风场出力对系统备用容量的影响探究

首先对电力系统备用容量分类及运行特点做了详细的阐述,然后介绍了常规的电力系统可靠性评估指标。在考虑电力系统负荷变化和风电存在不确定性的情况下,提出了计算电力系统备用容量的数学模型。最后,根据提出的备用容量数学模型,改变风电比例,应用Matlab仿真了不同风电比例下系统的备用容量变化曲线。结果表明风电出力对系统备用容量有重要影响,提前获知风场出力情况,可以减小系统的备用容量,减小成本,保证电网可靠、安全地运行。     

考虑系统正负备用的电动汽车优化调度策略研究

大规模电动汽车和风电场的接入加大了电网运行的风险,将对电网备用容量产生影响。考虑电网正负备用容量配置成本,提出电动汽车优化调度策略,旨在降低电网正负备用容量配置,并提高风电利用率。首先,运用模糊聚类算法分析风力出力的不确定性,得出系统差额概率密度函数;然后,基于改进电量不足期望指标(IEENS)和风能浪费风险指标(IEWWR)引入电力系统正负备用配置需求;最后,以用户充放电成本和正负备用成本最小为优化目标,建立电动汽车优化调度模型。仿真计算结果表明,该策略能够有效降低用户充电成本和系统正负备用容量投入成本,提高电网经济运行水平。     

电网备用容量可靠性研究

综述了国内外大型电网在确定运行备用容量时所采用的方法及其特点。指出合理的配置电网备用容量,是电网安全、优质运行的根本保证。从通行的评估电网可靠性方法出发,详细分析了各种评估方法的优缺点,提出采用概率分析法,来评估电网预留备用容量。而通过概率方法得出的一系列可靠性指标,可以指导电网运行者合理的预留和分配电网备用容量。最后,指出了电网备用容量可靠性研究的具体实施方法、步骤,以及今后的发展方向。     

能源互联背景下山东电网备用容量需求分析

风电、光伏发电是清洁能源的重要组成部分,也是构建全球能源互联网的主导能源。提出一种含风电和光伏发电的备用容量需求确定方法。在此基础上,结合山东省年度风、光资源及负荷特征,基于各季节典型日风电、光伏出力及负荷特性分析,得出远景年山东电网考虑风电、光伏接入的备用容量需求。分析结果对合理安排山东电网备用容量,提高电网运行可靠性具有重要意义。     

离网条件下考虑短时间尺度的水光蓄多能互补发电系统备用容量确定方法

当前光伏等新能源的大规模应用在一定程度上缓解了全球能源短缺和环境污染问题,但新能源本身的间歇性和随机性问题使其无法独立完成供电,常常配置水电机组和抽水蓄能机组补偿光伏,形成水光蓄多能互补发电系统。大部分水光蓄多能互补发电系统修建在远离主电网的偏远地区,经常会出现离线运行的状况,由于无法与主电网完成电能交换,导致新能源渗透率较高的多能互补发电系统供电可靠性不如传统电网,合理配置系统备用容量是保证系统供电可靠性的关键。文章提出了在离网条件下考虑短时间尺度的水光蓄多能互补发电系统备用容量确定方法,建立了基于系统发电容量和备用容量耦合关系的两阶段优化模型。由于系统的备用容量受到系统的发电容量制约,因此,首先考虑系统的发电计划,完成系统小时级的发电容量配置,然后在此基础上进行基于机会约束的系统分钟级的备用容量优化,该机会约束使得离线系统实际运行时在某概率下可靠供电,符合实际电网运行时,允许出现短时间的功率不平衡的情况。仿真结果表明,与传统的系统备用配置原则相比较,合理设置机会约束的置信度可在系统运行成本增加幅度不大的情况下,大大提高水光蓄多能互补系统的供电可靠性。     

哈郑直流投运后河南电网事故备用适应性及应对策略

分析了哈郑直流的故障特性,探讨了哈郑直流投运对河南电网运行可靠性的影响,提出了采用基于成本效益分析的事故备用确定策略以折衷可靠性和经济性,并根据我国电网调度特点,设计了简化求解数学模型,提高了计算效率。以河南电网2016年夏季大负荷日为例进行了计算分析,结果表明,该日最佳的事故备用容量略小于哈郑直流单极闭锁容量加上1台主力发电机停运所损失的容量,但会受到闭锁概率、失负荷价值、燃煤价格等因素的影响而变化;电解铝等可中断负荷参与事故备用,将有效替代燃煤机组旋转事故备用,大幅提高事故备用的经济性。     

