基于时序生产模拟的新能源消纳评估系统设计及应用

介绍基于时序生产模拟技术开发的新能源消纳能力评估系统,该系统针对大规模新能源进行精细化生产模拟,模型考虑了影响新能源消纳的多种内外因素,能充分把握新能源随机运行方式,给出新能源出力波动性及随机性对电网安全性、可靠性与经济性的影响,定量分析新能源发电量、切除电量及相应的容量可信度.该系统在某地区电网中得到应用,并获得了可靠的评估结果,实用性得到了论证.     

基于时序生产模拟的新能源年度消纳能力计算方法及其应用

随着中国风电、光伏等新能源高速发展,不断提高电力系统新能源消纳水平、降低弃风、弃光电量成为电网调度机构面临的重大挑战。新能源年度消纳能力计算是提前预估电网新能源消纳空间、优化年度运行方式安排、做好新能源消纳工作的关键环节。分析了新能源消纳能力计算的研究现状,提出了基于时序生产模拟的新能源年度消纳能力计算方法,建立了含机组启停机约束的混合整数规划模型,开发了新能源生产模拟仿真软件,并基于2015年一季度实际数据验证分析,证明了所提方法和模型的准确性和适应性,在开展新能源富集的“三北”地区年度消纳能力计算实际案例研究的基础上提出了相关建议。     

基于线性潮流的新能源电力系统时序生产模拟技术

随着电力系统中新能源占比的不断攀升,为了准确评估地区电网新能源消纳能力,提出了基于线性潮流的电力系统时序生产模拟技术,在传统时序生产模拟模型基础上,进一步考虑线性化后的输电网潮流约束,同时采取电力时序生产模拟与线性潮流计算的迭代关联法对模型进行求解。最后以改进的IEEE 30节点系统作为算例,进行新能源消纳分析,结果验证了模型的可行性和有效性。     

考虑潮流断面约束的电力系统随机生产模拟

给出一种基于等效电量函数法并考虑关键潮流断面约束的随机生产模拟方法.首先,简单介绍了等效电量函数法的基本原理,分析了常规模型由于未考虑断面约束而存在的不足.结合电网实际运行情况,根据有无电量交易和断面构成情况,划分了潮流断面类型并构建了相应数学描述模型.基于此,给出了等效电量函数法中不同类型断面的处理方法,设计了相应的随机生产模拟计算流程.IEEE RTS算例仿真结果表明关键潮流断面的存在显著影响系统运行的可靠性和各机组发电量,在随机生产模拟中应予以详细考虑.     

大规模新能源集群接入弱电网的消纳能力评估方法

高比例新能源接入区域系统强度弱,已经逐步成为制约新能源消纳的重要因素,因此亟需提出一种适用于新能源集群弱电网系统的新能源消纳能力评估方法。首先基于容量短路比指标计算方法,并以临界短路比指标约束建立了新能源消纳能力与新能源并网点系统强度之间的关联,阐述了弱电网系统制约新能源消纳的机理,并分析了无功补偿方式对弱电网系统新能源消纳的提升机理;然后,在传统时序生产模拟算法基础上,加入短路比约束,提出一种考虑短路比约束的时序生产模拟模型,以准确评估弱电网系统新能源消纳能力。最后,结合我国“三北”地区某新能源汇集送端系统工程,开展了基于短路比约束的弱电网系统新能源消纳评估应用研究,并进一步量化分析了各无功补偿方式对新能源消纳提升的效果。     

基于非时序模型的新能源消纳能力评估方法

随着风电和光伏装机容量的快速增长,弃风和弃光问题日益突出,开展新能源消纳能力研究,建立消纳能力量化评估体系对电网调度的运行和控制工作有着重要的意义。文中提出了一种基于非时序分析模型的新能源消纳能力量化评估方法。该方法基于概率分析理论,首先利用阿基米德Copula函数构建了新能源理论出力的概率分布,通过负荷特性构建了系统新能源消纳空间的概率分布,进而得到了系统新能源弃电功率的概率分布。然后,再通过新能源弃电功率的概率分布计算得到新能源弃电率,评估系统的新能源消纳能力。最后,基于EPRI 36机组系统验证了所提方法的正确性和有效性,并分析了负荷、新能源装机容量、常规机组调峰率以及备用水平对弃电率的影响。     

