风电经特高压线路并网时湖北电网调峰方案

以湖北电网远景规划方案中蒙西至湖北特高压送风电为背景,研究了2017年丰大方式下湖北电网消纳蒙西特高压电力电量的调峰问题。分析了丰大典型日湖北电网的负荷特性、蒙西风电功率特性以及湖北省内电源的调峰特性和调峰能力。以省内发电成本最小、不弃水调峰、尽量消纳特高压电力为目标,建立了包含火电、水电、抽水蓄能和特高压联合调峰优化的混合整数线性规划模型。考虑不同的风电输送方式,采用CPLEX对联合调峰优化模型进行求解,给出了湖北电网火电、水电、抽水蓄能与特高压协调运行的调峰优化方案。仿真计算结果表明,2017年丰大方式下湖北电网负荷低谷时段的负调峰能力不够,需要特高压电力参与湖北电网调峰。当特高压以风电配额方式输入时,湖北省消纳蒙西风电的极限配额为34%。     

西北电网风力发电功率补偿问题探讨

西北地区风电具有大规模、高集中、远距离的特点,其并网后对电网稳定运行有很大的危害,需要其它常规电源对其进行补偿调节。在介绍西北水电资源的基础上,分析比较了以水电为主和以当地火电为主2种情况下的西北风电功率补偿问题,建议将西北电网作为整体考虑,利用西北地区丰富的水能资源和补偿调节能力,优先考虑各种水电为风电调峰,火电作为补充的调峰方法。     

西北地区促进风电消纳的辅助服务市场机制研究

西北地区风能、水能、煤炭等资源丰富,是中国重要的风电、水电与煤电基地。为促进西北大型风电基地的高效消纳,需要深入研究技术、经济等方面面临的问题。统筹考虑了风电与水电、煤电协调发展,结合西北地区实际情况,重点研究西北风电并网后,由此引起的调峰辅助服务成本与费用分摊机制。基于风电与水电、煤电协调运行利益相关方的分析,提出了促进风电高效消纳的辅助服务框架。基于“谁受益、谁付费”的权利与义务对等原则,提出了考虑风电并网的有偿调峰服务成本分析模型,进一步建立了火电有偿调峰费用在各省单独分摊、水电有偿调峰费用在网内统一分摊的机制,算例分析结果验证了所提方法的有效性。     

湖南电网风电接入对调峰影响的量化研究

本文以湖南电网2020年预测负荷、电源为背景,利用电力系统运行模拟软件量化计算并对比分析2种风电与水电联合运行的方法的优劣。供湖南电网乃至水电资源丰富的地区大规模风电接入后的电网调峰能力的研究借鉴。     

充裕性资源协同参与系统调节的风电消纳能力分析模型

大规模风电消纳能力取决于整个电力系统各环节充裕性资源综合协调的能力。在深入分析影响风电消纳能力关键要素的基础上,提出了调动广泛灵活的充裕性资源协同参与系统调节,提高风电消纳能力的基本理念和方法。从界定并识别电力系统发电、输配电、用电等环节灵活充裕性资源出发,综合考虑火电、水电和风电的发电技术特性,电力和热力负荷平衡、输电容量等约束,以系统运行成本最低为目标,建立了风电消纳能力分析模型。以我国某风电大省为实际算例,模拟分析了引入不同灵活资源情景下风电消纳能力的变化情况。结果表明,增加各类灵活资源均能提高风电消纳能力,其中,调峰容量资源的影响程度最大。     

考虑煤耗率的火电机组灵活调峰对风电消纳的影响效果研究

火电机组灵活调峰是提高电网中风电消纳的重要手段之一,然而火电机组在灵活调峰运行时的煤耗率较其正常运行模式有所提高,现有电网调度模型未考虑该特性。本文采用分段线性函数表示考虑煤耗率的火电机组发电费用函数,建立灵活调峰火电机组与风电机组的日前机组组合优化模型,该模型采用现有线性规划方法进行求解。最后采用实际风电机组和火电机组数据基于IEEE-30母线系统进行验证。结果表明,本文提出的分段线性函数可以较好地拟合机组煤耗率与出力的关系;火电机组深度调峰运行时煤耗率较其正常运行有所提高。本文计算方法有助于降低系统运行总费用,提高电网中的风电消纳量。     