发电厂热备用容量的优化分配和成本分析

在竞争的发电市场环境下，备用作为一种重要的辅助服务，其成本分析是一个急待解决的问题，对发电厂热备用容量进行优化分配和成本分析，采用电能收益和备用容量收益总和最大化的目标函数。解算方法首先是根据发电厂总的发电负荷约束获得机组的经济组合，其次是将负荷在各机组间进行经济分配实现热备用容量的优化分配，热备用容量的成本采用其机会成本等值，方法简单，计算结果符合工程实际，研究结果表明，发电厂在计及备用收益和满足发电机组最低出力约束的条件下开机台数越多总收益也越大；在给定的时段和相应的电能电价下，备用容量成本随发电厂出力的增加而增加，在给定的时段和相应的发电出力下，备用容量成本随电价的增加而有较大的增加。     

基于机会约束的区域能源互联网优化运行

为保证区域能源互联网的可靠、经济运行,基于机会约束理论对不确定环境下的优化运行方法展开研究。考虑风电出力预测误差随机变量,建立燃气轮机备用容量机会约束条件、备用偏差风险成本目标函数,进而提出一种考虑备用容量的区域能源互联网随机优化运行方法。仿真结果表明所提方法能够有效管控风电并网带来的运行风险,在提高系统运行可靠性的同时,兼顾系统运行和燃气轮机备用的经济性。     

基于机会约束规划的微网运行备用优化配置

为保证微网孤岛运行的可靠性与经济性,配置合理的运行备用容量具有重要意义。考虑到微网内波动功率主要由可再生分布式电源出力的不可控性、机组的故障停运及负荷预测的不准确性引起的,分析了风机出力、光伏出力和负荷短期预测误差的概率统计规律,提出了基于峰谷分时电价(time-of-use price, TOU)的微网发电侧备用与需求侧备用相协调的运行备用优化新策略。以最小化微网运行备用总购买成本为目标、以一定置信水平满足微网要求为机会约束的条件下,确立了最优运行备用容量的数学模型,并利用基于蒙特卡洛(Monte-Carlo)随机模拟的递阶遗传算法(hierarchical genetic algorithm, HGA)对模型求解。最后以微网实例的仿真结果说明了所建模型的有效性。     

区外来电对高受电比例受端电网辅助服务的影响

近年来,特高压工程大量建成投运,使得受端电网受电比例大幅增长。为了保证大电网运行的可靠性和调峰性,辅助服务在高受电比例的受端电网显得尤为重要。针对受端电网的辅助服务,分析探讨区外来电特性对受端电网调峰、备用的影响。在优化后调峰需求、备用需求中,将区外来电等效成三段式出力,利用多特性机组组合模型,仿真区外来电对本地机组的影响。经过仿真可以得出,相同来电容量的区外来电,火电对受端电网调峰能力影响较大、备用较小,水电由于其丰水期满发出力对低谷期备用需求影响最大,风电由于其反调峰特性对调峰影响最大,其不确定性和低谷高出力对低谷备用影响很大。     

基于均衡分析的大受端电网主辅联合市场运行设计研究

研究特高压背景下受端电网的电力市场竞价策略,对受端电网省份现货市场的运行建设具有重要的前瞻意义。为此,该文建立了计及区外来电参与电能市场的电能及备用市场联合竞价均衡模型,通过构建基于多智能体系统的完全信息动态非合作博弈通信框架,进行联合市场纳什均衡的求解。模型计及电能和备用的总燃料成本、备用的机会成本,考虑外来电不确定性造成的系统额外备用,备用兼顾容量补偿和被调用后的电量补偿,以备用调用率构造期望净利润。仿真从网络约束、负荷需求量、外来电特性、备用调用率补偿、备用成本分摊模式、市场力抑制及网络规模7个方面对参与者的竞价行为进行了灵敏度分析,结论对于大受端系统现货市场机制的设计提出了合理化建议。     

湖北电网联合调峰方案的研究

根据火电厂的不同运行特性，分析了湖北电网备用容量中水火电机组的几种不同组合方式和调峰模式的利弊，提出湖北电网备用容量优化配置，在保证湖北电网安全的基础上提高湖北电网经济性和电能质量并提出了保证“三公”原则的建议和措施。     

调班用电与抽水蓄能——谈谈抽水蓄能电站

几年来,华东电网的电力供应十分紧张。许多工厂不得不把白天的生产调到夜间,借以利用夜间的剩余电力。本文扼要介绍一种新型的水电站,它在电网有剩余出力时抽水,把电能转换成水的位能储蓄起来;在电网出力不足时发电,把水的位能重新转换成电能;它还可以调整频率,供调相用;并可担任电网紧急事故的备用容量,从而提高电网的灵活性、可靠性和经济性。结合华东目前情况,它还可以减轻因缺电而造成的调班和仃电情况。     

