风电对电力系统运行的价值分析

从电力系统运行的角度,提出了基于随机模拟技术的定量分析计算风力发电对电力系统运行的价值的方法。定性地描述了风电并网引起的电力系统运行方式的变化和由此带来的发电变动情况。根据常规火电机组的边际发电成本曲线,分析了风电价值的构成。指出了风电价值与风电场所在地风资源特性、风电机组技术参数、风电负荷在电力系统负荷中所占比例以及配合风电运行的火电机组的耗量特性有关,给出院计算风电价值和灵敏度分析的数值实例。文中的概念性分析方法也适用于复杂电力系统。     

加权求和法解析节点边际电价

从电力市场节点边际电价的定义出发,提出功率传输分配因子,利用加权求和法解析在不同情况下的系统各节点边际电价（loational marginal price,LMP）,并利用电力系统分析软件PowerWorld,以一个7节点的示例验算,证明该解析方法的有效性,进而阐明节点边际电价在电力市场中的意义。     

基于风险价值的大规模风电并网电力系统运行风险评估

为反映未来时间区间内风电功率波动对电力系统整体运行风险的影响,基于风险价值理论建立了大规模风电并网电力系统切负荷风险变化指标和系统越限风险变化指标,并设计了具有递进关系的三层风险评估指标.首先,基于风电场功率预测输出序列,计算系统切负荷风险指标、线路越限风险指标和电压越限风险指标;其次,综合各时刻的第一层评估结果,采用...     

少环配电网节点边际容量成本研究

配电网负荷增加将导致供电设备扩容提前,从而提高扩容投资现值。针对少环配电网的网络结构,提出了能够反映支路潮流分流情况的分流系数矩阵的概念及其计算方法,并结合推导而得的节点注入功率支路电流灵敏度,建立灵敏度系数矩阵,用于计算得到可以表示配电网各节点占用供电容量成本大小的节点边际容量成本(locational marginal capacity cost, LMCC)。进一步改进了基于雅克比矩阵的节点支路潮流灵敏度系数矩阵的计算方法,用于计算LMCC,并作为对照方法在IEEE33配电系统中进行测试,对比验证了本文方法的有效性。     

基于藤Copula理论的海上风电建模及电力市场运行分析

海上风电因具有更高的发电利用小时数,将成为中国实现“碳中和·碳达峰”的重要技术选项。随着海上风电装机容量的不断提升,其出力的间歇性、波动性将对电力系统的安全稳定和电力市场的经济运行造成显著影响。为刻画不同站点间风速的相关性,基于藤Copula理论对海上风电的出力进行建模,并利用C藤Copula函数构建多风电场出力的联合分布模型。在此基础上,提出基于共识聚类的电力市场典型阻塞场景构建方法,并采用简化的中国广东省电网架构数据开展算例仿真计算,对大规模海上风电并网前后电力系统的发电结构、碳排放量、市场电价等关键指标的变化进行实证分析。     

利用边际成本法计算输电节点电价

概述了利用边际成本法计算输电电价的方法,并利用节点平衡法计算输电节点电价的结果,并根据上述研究对辽宁省锦州电网的输电网络节点电价进行了模拟计算。     

考虑大规模风电接入的电能生产边际成本分析

利用蒙特卡罗法对电能生产过程进行模拟,并在此基础上分析电能生产边际成本。模拟过程考虑了负荷的不确定性、常规机组的随机强迫停运和风电出力的随机性。算例分析结果表明,风电接入会降低电能生产边际成本,其下降程度与风电场容量以及风况均有密切的关系。     

配电网节点边际容量成本及应用

分析了现有配电网边际容量成本的不足。通过将支路增量成本合理地分摊到各负荷节点,提出配电网节点边际容量成本（LMCC）的概念,反映未来各节点负荷占用供电容量的成本。LMCC基于配电网供电容量的利用现状和负荷增长趋势,并不依赖于未来规划网架,因而具有较强的可操作性。最后,讨论了LMCC在配电网规划、容量定价、需求侧管理和分布式电源接入中的应用前景。     

