并网光伏电站置信容量评估

衡量光伏发电的置信容量是大规模光伏电站接入电网时需要考虑的问题之一。以光伏发电接入后系统可以减少的发电容量来评估光伏发电的置信容量,建立了考虑不同天气类型概率、最大辐射强度、云遮波动以及温度系数波动的年光伏出力波动模型。提出了基于序贯蒙特卡罗仿真的电力系统发电可靠性的计算方法,并以光伏发电接入前后的系统电力不足期望(loss of load expectation,LOLE)为基础,建立了目标函数,并用粒子群优化算法搜索光伏发电接入后系统的常规机组组合,使系统的可靠性水平与光伏发电接入前保持一致。某标准算例的仿真计算验证了上述模型和方法的正确性和有效性。     

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.     

大规模光伏发电并网概率潮流计算及对电网的影响

随着并网光伏发电容量的规模越来越大,光伏发电固有的波动性和不可控性导致其大规模并网时会使潮流分布发生变化甚至潮流反向,对电网的安全稳定运行造成影响。建立了光伏发电系统的潮流计算模型,以IEEE14节点系统和西北某省级电网系统为研究算例,对含光伏的电力系统进行概率潮流计算,全面分析了不同光伏接入容量、不同光伏接入点及不同光伏出力相关性的情况下大规模光伏并网对系统潮流的影响。结果表明光伏接入容量越大,电压及支路潮流的波动和越限概率也越大,光伏接入点将影响系统网损及光伏极限接入容量,并发现光伏接入对系统潮流的影响具有方向性,且光伏电站出力相关性不可忽略。所得结论可为电力系统新能源规划与运行提供决策参考。     

光伏发电参与电力平衡的可信容量分析

光伏发电是新型能源体系的重要组成部分,“十四五”期间我国光伏发电装机规模快速增长。光伏发电与天气强相关,随机性和波动性强,高比例光伏并网加大了电力系统平衡难度。通过详细分析高温天气下光伏发电出力特性,指出高温天气下光伏发电具有较高的日间顶峰能力,基于可信容量分析论证了提高极端高温天气下光伏发电参与电力平衡的合理性。最后计算验证了提高极端高温天气下光伏发电可信容量可降低日间电力平衡缺口,给出了光伏参与电力平衡的相关建议。     

采用盒式鲁棒优化的并网光伏电站极限容量计算

针对光伏发电出力的不确定性,提出运用鲁棒优化理论来研究并网光伏电站的极限容量问题。采用盒式鲁棒优化方法,建立系统运行约束条件下的光伏电站极限容量优化模型,模型中以太阳辐射强度作为不确定参数,通过其变化范围来描述光伏发电出力的不确定性,依据优化对偶理论,将模型转化为确定性的线性规划问题,然后进行求解。某46节点系统的仿真计算结果表明,不同的并网节点、扰动范围对光伏电站极限容量有明显影响,验证并网光伏电站极限容量的盒式鲁棒优化模型的可行性和有效性。     

基于随机模型的光伏发电置信容量评估方法

随着光伏发电在电网中穿透功率水平的不断提高,光伏发电的置信容量评估问题逐渐成为电网规划中关注的新热点。针对光伏发电与电网负荷的不确定性,文中在序贯小时确定性模型的基础上建立了光伏出力与电网负荷的随机模型,利用序贯小时确定性模型反映光伏出力与电网负荷以及光伏电站之间在长时间尺度上的相关性,采用秩相关系数来描述短时间尺度上的相关性,提出了一种可处理随机变量相关性的基于拉丁超立方采样的光伏发电置信容量评估方法。通过对IEEE-RTS 79系统进行评估,验证了所提出方法的有效性和准确性。     

计及分时电价的光伏发电置信容量评估

光伏电源出力具有随机性、波动性和间歇性,对电力系统具有一定负面影响。通过采用峰谷分时电价措施引导用户来改变用电方式,对负荷曲线产生修正作用,使负荷与光伏出力变化趋势接近,提升两者之间的相关性,从而提升光伏电站的置信容量。在含有光伏发电的IEEE-RTS79系统中引入分时电,进行随机生产模拟,在计入光伏与负荷随机波动的情况下,对采用分时电价措施前后的系统可靠性进行评估;采用序贯蒙特卡洛法计算可靠性指标,采用弦截法得出接入光伏的置信容量,验证了分时电价措施提升光伏出力置信容量的效果。     

