一种考虑备用影响的光伏发电碳减排量计算方法

光伏电站实际的碳减排量计算对于光伏电站的规划和光伏产业的发展有着重要作用。随着光伏电站规模的不断扩大,光伏出力波动给系统所带来的不利影响也愈加突出。为减轻这种不利影响,需要在系统侧配备必要的旋转备用,而这部分备用所增加的碳排放理应计入光伏发电的碳减排量中。文中对青海省格尔木地区龙源光伏电站实测功率数据进行了分析,给出了基于曲线波动特征的光伏功率曲线分类算法,该算法根据曲线波动情况将光伏发电曲线分为4类,分别对应晴天、阴天、少云和多云气象条件,并给出了各类气象条件下光伏发电功率的统计量。在此基础上,进一步给出了考虑备用影响的光伏发电碳减排量计算模型和计算方法,该模型和方法可根据电站位置、容量、历史气象数据快速计算光伏电站的碳减排量。     

光伏发电容量可信度分析

随着光伏发电站大量接入电网、光伏发电容量在系统中的比例不断增大,光伏发电对系统的影响也随之增大。光伏发电站接入电网改变了电力系统的规划和备用容量,同时也为调度带来了困难。光伏发电对电力系统发电可靠性具有一定的贡献,如何衡量光伏发电的容量可信度是电力系统规划和评估光伏发电必须解决的关键问题之一。根据光伏发电容量可信度的定义,给出了几种光伏发电容量可信度评估方法,通过对不同比重和不同负荷特性下的光伏发电容量可信度分析,得出了光伏发电容量可信度的决定因素。对光伏电站接入电网的运行调度有一定的指导意义,同时为政府部门以及电力运行规划部门制定相关政策提供科学依据,具有重要的理论和工程实践价值。     

光伏发电与水电AGC比较

光伏发电的增速正加快,但太阳能的随机性、间歇性直接影响着电网的安全稳定,光伏AGC的建设势在必行。本文通过对光伏和同样身为清洁能源的水电的比较分析,探讨了光伏AGC的控制方式、控制策略和功率预测,并且讨论了水光互补的可行性和优点。     

考虑发电备用容量的输电网规划

在系统中留有一定的发电备用容量是确保电力系统安全可靠运行的重要措施之一。文中建立了考虑发电备用容量的输电网规划模型。该模型以线路投资成本最小为目标,引入任意一台发电机故障时系统的安全性约束以确保该故障下系统的发电备用容量可以被充分利用从而维持系统的安全性;引入网络可用传输能力约束以确保负荷增长时系统的发电备用容量能够有效传输到负荷点从而维持系统的安全性。使用改进的贪婪随机自适应搜索算法求解新模型。6节点、46节点系统算例的计算结果验证了所述方法的正确性和有效性。     

光伏并网发电功率波动与对策

分析了光伏并网发电功率波动对电网可能造成的危害及储能型光伏并网系统的运行工况,提出了并网功率的给定方法,即以光伏阵列输出功率进行低通滤波后的值作为参考并网功率,还详细分析了低通滤波器的设计、双向DC/DC变换器的功率控制,最后进行了仿真研究。仿真结果表明,采用此控制策略可以有效控制功率的波动,减小其变化率,即使光照波动较大,光伏系统输出的电流波形也很好,储能系统随着光伏阵列发出功率的波动而改变功率流动的方向和大小。     

125MW机组功率自调用于自动发电控制（AGC）的实践

HGT-W微机型功率自动调节装置,作为电网自动发电控制（AGC）系统中的发电厂端单元控制调节装置,由我厂与江苏省电网调度所、电力部南京自动化研究院系统所合作开发,于1995年5月安装于我厂~#8（125MW）机组,经调试投入试运行,并经不断改进、攻关、完善,于1996年4月,自动按调度日负荷曲线调节机组有功功率投人运行,以后该装置相继在~#9、~#10、~#11机组上投入正常运行,实现了我厂自动发电控制。     

光伏发电系统定功率输出模式研究

针对白天光伏电站输出功率大于需求、并网系统调频调峰等,可能要求光伏电站短时间内运行于定功率输出模式的情形,对定功率输出模式进行了理论分析,并提出一种基于改进电导增量法的定功率输出控制方法,该方法原理简单,易于实现,不依赖于系统模型,因此适宜应用于改善光伏电能质量及提高光伏并网系统的稳定性。对所提方法进行了仿真分析,结果证明了所提方法的快速性、稳定性和有效性。     

光伏发电三点比较法最大功率点跟踪控制器

分析了“电压扰动法”光伏发电最大功率点跟踪控制在光照强度变化时电压波动大的问题内在原因,提出了“三点比较法”光伏发电最大功率点跟踪控制器能够较好地解决这个问题,研究了“三点比较法”光伏发电最大功率点跟踪控制器的工作原理与特点.     