基于风险量化的事故备用容量协调分配方法

备用容量在区域电网间如何分配将影响电力系统的可靠性和经济性。基于此研究了备用配置方案的风险量化评价指标,进而提出了一种计及成本效益比的电网事故备用容量风险量化协调分配方法。该方法首先分析了区域成本效益比、功率缺额事故发生概率、备用成本、缺电成本等因素对系统备用分配的影响,并对事故备用配置及备用配置不足所带来的风险分别进行了量化,然后基于量化结果重新分配区域电网的事故备用容量。最后基于IEEE 118节点系统进行了仿真计算,验证了本文所提方法的有效性和合理性。     

旋转备用对电网可靠性的影响及优化配置研究

旋转备用(Spinning Reserve,SR)的不同分配方案会导致不同的电网可靠性水平。从改善大电网运行可靠性的角度出发,综合考虑机组类型和爬坡速率、元件可靠性参数、网络拓扑结构以及传输容量限制等因素,将SR的优化分配纳入到最优负荷削减模型中。利用该模型不等式约束中控制参数的拉格朗日乘子的物理意义,推导出系统电力不足期望对各机组备用容量的灵敏度表达式,提出了根据该灵敏度结果进行备用优化配置的启发式思路。同时以SR成本与用户停电损失之和最小为目标,通过同步联合优化确定SR的总量与配置方案。RBTS测试系统的仿真结果表明了所提方法的有效性和正确性。     

考虑大规模风电并网的电力系统旋转备用容量优化模型

随着风电穿透功率的增加,电力系统的运行风险不断提高,传统的确定性旋转备用容量配置方法存在较大的局限性。在研究风电出力概率分布特点的基础上,建立了风电机组可靠性模型;计及风电出力预测偏差、负荷预测偏差、常规发电机组故障停运等不确定因素,兼顾系统运行的经济性和可靠性,提出了考虑大规模风电并网的电力系统旋转备用容量优化模型。通过算例分析验证了该模型的合理性和有效性。对含风电场的电力系统运行具有一定的参考价值。     

考虑爬坡功率有限平抑的高渗透率光伏电网储能配置策略

随着光伏发电渗透率的提高,电网需有较大调频备用容量应对光伏功率的随机大幅波动。储能系统(ESS)的快速充放电能力能够对光伏发电出力的大幅波动进行快速平抑,以减小电网调频所需备用容量。但目前储能成本相对较高,无法完全依赖储能来应对光伏功率的大幅度爬坡。为此,文中首先提出了利用有限容量的储能实现光伏爬坡功率有限平抑的控制策略,对光伏出力大幅度波动进行有效平抑。然后,考虑电网调频容量需求与储能配置容量的相互制约关系,建立了ESS投入后调频成本计算的数学模型,并以等效收益最大为优化目标实现ESS能量容量和功率容量的优化配置。最后,利用遗传算法对优化模型进行求解,并通过某高渗透率光伏电网验证了该方法的有效性。     

含风储联合单元的电力系统有功和备用多目标协调优化模型

在含风储联合单元的电力系统中,为利用储能可调空间优化系统运行,提出储能在跟踪风电出力计划的同时参与备用的风储运行模式。在以场景集计及系统不确定性因素的基础上,推导出系统风险期望和风储出力偏差期望表达式,为解决系统风险、风储出力偏差和系统运行成本间的矛盾,建立以系统风险最小、风储出力偏差最小和系统运行成本最小的多目标有功与备用协调优化模型。仿真分析表明,所建模型有利于提高系统运行的经济性和可靠性,且有利于降低风储出力偏差,使风储联合单元的运行优化兼顾了系统整体的安全性和经济性。     

考虑备用共享的互联电网备用容量分配方法

计及电网互联,针对备用在区域电网间不同的分配方法对系统可靠性和经济性的影响,提出了考虑备用共享的互联电网备用容量分配方法。考虑区域互联、事故概率、备用成本、缺电成本等因素对备用分配的影响,提出一种计及成本效益比的备用分配方法;考虑事故发生的概率和后果,并对备用配置及备用配置不足带来的风险分别进行量化,提出备用配置的可靠性和经济性评价指标。最后通过某一实际互联电网进行算例仿真,验证了方法的有效性和合理性。     

计及可靠性的日前旋转备用容量评估指标

在日前发电计划中,对旋转备用容量进行合理配置是保障电网安全可靠运行的必要手段。在分析大规模新能源接入、特高压直流输电馈入等条件下电网旋转备用需求特征的基础上,分析了传统可靠性指标用于旋转备用容量评估的适用性,提出了T_r电力不足期望值、非事故备用满足概率、事故备用满足度等日前旋转备用容量评估指标,并对日前旋转备用容量评估的数据需求和处理方法进行了分析,最后,基于区域电网历史数据通过算例论证了文中所提出的旋转备用容量评估指标及旋转备用容量需求计算方法的有效性。