提高风电并网价值最优储能容量配置研究

随着风电并网容量在系统中比例不断地提高,其出力随机性使净负荷波动范围、机组运行成本等增加而产生了负面价值。为量化风电并网负面价值,本文建立了含风电机组优化调度模型,根据其仿真结果定量分析了风电在不同渗透率下常规机组运行方式与系统运行成本的关系,指出了风电并网产生负面价值的主要原因;依据储能电量平衡原则,建立含储能装置的优化调度模型,确定了兼顾提高风电并网负面价值与系统总运行成本的最优储能装置容量。结果表明:风电渗透率为3.41%时,并网价值为正面;当渗透率提高到5.36%时,并网价值转为负面,在此过程中,基荷、腰荷火电机组启停次数增加起主导作用;削峰率达到0.75时,系统的总运行成本达到最小,该削峰率对应的储能容量为降低风电并网负面价值的最优容量。     

节点边际电价的优化原理

为了实现电力市场的优化运营,关键是要建立安全约束经济调度与节点边际定价机制.安全约束经济调度能综合考虑系统的经济性与安全性目标,它既保证了系统的优化运行,也保证了系统的供电可靠性;而节点边际电价是从空间和时间2个层面尽量精确地反映电力系统的运行成本的定价机制.文中首先介绍了安全约束经济调度与节点边际价格的求解模型,描述了节点边际定价市场的优化原理;接着给出了节点边际电价的直流潮流法求解原理,并举例进行说明;最后指出节点边际电价有许多违反常规认识的地方,但这并不说明节点边际价格有错,关键原因在于电力系统运行除了遵守经济法则之外,还必须符合可靠性要求.     

搜寻者优化算法在含风电机组系统最优潮流中的应用

针对风力发电机组并网后电力系统的最优潮流(OPF)问题,将搜寻者优化算法(SOA)应用到最优潮流计算模型之中。通过分析风力发电机的稳态数学模型,根据功率守恒原理,得到异步风电机组有功无功出力的表达式,考虑到风电机组的特点,将其作为电压静特性节点处理。建立综合系统经济性和安全性的最优潮流计算的目标函数,该目标函数由网损和静态电压稳定裕度两部分组成,并将搜寻者优化算法运用到最优潮流模型的求解中,并制定该算法的计算流程。算例表明,提出的模型和算法是可行的。     

计及线路传输能力的新能源电力系统灵活性评估及优化调度方法

新能源大规模接入电网对电力系统灵活调节能力带来巨大挑战,针对目前电力系统灵活性评估及优化调度集中于供需匹配而缺乏对线路传输能力的考虑,提出了计及线路传输能力的新能源电力系统灵活性评估及优化调度方法。首先,分析线路传输能力对灵活性需求实现的影响,并计及新能源及负荷的波动性和不确定性,量化节点灵活性需求及其在线路上的分配。然后,从资源灵活性裕量和线路灵活性传输裕量两个角度提出系统灵活性不足量评估指标,多方面评估系统灵活性。将该评估指标作为机会约束条件,构建考虑资源-线路双重裕量的优化调度模型。采用线性化手段和基于拉丁超立方抽样的机会约束确定性转化方法将优化调度模型化简为混合整数线性规划模型以降低求解难度。最后,采用改进IEEE39节点系统和某实际电网进行仿真验证,结果表明所提方法能够减轻线路阻塞,减少切负荷量,提高新能源消纳。     

我国风电消纳现状及输送方式

分析了我国风电发展的现状和存在的问题,对部分地区风电消纳不足的原因进行了探究.分别对目前解决风电消纳问题的各种应对措施进行了分析,重点研究了风火打捆联合运行以及不同的风电输送方式.针对专用通道、风火打捆,交流、直流不同的输电方式,重点研究了专用通道输送风电技术可行性及经济性,风火打捆输送风电的技术经济性及合理的风火打捆比例.     