基于调峰约束的河北南网风电消纳能力研究

河北省南部电网以火电为主,在河北南网北部的保定地区、东部沿海的沧州地区,具有丰富的风能资源,近几年发展迅速。随着风电的大规模集中并网,电网调峰能力已成为制约风电消纳的主要因素。结合负荷特性、风电出力特性,本文分析了河北南网的调峰能力,提出了通过两个关键约束指标推导计算风电消纳能力的新方法,计算分析了河北南网风电消纳能力。对合理确定河北南网"十三五"风电发展规划提供了重要参考。     

风光水火联合运行电网的电源出力特性及相关性研究

通过调研西北电网大量实际运行数据,提出常规火电与热电联产机组的调峰深度以及影响水电调节能力的主要因素。基于数理统计分析方法提出风电、光伏集群出力的季特性、日特性以及概率分布曲线,为风光水火联合运行电网不同时空尺度下生产运行模拟提供依据,从而确定各类电源的合理配置和经济运行方案。分析证明:光伏出力与时间相关性强,风电出力与时间相关性弱。风电与光伏互补性不明显,水电与光伏互补性明显。风光水火联合运行电网的新能源接纳能力不宜采用小方式下调峰平衡的简单估算方法,应通过电力系统生产运行模拟仿真确定各类电源的合理装机规模和结构。     

大规模消纳风电的常规水电运行方式

在中国风电迅猛发展和大规模接入电网的背景下,结合风电运行特性和电网安全需求,提出了大规模风电接入电网后水电年度运行方式的制定原则和原理,建立了考虑水电调峰对风电消纳贡献的水电运行调度数学模型。以东北电网桓仁水电厂为例,模拟计算了典型来水方式下的水电运行方式,计算结果表明该方法有利于提高电网的清洁能源消纳比例。     

一种考虑风电出力和负荷不确定性的最优调峰方法研究

风电的随机波动特性可能使风电系统存在反调峰现象。在分析风电并网使系统对调峰需求发生变化的基础上,建立了风电出力和负荷的不确定性模型,并以最大限度消纳风电为目标,通过考虑使电网收益最大、满足潮流安全约束等因素建立了基于实时电价的火电、水电和抽水蓄能联合调峰优化模型,并采用最优潮流和粒子群算法研究了改进优化模型的求解方法。最后,对所研究调峰策略优化方法进行了仿真验证,证明了该策略在提高电网收益的同时,能够充分利用各调峰机组的调峰能力,确保系统的安全性。     

风电并网条件下的梯级水电站长期优化调度

随着新能源的快速发展,大规模风电并网条件下电网需要更多的调节能力,梯级水电站利用其灵活的调节能力可以与大规模风电联合运行。本文研究了风电的日内反调峰特性对梯级水电站发电的影响,并得到梯级水电站的日发电量上下限。然后,通过这个日发电量约束搭建梯级水电站长期调度与短期调度的桥梁,以达到在长期优化调度中考虑风电的短期反调峰特性的目的。以我国西南地区澜沧江下游2座梯级水电站与周边风电为实例进行研究,结果表明,与风电站联合调度后,梯级水电站的长期调度方式需要改变,尤其是汛前枯期的库水位决策与汛后蓄水决策。所提出模型为破解大规模风电并网问题提供新的技术途径。     

基于梯级水电和高载能负荷功率变化主动响应能力的风光容量优化配置

为有效解决高比例风光消纳问题,提出一种基于梯级水电与高载能负荷功率变化主动响应能力的风光容量优化配置方法。设计高载能负荷配合梯级水电平抑风光出力波动的协调框架;通过刻画基于水头变化的不同时刻间梯级水电的功率调节规律以及基于生产过程的冶炼类高载能负荷功率调节特性,构建考虑系统调节能力约束的风光容量最优配置模型,以风光电站投资建设成本、水火电站运行成本、高载能负荷调度成本以及弃风弃光惩罚成本最低为目标确定风光装机容量。湖南某地区仿真结果表明,所提方法能够更好地应对净负荷功率波动,增加风光并网容量。     

大电源接入系统方式的比较

未来在我国的西南和西北地区将出现一些大型甚至巨型电站,这些大型电源以何种方式接入系统,以及接入系统应遵循的相关原则,则是必须研究解决的问题。首先从机制上对几种大电源接入交流系统方式的暂态稳定性进行了详细的分析和比较;然后对大型算例系统进行了详尽的暂态稳定仿真;最终得出了一些有用的结论:一般情况下,打捆送电方式有利于提高送出系统的稳定性;如果有助于显著增加领前群的惯量,则与送端系统相联的方式也有助于提高送电系统的稳定性,但仍要结合具体系统进行分析。     

