整合, 对电站内汇集线路的两段及沿线进行无功补偿,既平衡了整个电站的无功出力,又节省了电站的整体投资.     

风火打捆直流外送系统的直流系统无功补偿装置协调控制策略及配置方案

在风火打捆经直流外送系统中,风电功率波动将加重送端系统调峰调频压力,当直流系统采用变功率定电压输电控制策略时,可将送端调峰调频压力通过直流系统转移到网架结构较强、有充分调峰调频能力的受端地区,但同时将增加电容器等常规无功补偿装置的投切次数。为减少直流跟随风电波动时常规无功补偿装置的投切次数,提出了使用SVC替代常规无功补偿装置的方案,并提出相应的SVC和常规无功补偿装置的协调控制策略以及无功补偿装置容量优化配置方案。PSCAD/EMTDC仿真表明,所提SVC和常规无功补偿装置的协调控制策略可在不改变直流输电系统常规无功补偿装置基本控制策略的前提下,有效减少此过程中常规无功补偿装置的投切次数。同时容量优化配置结果表明,所提无功补偿装置容量优化配置方案可在满足换流母线电压约束和常规无功补偿装置投切次数约束的前提下,对SVC和常规无功补偿装置容量进行合理的优化配置,使SVC和常规无功补偿装置的总投资最小。     

光伏发电与风光联合发电系统输出特性分析

光伏并网运行是实现大规模开发利用太阳能的有效途径。由于光伏发电具有波动性和间歇性,大规模输出功率的波动将会对电网的规划、运行和调度带来不利影响。在分析吉林电网某地区光伏电站和风电站输出功率波动特性的基础上,结合并网集群风电站输出功率,建立风光联合发电系统,以定义的评估指标对其输出特性进行分析,从而确定了光伏电站接入的最优容量。结果表明单独光伏电站短时间内输出功率波动较为剧烈,集群风光联合发电系统输出功率更加平稳,即风电和光伏的"汇聚效应"比较明显。     

计及多能源分频互补的新能源并网调度优化

风电、光伏发电等新能源电力的强波动性、弱支撑性给电力系统稳定性带来不利影响。为此,在研究风电、光伏出力随机波动特性的基础上,通过离散傅里叶变换(DFT)分析补偿风、光电联合出力的电力曲线功率频谱密度,提出利用火电、水电、储能等多能源分频补偿控制模式以应对高比例新能源并网波动问题。首先利用两次小波包分解将波动补偿量分解为低频、中频与高频分量;然后以年运行成本最小化为目标在引入波动量罚系数的基础上根据不同能源机组出力特性优化不同补偿机组容量。通过对西部某地区风电场群及光伏电站数据进行分析,验证了所提调度优化方法的正确性和可行性。     

基于风光互补出力特性的可消纳容量研究

针对传统风电消纳方法不适用于风光互补地区消纳容量求解的问题,提出一种快速有效计算新能源可消纳容量的方法。首先在现有风电、光伏的全年出力数据的基础上,结合风电、光伏规划比例得到风光互补全年出力数据;然后计算得到风光全年同一小时有效出力值;最后结合夏、冬季典型日和供暖小负荷日3个典型日每小时系统调峰裕度,计算得到每小时可消纳风光装机容量,综合比较分析得到可消纳新能源容量。以2019年张南地区为算例,验证了所提算法的快速有效性。     

考虑有功-无功协同优化的风场、光伏电站储能系统容量配置研究

为促进配网对风电、光伏的消纳,减少因高渗透率的分布式电源导致的电压波动,构建了以储能投资成本、购电成本、弃风弃光成本和网损成本最小为目标的蓄电池储能系统容量优化配置模型.首先,利用具有四象限运行特性的储能系统、有载调压变压器、分组投切电容器组对配网的有功无功进行协同优化.然后,采用融合时空关联特性的极限场景集描述可再生能源出力,使用大M法和二阶锥松弛技术将上述模型转化为混合整数线性规划问题,求解得到储能最优容量配置和有功-无功协同优化策略.最后,以IEEE-33节点系统为例进行分析.仿真结果表明,所提模型和方法能够提高配电网的电压质量和风电、光伏的消纳水平.     