基于节点不平衡功率的电力系统输电能力分析

通过节点不平衡功率概念的引入,将电网的最大传输能力问题描述成为一个最优潮流模型,改变了过去给定负荷增长方向的假设,使得到的计算结果更有实际意义。并以梯度最优潮流算法进行求解,在处理不等式约束时采用了罚函数方法,而惩罚因子的计算是通过拉格朗日函数的对偶性质来完成的,该方法经过IEEE-30节点系统的检验证明是非常有效的。     

含风电场的电力系统动态优化潮流

为了体现风电的环境价值,建立电力市场环境下大规模异步风电并网电力系统动态最优潮流模型。首先计算风电场功率输出期望值,在此基础上,引入基于风电场极限穿透功率的风电弃风运行惩罚成本(WAOPC)以处理弃风行为;然后考虑火电机组的排污特性,并用名义环境补偿成本(NECC)来量化火电环境成本;最后引入风电备用成本(RCCC)来处理随着系统风电穿透水平增加而引起的系统二次备用上升。仿真表明,所建立的模型既考虑了电能生产所产生的环境污染和资源消耗等外部成本,同时也计及了因弃风行为造成的风电损失,合理地反映了以风电能源形式的电能价值。     

基于柔性分析的风电并网容量优化建模

针对目前风电并网容量优化分析对风电出力随机性考虑的不足,在电力系统柔性分析研究的基础上,引入柔性参数,将风电功率的随机性柔性化表示,并将其量化为惩罚成本计入风电运行价值函数中。同时,考虑风电运行价值对风电并网容量的影响,建立了风电并网容量优化柔性数学模型,并运用拉格朗日函数的鞍点理论将此多目标优化模型简化为2个单目标的优化问题。通过IEEE 30节点算例分析表明,风电功率的柔性化表示充分反映了风电出力随机性强的特点,同时优化柔性数学模型的应用使得风电并网容量规划方案的经济性和安全性有机地结合起来,实现了风电运行价值和风电并网容量折中决策。     

含潮汐电站的海岛微网多目标优化调度

潮汐能是一种蕴藏量巨大的可再生能源,且潮汐能发电具有周期性和可预见性。然而现有海岛供电方案中少有考虑海岛自身拥有这一良好的天然条件。提出了一种以潮汐发电为主,配合风电场、抽水蓄能电站以及柴油发电机组的孤网海岛供电方案。对潮汐电站、风电场、抽水蓄能电站以及柴油机组分别建模,考虑各自的运行状况和约束条件以及负荷需求,提出了海岛微网多能互补的优化调度的方案。通过对比多个不同的典型场景,验证了该方案及优化调度模型的可行性和有效性。     

基于调度原理的最优风电装机容量计算

由于风电的装机容量远远超过电网网架的传输能力,使许多地区风电外送受阻,调度人员为保证电网的安全运行,通常将调度周期内电网所剩传输空间的最小值等效为风电场并网的装机容量。这种传统调度方式不仅浪费了调度周期内非最小传输空间的电网传输容量,而且导致大量风电装机容量未被利用,影响了风电的运行效益,为此,在电网现有传输能力基础上,将传统调度方法所确定的风电并网装机容量作为风电装机容量初始值,使风电场装机容量按给定步长递增,然后利用滚动分时段调度方法确定不同装机容量下的风电年发电量,最后以风电最大运行价值为目标,求解风电最优装机容量。以某省实际电网作为算例,算例结果验证了所提方法的可行性与有效性,可大大提高再生能源的利用率。     

考虑风电接入的有功运行备用协调优化

分析了大量风电接入对系统有功运行备用提出的问题,首先分析了风电接入后系统的运行备用需求性质,进而提出一种基于风险的风电备用需求决策方法,并提出一种充分利用发电机组控制性能的备用协调优化分配算法.IEEE 39节点系统的仿真结果表明,所提出的方法有效解决了风电备用需求的确定和分配问题,对接入大量风电的系统的有功调度运行具有实用价值.