我省西部电力系统4台10万千瓦汽轮发电机组运行状态及其供电可靠性分析

过去,电力系统都是根据电源备用容量对最大负荷的百分数来估计电源供电可靠性,一般要求装机备用容量不少于20%,运行备用容量不少于10％,以应付机组检修和故障停运,负荷突增等情况,满足用户的甩电要求。而近年来,许多国家已利用概率理论和统计方法对供电可靠性作定量的计算分析,较为普遍使用的方法叫LOLP法(Loss of Load Probability一般译为“缺电时间概率法”),它比较简单,可用来判断电源在计及故障(以及检修)停运后不能满足用电负荷的时间概率(缺电时间),但不考虑缺电多少。     

电源规划中的可靠性分析

采用解析法对电源规划中的可靠性进行了分析，为电源规划和检修安排提供了重要的参考依据，电源规划中的可靠性是对发电容量是否满足负荷需求进行判断。因此建立了相应的容量模型和负荷模型，当考虑检修计划时，利用减机组算法修改容量模型，由于互联系统支援可以大大提高系统的可靠性，考虑系统相互支援以及联络线容量，建立了等效支援系统模型，利用并联算法将容量模型、负荷模型，等效支援系统模型合并，形成最终的综合模型，从综合模型中可得到5个可靠性指标：电力不足概率LOLP（Lack of Load Probadility)，电力不足时间期望LOLE（Lack of Load Expectation)，电量不足期望值EENS（Energy Expectation Not Served)，电力不足频率LOLF（Lack of Load Frequency)，电力不足持续时间D（Duration)。根据解析法已编制程序，并投入了实际应用，应用中证明算法设计的合理性。     

风-光-沼可再生能源发电的电源有效接纳容量评估

为解决可再生能源发电存在间歇性问题,提出一种风-光-沼可再生能源发电的电源有效接纳容量评估方法。基于风-光-沼可再生能源发电系统结构特点,以成本经济性和供电可靠性为目标,以系统稳定性、电量供需均衡性及各微电源输出功率最大值为约束条件,建立电源有效接纳容量评估模型。采用改进粒子群的电源双层规划方法,求解电源有效接纳容量评估模型,通过自适应变异粒子群解决粒子群优化算法易陷入局部最优解情况。利用2个粒子群优化算法的交互迭代规划电源上下两层,求解最佳电源有效接纳容量。以L省某负荷中心为实验平台展开算例分析,结果表明:该方法具备风-光-沼可再生能源发电电源有效接纳容量评估可行性和有效性,通过协调控制可以保证负荷中心稳定运行。     

含风光柴储的独立微电网容量优化配置研究

针对独立微电网建设中合理配置电源容量、提高供电可靠性和经济性的问题,在设计规划阶段引入能量管理策略,首先建立风光柴储各电源的出力模型,其次通过对系统全年运行综合费用分析,计及发电补贴建立以年度总成本为目标的经济函数,最后以负荷缺电率(LOLP)、可再生能源供电率(RES)、能量丢弃比(DEP)作为评价指标,应用遗传算法(GA)求解独立微网容量优化配置问题。通过分析LOLP的取值对系统容量配置和成本的影响,证明该配置方案具有较高的合理性,选取合理的LOLP值可显著降低系统的成本费用。     

抽水蓄能电站及其系统运行优化的概率模拟算法

在随机生产模拟中运用负荷曲线分解技术和动态规划方法,提出了抽水蓄能电站及其系统运行优化的概率模拟算法。该算法以系统发电运行成本与缺电损失之和最小为目标,满足了电站水库蓄水及库容限制条件和日或周的抽水-发电循环电力电量平衡条件,计及了抽水蓄能电站在抽水和发电方式下随机停运的影响。算例证明了该算法的可行性,并且可在电源规划、发电计划和系统运行优化中更准确地模拟、分析和优化抽水蓄能电站及其所在系统运行状况。     

电力市场下可靠性电价与可靠性市场的研究

着重研究了系统的备用容量与发电可靠性和用电可靠性之间的关系以及不同发电可靠性条件下的发电可靠性电价和不同用电可靠性条件下的用电可靠性电价的确定。提出了满足个性化可靠性需求的交易模式,即由电网公司根据负荷的预计分布规律与备用市场价格确定在不同备用与供电可靠性条件下的备用电源计划安排,从而得到备用电源的费用及单位负荷功率的可靠性电价;电力用户根据自身的用电负荷特征及电网公司公布的可靠性电价申报供电可靠性要求;电网公司根据发电厂机组的可靠性水平确定系统需要增加的备用容量,进而确定发电厂的可靠性电价。     

基于改进粒子群算法的独立光伏发电系统储能容量优化配置研究

在独立光伏发电系统设计中,合理的规划配置储能系统容量及不同储能元件之间的容量比,对于光伏发电产业的长远发展具有非常重要的现实意义。结合超级电容器和蓄电池实际的储能特性,研究包含这两种储能元件的储能系统能量管理策略;以储能装置的全生命周期费用为优化目标,建立以独立光伏发电系统负荷缺电率等可靠性指标为约束条件的约束模型;提出了一种基于改进粒子群算法的储能容量优化配置方法,并进行了优化软件的编写和算例验证。     