新能源消纳影响因素的贡献度评估模型

准确评估新能源消纳影响因素的贡献度是制定新能源消纳解决措施的重要依据之一。总结2017年中国新能源消纳取得的成就,从源、网、荷、市场机制等方面分析影响新能源消纳的主要因素,将影响因素进行量化建模,建立基于时序生产模拟的新能源消纳影响因素的贡献度评估模型。以甘肃电网风电消纳为案例,评估2017年各种影响因素促进风电消纳的贡献度。分析表明,在负荷增长、跨区外送、省间电量交换、备用容量共享、省内断面能力提升、自备电厂替代交易等多种因素的共同作用下,2017年甘肃风电消纳状况明显改善,其中负荷增长的贡献度最大,其次是跨区外送和备用容量共享。     

考虑断面约束的多能源电力系统时序性生产模拟

传统电力系统随机生产模拟方法难以描述新能源发电机组时序特性以及计算与时序特性有关的电力系统运行指标,导致生产模拟的准确性欠佳.提出含风电、光伏、水电、火电、光热及储能的多能源时序性随机生产模拟方法.将系统运行调度策略与随机生产模拟中各类型机组的加载顺序相结合,计及电力系统网架断面约束,充分保证新能源的优先消纳.为保留电...     

基于时序仿真的新能源消纳能力分析及其低碳效益评估

从新能源消纳角度出发,对影响大规模新能源并网低碳效益的关键因素进行了理论分析,以新能源限电率作为衡量新能源并网的低碳效益评估指标。基于此,综合考虑风光出力特性、负荷特性、机组调峰特性、供热机组热电耦合特性、开机方式和电网输送能力等因素,建立了计及大规模风能和太阳能发电的年度时序生产模拟仿真模型。该模型是混合整数规划问题,采用分支界定法对其进行求解。以某省级电网为例,对影响电网低碳经济因素进行量化分析,计算结果验证了所提时序仿真模型的合理性及理论分析的正确性,对中国低碳经济要求下的网源规划及政府相关政策的制定具有重要指导意义。     

基于时序运行模拟的山东电网光伏发电消纳能力评估

我国可再生能源持续快速发展,装机规模不断扩大,其中光伏发电已成为我国电源增长的主力。随着光伏发电装机规模的快速增长,多种制约因素导致的弃光限电问题突出,阻碍着光伏产业的健康可持续发展。研究未来大规模光伏发电并网条件下的光伏消纳能力,有助于引导光伏发电的科学规划和合理布局。提出了基于时序运行模拟的可再生能源消纳特性分析方法。通过光伏发电出力序列重构技术和对电力系统详细网络拓扑模型及线路约束的精细化建模,能够实现对未来高比例光伏发电接入电力系统背景下光伏发电消纳能力的精细化量化评估。最后利用所提方法对山东电网2025年光伏发电消纳能力进行了评估。结果表明光伏发电装机规模扩大到规划装机的2倍时,弃光比例仍将保持在合理水平。     

间歇式新能源消纳评估常用方法分析

随着我国能源需求和环保意识的提升,以风电、光伏等间歇式新能源为代表的绿色能源装机容量持续上升。大规模间歇式新能源消纳受电源、网架及负荷等多方面因素影响,为提升新能源的开发利用率,须采用合适的消纳评估方法对消纳情况进行分析。解析法反映了间歇式新能源消纳问题的本质,文中首先阐述解析法的数学模型,并结合解析法的运用对该方法进行评价。然后,梳理时序生产模拟法及随机生产模拟法的原理及运用情况,这2种方法是以解析法原理为基础,分别针对建模时对间歇式新能源消纳的时序特性、随机特性考虑不足而提出的改进方法,虽然这2种方法的运用仍存在各自的局限性,但相较于解析法,两者的求解精度均有了较大提升。最后,结合现有技术对未来间歇式新能源消纳评估方法研究进行展望,为评估方法建模、运用及改进等提供参考。     

基于非时序生产模拟的风电消纳评估方法

准确的消纳能力评估对于风电发展规划具有重要意义,但在规划阶段难以获取详实的时序风电出力数据,典型的时序消纳评估方法难以适用,亟需研究根据有限的风资源概率特性数据进行消纳能力评估的方法。基于随机生产模拟原理,提出了一种以风电电量消纳最大化为目标的泛函极值模型和基于启发式方法的实用化评估算法。该方法仅需要风资源的概率分布信息,可较好解决规划阶段风电数据源有限的难题,且计算速度较快。基于我国北方某大型风电基地2014年实际运行数据及2020年规划数据,进行了仿真分析。通过2014年实际风电消纳结果及仿真结果的对比验证了所提方法的正确性,然后针对2020年规划数据分析了风电电量消纳与装机容量的饱和趋势,并定量研究了灵活性措施对风电消纳的促进作用,为风电规划提出了建议。     