考虑大规模风电接入的电力规划研究

由于风电出力的不确定性、反调峰性和风电场选址的限制等问题,大规模风电并网后要求电力系统留有更多的备用电源和调峰电源,且电网结构薄弱远距离输送能力有限,使得多数风电场出力无法被消纳,对系统的稳定运行、电源规划和电网规划等方面造成了很大的负面影响,阻碍了风电的规模化应用。分析了大规模风电接入对系统可靠性、系统备用以及运营成本等带来的挑战,从电力规划角度回顾和评述了国内外风电接入系统在电源规划、电网规划以及电源电网协调规划等领域的研究进展和研究现状,明确了该领域的研究重点和研究方向。     

2011年中国“三北”地区风电并网运行及反事故措施

中国风电近几年一直保持快速发展,并成为电网运行的重要电源形式之一。为掌握风电并网运行规律,根据中国华北、东北、西北（“三北”）地区2011年的大量风电实时运行数据和统计数据,对风电并网运行情况进行分析,说明中国风电具有大容量、集中接入及远距离输送的特点;且在电力电量平衡方面具有较为复杂的间歇性。分析2011年发生的几起风电大规模脱网事故及反事故措施技术要点,给出进一步做好风电并网运行工作的建议。     

大规模风光接入下梯级水电站调度方式研究

风光接入流域梯级水电系统联合打捆外送是解决新能源消纳难题的有效途径,但也使得传统面向单一水电系统的调度方式面临极大挑战。为此,本文系统研究大规模风光接入背景下梯级水电站在长期、日前和实时尺度上的调度方式,并以雅砻江流域锦官梯级多能互补调度为实例,系统评估互补调度效益和风险。结果表明：大规模风光接入背景下,大型水电站水库的中长期水位应提前并加深消落,以增加枯期发电量并减少汛期弃水;互补运行能提升系统调峰能力,且调节水电日出力过程可缓解外送通道竞争;充分发挥梯级水电站的联合调度作用,能分别在日前和实时尺度上对风光功率进行电力补偿调节,弥补风光预测不确定性导致的发电偏差,提高供电可靠性。     

利用风力发电机的无功功率补偿风电场无功损耗

我国风电场内无功补偿的方式是在风电场汇集站内装设集中无功补偿装置,这造成风电场无功补偿的投资很大。文章结合工程实例,通过对不同发电量下风电场的无功损耗和电压波动情况进行计算,提出利用风力发电机的无功功率可基本实现风电场的无功平衡,风电场母线电压的变化是无功补偿设备选型的依据,对于发电量变化引起的母线电压变化不超出电网要求的风电场,应利用风力发电机的无功功率减小汇集站内无功补偿装置的容量,降低无功补偿的投资。     

水电与风电联合运行分析

在中国风电发展十分迅速、弃风问题严重的情况下,近期需要进一步挖掘现有系统的调节能力。其中,促进水电与风电联合运行是有效措施之一。介绍了风电在日内和日间的有功出力变化特点,从电量分布特征、调节速度等方面分析了水电与风电联合运行的基础,进而研究了水电与风电在日内和日间联合运行的原理,及其对促进风电消纳、提高火电效率的作用。通过具体算例,分析了在是否考虑水电风电联合运行2种情况下,系统在风电消纳、火电煤耗、火电启停费用、系统燃料总消耗等方面的差异,验证了水电与风电联合运行的效益。     

考虑输电断面限制的风-光-梯级水电站长期优化调度

针对风-光-梯级水电站系统中水电站电量外送因输电断面限制因素产生的严重弃水问题,结合风、光、水时序发电互补及梯级水电站发电、储能双重特性,建立输电断面限制条件下的多能源补偿调节长期优化调度模型。首先分析风电、光伏可再生能源季节性出力,根据风光出力预测值调整梯级水电站运行水位,实现水库储能并转移发电时段,同时采用逐步优化算法与水位廊道约束耦合方法求解以外送发电量最大为目标的调度模型。最后通过算例仿真,验证了本文模型的有效性和可靠性。     

西藏昌都电网联网方案探讨

根据西藏昌都电网现状及其发展规划,探讨了"十二五"末期昌都电网与其他电网联网的必要性和可行性,并对其通过玉树与西北电网联网和通过玉曲河梯级电站与四川电网联网两种可行的方案进行了初步比较,最后初步推荐昌都电网通过玉曲河梯级电站与四川电网联网并对下一步工作提出了建议。