考虑不确定性的分布式电源多目标优化配置

为保证电力系统经济可靠运行,对独立运行发电系统中的分布式电源容量进行合理地优化配置。首先,考虑风光出力不确定性,建立了相应发电单元的概率模型,基于图论法建立了最优切负荷模型,利用基于拉丁超立方抽样的蒙特卡洛法对风光出力进行模拟,采用随机潮流进行计算;其次,以考虑环境效益、网损费用、投资成本的综合经济成本及最优切负荷量为目标函数;最后,采用多目标粒子群算法求解得到最优电源容量配置。计算结果表明,基于分布式电源优化配置模型求解得到的电源容量配置方案保证经济性的同时兼顾了可靠性。IEEE-30节点系统算例表明模型和算法简单有效。     

计及可中断负荷的旋转备用容量机会约束规划模型

针对电力系统备用容量的获取如何兼顾系统运行的可靠性和经济性的问题,将可中断负荷作为一种备用资源参与发电侧备用市场竞争,引入机会约束规划方法确定系统所需的备用容量。在计及发电机组强迫停运和负荷预测误差等不确定性因素的影响下,以最小化旋转备用容量的购买成本为目标,构造了可中断负荷参与旋转备用容量优化的数学模型,并采用基于蒙特卡罗随机模拟的遗传算法求解模型。对所提出的模型进行仿真,验证了利用该模型的有效性。     

独立型风光互补系统中储能容量优化研究

以独立运行的风光互补发电系统中储能容量最优化为目标,利用风电、光伏以及负荷的发用电预测数据,提出考虑超级电容器和蓄电池内部特性的负荷缺电率LPSP的简化计算方法,并同时考虑负荷最大缺电率和负荷最大瞬时功率缺失两方面来综合确定超级电容器/蓄电池混合储能装置容量的大小.进行了优化软件的编制和算例分析,结果表明,考虑储能系统功率输出能力可以提高储能系统容量优化配置的准确性,而在同时达到满足负荷最大缺电率和负荷最大瞬时功率缺失要求下,混合储能比超级电容器、蓄电池单独储能更加经济.     

基于序贯蒙特卡罗法的复杂配电网可靠性分析

光伏发电具有随机性和间歇性的特点,使得配电网的可靠性存在下行风险。针对含光伏电源的配电网系统,传统的可靠性评估方法往往忽略光伏系统对可靠性的影响。利用序贯蒙特卡罗法对配网进行可靠性分析,考虑太阳光辐照度、光伏输出功率、时序故障率等因素的影响,建立基于时间序列的光伏发电系统可靠性模型;同时构建了考虑负荷功率随机性的中、短期负荷（月、小时）可靠性模型;最后引入可靠性灵敏度指标,评估了不同节点接入光伏发电系统后的可靠性。通过对含光伏发电系统配电网算例系统的可靠性进行评估,结果证明了算法的有效性,该方法为光伏接入位置的选择、容量的确定和配网可靠性的提高提供了重要的理论依据。     

联网分布式发电系统规划运行研究

分布式发电（DG）与输电网联合供电成为电力系统发展趋势。输电系统与DG联合供电的规划、运行分析对满足可靠性条件下的经济供电尤为重要。文中针对远离发电中心、与输电系统弱连接的配电系统,为了满足负荷增长要求,以DG投资费用和向输电网购电费用最小为优化目标,分别对输电网正常运行且价格固定、考虑停运状态和实时电价3种典型输电网情况下联网DG系统进行规划。通过应用启发式算法,得到了各种情况下系统最优供电方案。根据不同情况下系统运行性能分析,定量讨论了输电网停运、实时电价以及可再生能源随机发电对分布式电源类型、容量等规划运行结果的影响,优化结果体现了联网DG系统联合供电优势。     

提升配电网供电性能的风-光-储两阶段规划与配置

针对配电网中分布式电源（DG）不合理规划引起供电性能下降的问题,文中提出了一种在风-光-储接入情况下的配电网两阶段规划与配置方法。第一阶段通过计算节点有功网损灵敏度确定风-光电源的接入位置和容量,第二阶段以储能接入容量最小,系统电压稳定指标最大,负荷缺电率最小建立多目标规划模型,同时结合节点平均等效负荷对储能充/放电进行管理。为提高第二阶段多目标问题的求解精度,提出了一种基于多目标粒子群算法的混合智能求解算法用于求解第二阶段模型,最后利用序数偏好法（TOPSIS）选出储能最优接入方案。为验证本文所提方法的有效性在IEEE-33节点系统上设置四种场景进行仿真测试,结果表明所提方法可以明显改善配电网的运行情况,给相关规划与配置提供借鉴与参考。     