考虑光伏的备用容量替代配置优化模型

在新能源环境下,负荷需求与新能源发电的不确定性对备用容量对提出了更高的要求,新能源与备用替代日益受到关注。根据电量不足期望值（expected energy not supplied,EENS）与备用容量的关系,确定了电力系统备用总量,并采用优先分配方式在多类型的发电机组中分配备用容量。基于EENS与运行成本,构建光伏发电系统替代火电机组的综合替代效益评价指标,以综合替代效益评价指标的数值最小化为目标函数,构建考虑光伏发电系统替代火电机组参与备用运行的电力系统备用容量优化模型。并用分段线性理论对具有二次特性的目标函数进行线性化处理,采用分支定界算法求解构建的非线性整数规划问题。以IEEE-30系统作为实例,计算结果表明,光伏发电系统替代火电机组参与备用运行,可以降低综合替代效益及备用容量。     

考虑电池荷电状态的光伏功率分段平滑控制方法

针对光伏发电系统出力波动问题,结合光伏功率短期预测技术,提出电池储能的光伏并网功率分段平滑控制方法,包括基于电池荷电状态(state of charge,SOC)反馈的储能系统充放电功率控制和储能系统并网变流器的双环控制。根据功率预测值和并网功率平滑度的要求设定各分段并网功率目标值。在考虑储能系统最大功率约束、SOC约束和并网功率1 min内最大变化幅值约束基础上,对储能系统的充放电功率进行实时调节,从而得到较为平滑的并网功率。仿真结果表明,相比于日调度,分段调度降低了对储能系统容量的需求,所采用的SOC反馈控制也减少了电池SOC超出正常工作区间的时间,避免了电池的过充和过放。     

光伏电站分层分布式自动功率控制技术

当前含有组串式逆变器的光伏电站,因单台组串式逆变器容量相对集中式小得多,同等容量情况下总逆变器数目大增,这给近年普遍含有组串式逆变器的大型光伏电站厂站自动功率控制系统带来了控制计算、存储容量不足和指令通信下发阻塞严重等问题。为此,文中提出了在中间层增设方阵自动发电控制(AGC)的分层分布式AGC系统结构。文中研究了光伏方阵AGC一体化产品技术实现方案、方阵AGC的功率分配算法与策略,并分析给出了方阵AGC与厂站AGC系统的协作配合策略。工程现场应用测试及仿真分析结果表明所提技术能有效解决当前大型组串式光伏电站AGC系统存在的问题。     

一种考虑风电渗透率变化的AGC方法

新能源发电渗透率的提高给传统自动发电控制(automatic generation control,AGC)带来了新的挑战。数据研究表明,风电渗透率的改变会对AGC系统的参数产生影响,在此基础,提出一种基于系统补偿的AGC方法,在AGC参数不能及时在线整定的情况下,能降低对系统稳定性的影响。首先,构建含有风电的区域互联AGC系统模型;然后,讨论了当风电渗透率发生变化时,AGC系统参数的调整依据;在此基础上,设计补偿环节与传统模型预测控制器(model predictive controller,MPC)形成串联结构,以消除当风电渗透率发生变化时,由于参数不匹配对AGC效果的不利影响;最后,通过仿真验证了所提方法的可行性和有效性,仿真结果表明:当风电渗透率发生变化时,通过补偿环节参数的调整能够有效消除其对系统参数的影响,从而获取更好的频率控制效果。     

太阳能光伏-光热联合发电的优化运行模型

光伏发电发展迅速,其间歇性与波动性使传统机组频繁处于深度调峰状况,借助光热电站可有效缓解。从光伏光热发电特性出发,建立了光伏光热联合发电模型,并对其接入后的电力系统进行优化。以光伏光热联合系统的收益最大以及跟随负荷能力最大为目标,并采用权重法对目标函数进行处理,可知优化模型满足光伏光热电站的主要运行约束与传统安全约束。IEEE 30节点的算例结果证明了该模型的有效性与可行性。     

A Method for Presuming Total Output Fluctuation of Highly Penetrated Photovoltaic Generation Considering Mutual Smoothing Effect

Mutual smoothing effect of renewable energy (RE) is quite important because the amount and cost of countermeasures for maintaining soundness of power systems highly depend on evaluation of the effect. In spite of its importance, there is as yet no established method to evaluate the effect. The authors present a method for presuming the total output fluctuations of highly penetrated RE from a few measured data considering the effect. By analyzing the measured data, existing photovoltaic (PV) output fluctuations are revealed to be coherent at slower swing periods and random at faster swing periods. To represent the PV’s output fluctuation tendencies, a “Transfer Hypothesis” is introduced. A “Constant Transfer Swing Period Hypothesis” and “–20 dB/dec Slope Hypothesis” are also introduced. These hypotheses are verified by direct and indirect methods using the measured data. Only 3 sites’ data are able to presume total fluctuation of 15 sites successfully. The relationship between distance and the transfer swing period for every 2 sites out of the 15 sites agrees with these hypotheses. Finally, the authors show the total fluctuation presumption of highly penetrated PV deployment in the Hokuriku region using the proposed methods. © 2013 Wiley Periodicals, Inc. Electr Eng Jpn, 186(3): 31–42, 2014; Published online in Wiley Online Library ( wileyonlinelibrary.com ). DOI 10.1002/eej.22327     