考虑光伏出力与负荷相关性的光伏电站容量可信度评估

光伏发电容量可信度是衡量光伏发电对电力系统可靠性贡献的重要标准。提出一种计及光伏出力与负荷相关性的光伏发电容量可信度的计算方法。首先,根据光伏发电昼夜特性,建立白天、黑夜分时段出力模型;其次,采用离散联合概率分布构造刻画光伏出力与电网负荷相关特性的联合多状态模型;最后,利用非序贯蒙特卡洛模拟方法计算得到系统可靠性指标和光伏发电容量可信度。基于等LOLE和等LOEE准则,计算了RBTS系统增加光伏电站后的光伏发电容量可信度,结果表明所提出方法的正确性和实用性。     

考虑天气不确定性的光伏电站置信容量评估

光伏发电由于具有间歇性和波动性,一般认为只有能量价值而没有容量价值,但在光伏电站并网后电力系统的发电可靠性会有所提升,这表明光伏发电也具有一定的容量价值,如何衡量其置信容量是大规模光伏电站接入电网时需要考虑的问题之一。文中提出了一种评估光伏电站置信容量的计算方法。首先,根据1年中天气情况建立考虑不同天气概率、最大辐射强度、云遮蔽以及温度波动的年光伏电站输出功率波动模型;其次,采用了基于序贯蒙特卡洛仿真的电力系统发电可靠性计算方法,在此基础上应用弦截法进行光伏电站置信容量的迭代求解,并将数理统计中的检验2个大子样均值相等——u检验的假设检验方法引入到迭代求解的收敛性判据之中;最后,应用可靠性标准算例的仿真计算,证明了所述方法的正确性和有效性。     

光伏接入系统的小干扰稳定灵敏度分析及其应用

针对光伏并网对系统小干扰稳定的影响,提出基于随机响应面法和摄动法的阻尼比灵敏度求取方法.以光伏出力波动的随机激励作为摄动量,通过摄动法求解光伏在不同节点并网的阻尼比灵敏度;根据阻尼比灵敏度的大小筛选最佳的光伏并网节点,通过优化方法确定光伏发电的接入位置和容量,得到光伏发电的最佳接入方式.以New England 10机39节点系统和西部某省实际电力系统为例验证所提方法的有效性.     

含光伏电站发电系统可靠性评估方法研究

近年来光伏发电并网容量不断增加,如何准确评估其对发电系统可靠性的影响具有现实意义。综合考虑光伏出力具有的昼夜日周期性和季节时序特性,提出了一种基于最优分段和多维聚类算法的光伏出力建模方法。首先根据光伏每天有效出力时间长短为原则,采用Fisher最优分段算法,对其年时序出力进行最优分段;然后利用模糊c均值聚类技术对每一时间段逐一进行聚类分析。使得光伏出力的建模更细化,能较好地保留了其局部特性。以IEEE-RTS测试系统为例,针对宁夏某光伏电站实测出力数据,采用该方法将年评估时间尺度智能划分为5个时间段,并在各时间段上量化分析不同光伏容量对发电系统可靠性的影响。计算结果证明了该方法的有效性,对光伏电站的并网容量规划具有重要指导意义。     

基于模拟退火粒子群算法的并网光伏容量置信度评估

为了准确衡量光伏发电对配电网的贡献,提出一种基于模拟退火粒子群算法的并网光伏容量置信度评估方法。首先采用时序Monte Carlo法对常规机组进行状态抽样,生成常规机组的全年可用容量序列,进一步计算系统电力不足期望;然后在此基础上,以光伏接入前后系统的可靠性保持不变为目标,采用模拟退火粒子群算法求解并网光伏置信容量;最后,通过对IEEE-RTS79系统进行算例仿真,验证该评估方法的有效性。     

不同配置模式下分布式光伏发电并网接纳仿真

针对分布式光伏发电的间歇性、不确定性特点,解决其并网接入给配电网带来的难题,提出不同配置模式下分布式光伏发电并网接纳计算方法,通过构建分布式光伏发电接纳容量计算模型,以最大光伏电站接入总量为优化目标,以旋转备用容量、常规机组爬坡速率、网络传输等为约束条件,分析电网侧、分布式发电侧两种配置模式下储能参与电网电压调节的能力,展开分布式光伏发电并网接纳计算.仿真计算分析结果表明:天气状况可干扰分布式光伏出力情况,日间输出功率差异显著;储能配置在电网侧模式比储能配置在分布式发电侧模式的配电网分布式光伏发电接纳效果提升30％左右.     