基于REPS的青海新能源消纳能力计算方法研究

新能源并网规模的迅速增长带来了不容忽视的弃风弃光问题,对新能源消纳的量化计算成为指导新能源有序并网和健康发展重要的参考依据。介绍了当前主流应用的新能源消纳计算方法和思路,分析了时序生产模拟仿真方法在计算新能源消纳中的应用模式,基于新能源生产模拟系统(REPS)介绍了新能源消纳计算的流程,最后以青海某年电网数据为计算案例,给出新能源生产模拟系统的计算结论和灵敏度分析结果,并提出提高计算准确性的方法。新能源消纳计算的相关结论对全面分析来年新能源消纳形势、研究各项消纳措施对促进新能源消纳的成效、指导新能源合理有序并网减少弃电等具有重要的参考价值。     

面向网络节点的新能源高占比系统消纳阻力精细化评估

随着新能源装机容量的不断提升,新能源高占比系统弃风弃光问题严峻,开展新能源消纳问题研究,精确定位新能源消纳阻力对提升新能源消纳措施的制定有重要意义。文中提出一种面向网络节点的电力系统新能源消纳阻力精细化评估方法。首先,基于潮流追踪算法将网络节点潮流划分为常规机组注入、新能源注入和负荷流出三部分;其次,从网络节点角度建立调峰、调频及节点电压偏差约束与新能源消纳的数学关系模型,计及三者耦合关系分析网络节点弃电情况;然后,构建基于网络节点的新能源消纳阻力评估模型并求解,定位系统中新能源消纳的关键节点,明确各节点新能源消纳制约因素并量化新能源消纳阻力;最后,基于改进IEEE 39节点系统设计算例,验证了评估方法的有效性。所提评估方法可为电力部门采取措施以提升新能源消纳提供依据。     

考虑频率安全约束的西北电网新能源开发及直流外送规模评估方法

新能源的快速发展,给系统带来调峰困难、抗扰动能力下降等问题.为了支撑新能源合理规划建议,亟需评估电网能承载的新能源上限.该文结合西北电网能源结构和网架特点,梳理新能源开发和直流外送规模研究的思路框架;推导考虑频率安全约束的高比例新能源系统指标,包括一次调频容量与稳态频率偏差、频率响应特性与暂态频率偏差和直流送出规模与系...     

大规模新能源区域互联消纳能力分析及综合评价方法研究

随着新能源基地并网容量的急剧增加,基于长距离区域互联特高压直流电网输送电力的方式将极大地促进新能源在更大空间区域范围内的消纳。针对中国未来新能源大规模、大范围输送配置趋势,提出送受端新能源区域互联消纳能力分析模型,从满足送受端系统净负荷爬坡需求角度提出了送受端电网系统灵活性综合评价方法。以国内某两条跨区直流为对象,结合直流灵活调整运行方式,针对不同直流调整运行方式,进行了情景方案对比分析,并实证对比分析了直流通道采用跟随送端新能源出力特性送电曲线时具有较优的经济性和社会效益。实证结果表明,所提出的模型与方法可为大规模新能源区域互联电网综合评价与生产模拟提供一种有效的模式。     

雅中—江西直流投产后江西新能源消纳能力分析

随着江西新能源发电机组装机比重快速提升,调峰需求不断增加,受用电市场规模小、调峰资源有限等因素影响,新能源消纳问题不容忽视.文中预测了"十四五"发展情况,分析了雅中—江西直流运行特性及对系统新能源消纳能力的影响,测算了雅中—江西直流投产后"十四五"规划新能源装机的消纳情况以及不同利用率下的光伏装机空间,为江西电网新能源...     

考虑稳态和动态有功平衡约束的新能源消纳综合评估方法

随着新能源占比的增大,电网调峰能力和频率稳定问题已成为新能源消纳的主要制约因素,提出一种考虑调峰、频率稳定以及机组调节性能等稳态、动态平衡条件约束下的新能源消纳能力综合评估方法。考虑联络线调峰,计算电网的新能源渗透率。通过应力和寿命之间的关系计算出机组频繁调节下的寿命损耗,分析对新能源接纳能力的影响。并把频率稳定作为重要约束条件,分析不同类型扰动例如一般扰动和严重故障限制下的新能源消纳水平。分析结果揭示了不同因素下的交互制约关系,提高了评估新能源消纳能力的系统性和适应性,并给出了相关建议。