分布式发电对配电网可靠性的影响研究

为提高配电网运行可靠性,针对分布式发电自身的特点,建立相应的分布式电源可靠性模型。考虑当前配电网元件和负荷原始参数的不确定性,采用区间算法来计算分布式电源与电网并网运行时的可靠性指标。并以IEEE-RBTS Bus6测试系统为算例,分别比较分布式电源的未接入、将其看成配电网、额定容量的发电机以及有多个运行状态的发电机组等情况,来分析不同模型对配电网可靠性的影响。结果符合工程实际。     

分布式发电并网运行对配电网可靠性的影响研究

主要研究了分布式发电并网运行对配电网可靠性的影响,考虑当前配电网元件和负荷原始参数的不确定性,采用区间算法计算分布式电源并网运行时的可靠性指标。以一个简单的配电网为模型,得出含DG的配电网可靠性指标的计算公式。以IEEE—RBTSBus6测试系统为算例,分别比较分布式电源的未接入、看成额定容量的发电机以及有多个运行状态的发电机组等情况,来分析不同模型对配电网可靠性的影响,并验证分布式发电并网运行在改善电网可靠性方面的作用。     

联合发电系统用于含电动汽车的配网可靠性评估研究

将分布式电源、储能系统和电动汽车组成联合发电系统,并用于含电动汽车的配网可靠性评估。根据行驶习惯将电动车划分为自由汽车和规律汽车,并分别建立充放电模型。基于燃油车的统计数据及充电开始时刻和充电时长的概率分布,建立自由电动汽车充电负荷和放电容量的统计模型,并由日常调度安排建立规律电动汽车的负荷模型。根据配网内的电动汽车充放电曲线、日负荷和分布式电源出力,分析求解孤岛内联合发电系统的供电时间,并联合故障持续时间分析孤岛内负荷的停电时长和次数,然后采用序贯蒙特卡罗法完成配电系统可靠性评估。以IEEE RBTS-Bus 6测试系统实例对评估算法进行验证,并从储能装置容量、电动汽车的V2G技术、行驶规律、充电模式和渗透率5个方面对配网可靠性进行量化分析。     

独立光伏系统中考虑小型压缩空气储能的容量配置

小型压缩空气储能是一种新型的储能方式,可与光伏配合组成独立光伏系统,基于用户对供电可靠性和经济性的双重需求,合理配置储能和光伏系统的容量,可促进储能和光伏产业的共同发展。在考虑负荷缺电率和能量溢出率2个指标的基础上,计及装置设备的初始投资成本、运行维护成本、残值和各部分收益,建立系统经济性模型,以年费用最低为目标,配置最优的光伏容量和小型压缩空气储能容量。结果表明,综合考虑负荷缺电率和能量溢出率,合理配置容量,可以保证系统供电可靠性和经济性。     

基于多状态新能源发电模拟的日运行方式及调峰安排研究

大规模风电的接入使得电力系统的调峰问题越来越严重,因此有必要通过分析日运行方式来研究电源结构的合理性。在传统电力电量平衡法的基础上,提出了一种基于多状态新能源发电模拟的日运行方式和调峰安排算法,用于对电源投产方案进行运行可行性的分析与校验。算法基于Markov过程进行风电出力的时序多状态建模,根据历史风电出力数据得到初始分布和转移矩阵。在等效电量函数法的基础上提出了一种高效的多状态负荷修正方法,进而以确定性的生产模拟方法研究系统的电力电量平衡情况及调峰问题,从而保证电源建设方案在满足经济性、可靠性的基础上还满足运行可行性的相关要求。算例分析验证了所提模型与算法的有效性和实用性,可为我国电源规划工作提供参考。     

基于可信性理论并网光伏发电系统极限容量模型研究

并网光伏发电系统极限容量计算是一个复杂问题,是分布式电源规划的基础.针对机会约束规划模型的不足,提出以可信性理论为基础的并网光伏发电容量优化模型,模型考虑了光伏发电出力、并网位置和电网负荷预测的模糊性,利用混合智能算法,通过30节点算例,对所建立模型进行验证,认为该模型更好地适应了光伏电站出力的随机性和电网负荷数据的模糊性,具有更高的鲁棒性和灵活性.     

分布式发电的研究方向

1分布式发电电源位置和容量的确定分布式发电的电源位置和容量的确定是设计一个分布式系统不可缺少的前提条件,现已提出的发电方式有:微型燃气轮机、风轮机、光伏发电系统、燃料电池等。因此,可根据客户终端所需的容量和所处环境的地理位置,综合考虑各种衡量指标,确定所要采用的发电方式。发电容量不仅要满足负荷正常运行时所需的能量,并对突发事件要有一定的承受能力,可以采用灰色关联、神经网络、小波分析等技术,建立精确负荷模型进行预测。分布式发电电源的位置不仅要考虑周边的能源、交通运输、地理环境等因素,还要考虑其布置合理,使线…