考虑网络传输约束的并网光伏发电消纳容量计算

光伏发电出力具有间隙性和不确定性,其并网接入给电力系统运行带来了巨大的挑战。针对大规模并网光电消纳容量计算问题,构建了一种考虑网络传输约束的消纳分析模型。该模型以最大化光伏电站接入总容量为优化目标,以光伏电站容量及常规机组的启停状态和出力为决策变量,考虑网络传输约束和抽水蓄能电站的特定约束,其本质属于一个混合整数线性规划问题,可采用CPLEX解法器高效求解。并将所提方法应用于某省级电网光伏发电消纳容量计算,验证了其合理性,且光伏电站消纳能力还受其接入位置和出力系数的影响。     

基于相似日和最小二乘支持向量机的光伏发电短期预测

光伏发电预测对于减小并网光伏发电系统对电力系统的影响具有重要意义。针对光伏系统的发电特性,根据影响光伏发电出力的因素,提出选取相似日的方法,通过计算分析相似度筛选出与预测日特征相似的历史数据,与天气数据一同作为预测模型的训练样本。利用最小二乘支持向量机(LS-SVM)进行光伏发电预测,并通过某微电网示范工程的光伏系统数据验证,计算分析了预测误差,结果表明该方法具有较高的预测精度,对光伏发电预测具有一定的参考价值。     

并网光伏电源输出有功功率优化

光伏发电输出功率不稳定,无法直接并网使用,需要增加旋转备用容量。为此,将混合储能系统加入并网光伏发电系统中,提出了配备混合储能装置的并网光伏电站结构,把混合储能系统及其充放电控制器看作是光伏系统的"直流电子负载",研究其工作特性。针对光伏发电存在的问题,分析了进行功率平滑的必要性,重点分析了利用混合储能进行功率平滑的原理及策略。通过编程计算,说明了在平滑前后光伏电源出力的变化以及混合储能系统的功率吞吐情况,验证了所提方法的有效性。     

计入光伏发电的电力系统分时段随机生产模拟

随着光伏发电并网容量的不断提高,其对电力系统规划运行,以及可靠性、经济性等方面的影响日益突出。利用自回归滑动平均(auto regression moving average,ARMA)模型对光照辐射强度进行预测,结合光伏出力特性和聚类理论建立了光伏出力多状态随机预测模型,并计入光伏系统自身故障的影响,基于等效电量函数法分时段对含有光伏的电力系统进行随机生产模拟。采用EPRI-36测试系统验证了分时段随机生产模拟方法的正确性,并基于此方法分别从经济性、可靠性等层面分析了光伏并网对电力系统的影响。     

计及不确定性的分布式光伏接入配电网极限容量评估

针对分布式光伏大量并网导致的配电网电压越限风险增加的问题,分析了不同天气类型下光伏出力特性,提出了基于光伏出力波动特性的广义天气类型聚类划分方法和基于净空理论的光伏出力时间序列模型构建方法。所构建的模型能反映实际光伏出力的时序性和波动性,建立了基于各时段节点电压越限概率与严重度函数的系统电压越限风险评估指标,据此提出采用混合逼近法求解配电网中分布式光伏的极限接入容量。最后,以典型IEEE33节点配电系统和南方电网某地区实际线路为例,分析了不同负荷特性、负荷水平和线路类型下的系统电压越限风险,从这三方面分别对分布式光伏接入配电网的极限容量进行评估。     

考虑光伏预测误差兼顾平抑波动的双层储能运行策略

为满足新能源发电并网要求、保证电力系统稳定运行,针对间歇性新能源发电的不确定性及波动性给电网设备稳定运行带来的安全问题,文中提出一种以补偿预测误差和平抑并网功率波动为目标的双层规划模型。首先,构建容量与误差满足率特性曲线得出最优储能容量,提高储能系统的经济性。其次,上层规划模型以预测误差最小为目标,建立储能系统充放电功率分配策略,并考虑储能电池循环寿命,设置非必要补偿值以避免其过充过放;下层规划模型以并网波动率最小为目标函数,采用模型预测控制算法对补偿后的光伏出力进行超前滚动优化控制,实现对光伏出力波动的平滑。最后,以上述模型为基础建立模型评估指标函数,以新疆某21 MW光伏电站为例进行算例分析,验证了策略的可行性。     

光伏发电系统暂态建模与等值

随着光伏并网电站的数量增多、容量增大,其对电网的保护与控制的影响不可忽略。建立光伏发电站的电磁暂态仿真和等值计算模型是研究其并网特性及对继电保护影响的基础。介绍了光伏电站接入电网的常见形式,建立了一种通过单级式逆变器并网的光伏发电单元模型,并利用在PSCAD/EMTDC上搭建的光伏发电系统电磁暂态仿真模型验证了其在稳态和暂态条件下的有效性。在此基础上,给出了一种由光伏发电单元组成的光伏电站的等值计算模型,并仿真验证了其有效性。