考虑随机性分布式电源的配电系统潮流计算

配电系统中风力发电以及光伏发电等具有随机性的分布式电源容量的不断增加,使配电系统潮流变化具有一定的随机性。根据风电系统以及光伏系统的变化规律建立了风电以及光伏的随机等效模型,利用三点估计法进行了含随机分布式电源的概率潮流计算,并利用Gram Charlier级数得到相关变量的概率密度分布函数,通过对IEEE33节点进行仿真说明了方法的可行性。     

计及波动平抑与经济性的风光储系统中混合储能容量优化配置

为了平抑风电、光伏的出力波动,减少其带给微网的不利影响,以风光储系统中的混合储能系统(Hybrid En-ergy Storage System,HESS)为研究对象,提出一种基于变分模态分解(Variational Mode Decomposition,VMD)和神经网络的HESS容量优化配置方法.采用VMD分解并结...     

考虑系统调峰特性的风光消纳优化

由于风电和光伏发电受自然因素的影响较大,其出力具有随机性和波动性,将对系统的调峰能力造成严重影响.该文首先针对风电自身的出力特性,从系统调峰能力的角度对区域电网可以接纳的风电容量进行评估;然后根据风电和光伏发电在时间尺度上存在的互补性,建立以系统失负荷率最低和弃风、光率最小为目标的优化模型,利用改进惯性权重的粒子群算法...     

含风电系统的有功和备用协调优化方法

针对风电的随机性、波动性分析应对风电功率预测误差和风电功率波动所需的备用容量,并根据风电功率预测误差概率分布和风电功率波动概率分布建立风电备用需求与风电出力之间的关系,提出了风电备用需求新模型。在此基础上,构建了含风电系统的有功和备用协调优化调度模型,将系统备用容量需求分解为快速备用和事故备用两部分,在得到机组最优出力计划的同时,实现2类备用容量在机组间的优化分配。通过对修订后的IEEE 6节点和IEEE 118节点系统进行仿真计算,验证了所提模型和方法的合理性和有效性。     

考虑随机性分布式电源的配电系统潮流计算简

配电系统中风力发电以及光伏发电等具有随机性的分布式电源容量的不断增加,使配电系统潮流变化具有一定的随机性。根据风电系统以及光伏系统的变化规律建立了风电以及光伏的随机等效模型,利用三点估计法进行了含随机分布式电源的概率潮流计算,并利用Gram Charlier级数得到相关变量的概率密度分布函数,通过对IEEE33节点进行仿真说明了方法的可行性。     

风光抽蓄互补系统合理容量效益研究

新能源高渗透率电力系统呈现电量富余、电力不足特点的主要原因是风电、光伏基本不具备容量效益,利用抽蓄与风光组成互补系统是解决该问题的有效途径之一。提出一种风光抽蓄互补系统合理容量效益优化方法,优化模型将互补系统合理容量效益以及风电和光伏装机作为决策变量,兼顾互补系统新能源利用率、发电可靠性和国民经济可行性。实际算例仿真计算的结果表明,所提算法能够有效解决风光抽蓄互补系统的容量效益与装机优化问题。     

一种平抑光伏系统输出波动的储能容量优化方法

为了平抑含光伏系统的输出功率波动,提出了一种基于离散傅里叶变换(Discrete Fourier Transform,DFT)的储能容量优化方法。该方法针对光伏发电特性和储能充放电时间响应特性,利用DFT对光电输出功率偏差进行频谱分析,在不同的时间范围内,采取不同的控制机制,调用相应不同类型的控制容量以补偿功率偏差。基于频谱分析结果,结合储能系统的经济性,确定储能系统最优容量。计算结果表明,所提方法能够以较小的储能容量将光伏发电预测均方根误差RMSE由2.2994%~10.0832%降低至0,大幅减小了光伏系统对电网的冲击和系统备用容量需求,提高了电网对光伏发电的接纳能力。     

提高风电并网系统低电压穿越能力的SMES-FCL容量优化

针对SMES-FCL平抑风电输出功率波动和提高风电并网系统低电压穿越能力的磁体初始储能容量优化问题,从安全稳定运行兼顾经济性的角度对适用于双馈异步发电机并网系统的SMES-FCL配置方式进行分析。提出用于评价双馈风电系统低电压穿越能力的并网点电压偏移量指标,综合考虑经济成本建立SMES-FCL磁体容量优化的多目标模型。采用NSGA-Ⅱ算法求解得到符合研究目标的容量优化方案,并与SMES进行性能对比分析,仿真结果表明SM ES-FCL相对于SM ES可提高超导磁体经济性。