分布式光伏发电并网功率直接控制方法

能够集成有功发电、无功补偿和谐波抑制功能的分布式光伏并网发电系统对改善电网末端地区的供电质量、增加供电可靠性有重要作用.针对传统解耦控制对网络参数敏感的缺陷,旨在提出一种改进的光伏发电并网功率控制策略,即直接控制.该方法考虑了RLC滤波器的阻尼问题,根据分布式光伏发电的并网功率模型得到其运行区域图,并确定运行表,然后参照并网点电压从运行表中选择合理的运行点及对应的控制参量,对输出的有功、无功功率实现直接、统一控制,从而起到调节电网电压的作用.算例表明,直接控制方法原理清晰、控制简便,对配电网供电质量能起到较人的改善作用.     

电厂网控系统AGC的实现方案

介绍了在网控系统中配合调度中心实现自动发电控制(AGC)的几种方案;包括传统的硬接线方案及在综合自动化系统中的通信方案。分析了这些方案的优缺点,并提出了今后的发展前景,即通信方式必将替代硬接线方式,厂站端系统的功能越来越强,扮演着越来越重要的角色。     

Optimal Weekly Operation Scheduling of Pumped Storage Hydropower Plant Considering Optimal Hot Reserve Capacity in a Power System with a Large Penetration of Photovoltaic Generation

In recent years, a large amount of photovoltaic (PV) generation capacity has been installed in power systems. However, the power output from the PVs is random and intermittent in nature. Therefore, PV generation poses many challenges to power system operation. To estimate the impact of these issues on power system operation, we propose an optimal weekly demand and supply simulation method considering large penetration of PV generation. In this paper, an operation scheduling method considering optimal hot reserve capacity is studied. The effectiveness of the proposed method is shown by using Monte Carlo simulation.     

考虑风电-光伏功率相关性的因子分析-极限学习机聚合方法

针对风电和光伏时序数据单独聚合改变风电-光伏序列相关性的问题,提出因子分析-极限学习机聚合方法.首先,将z-score标准化的风电-光伏原始日场景集分解为水平分量日场景集和波动分量日场景集.其次,对水平分量日场景集进行近邻传播聚类,得到K类场景簇,再通过分层抽样获取2n天的水平分量日场景集.在标准化的风电-光伏原始日场景集中选取对应2n天的原始日场景集,分别得到n天的训练集和n天的测试集.然后,通过极限学习机获取水平分量日场景集和原始日场景集之间的映射关系,输出拟合功率日场景集.最后,通过反标准化,分别得到n天的风电和光伏功率的聚合序列,并通过概率统计指标、相关系数、仿真计算结果验证所提方法的准确性和可行性.     

一种新的AGC机组绩效考评方法

提出了一种新的自动发电控制(AGC)机组绩效考评方法。该方法用控制区总的发电功率与基准出力之差和频率误差的相关系数作为控制区自动发电控制性能的指标,并以系统频率误差的平方为标准,构成控制区AGC的总任务描述,总任务的描述在本质上与现行的控制区控制性能标准保持一致,例如北美可靠性协会颁布的控制性能标准(CPS)。然后根据AGC中每个机组的分配系数分解总任务,并构成单台机组的考核标准。进一步,给出了发电指令超限时的修正方法。文中给出了该方法的原理分析及仿真结果,结果验证了该方法的正确性。     

考虑光伏出力间歇性的微电网故障辨识方法

在光伏高比例接入的孤岛微电网中,太阳辐照度变化将导致光伏出力明显波动,继而影响微电网线路故障电流变化趋势。对于不同辐照度光伏出力,如何准确完成微电网故障辨识是微电网故障保护研究面临的一个重要问题。针对这一问题,首先建立了含有光伏发电的典型微网模型,分析了孤岛模式下太阳辐照度变化对网内故障电流的影响;然后利用快速小波能量熵(wavelet energy entropy,WEE)算法提取线路故障电流的暂态特征,继而选取简洁清晰的暂态特征并构建故障综合样本集;最后,利用典型故障样本集对极限学习机进行训练,形成一种新的考虑光伏出力间歇性的微网故障辨识方法。算例仿真结果表明所提方法既能精确提取不同辐照度下微网故障的暂态特征,又可准确地实现故障辨识,为微电网故障分析和保护提供了技术支持。