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。     

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。     

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。     

基于关键断面辨识的复杂级联电网日前调度优化

为解决新能源最大化消纳与预留运行断面潮流裕度之间的矛盾,实现电网运行效益提升、促进清洁能源消纳和确保电网安全稳定运行三项目标间的有序协调,提出了一种基于关键断面辨识的复杂级联电网日前协调优化方法。统筹考虑新能源与负荷两方面主要不确定性因素,提出了级联电网中断面越限风险评价指标,以辨识制约新能源消纳的关键断面。在坚持全局协调优化的基础上,根据关键断面分布,合理预留各调度机构的运行断面潮流调节资源。以新能源消纳和系统运行效益最大化为目标,并考虑关键断面调节能力充裕性等约束条件进行模型优化。结果表明：该方法能够有效实现安全、经济、清洁等目标有序衔接,在提升运行断面潮流安全性的基础上,有效提升级联电网系统的清洁能源消纳能力。     

基于随机生产模拟的新能源消纳能力评估方法

近年来,我国新能源发展迅速,新能源发电随机性强、可控性弱,部分地区新能源消纳矛盾突出。考虑新能源出力和电力负荷的随机性和波动性,准确评估未来年/月电力系统的新能源消纳能力,对促进新能源消纳具有重要意义。该文提出一种基于随机生产模拟的新能源消纳能力评估方法,使用服从一定分布的离散型随机变量描述新能源出力和消纳空间的随机性,通过概率分布间的运算,实现新能源电力系统的随机生产模拟,快速求解新能源消纳功率和限电功率的离散概率分布,并进而得到评估周期内的新能源消纳电量和限电电量。使用该文方法计算我国北方新能源装机容量大省2019年的新能源消纳能力,结果表明,该文方法与时序生产模拟法计算结果基本相同,计算速度大幅提升,能够满足实际应用要求。     

基于WGAN风光资源场景模拟和时序生产模拟的新能源电源容量配置

针对多能源电力系统中新能源电源容量配置问题,考虑到风光资源的不确定性,提出一种基于Wasserstein生成对抗网络(WGAN)的风光资源场景模拟和改进时序生产模拟的新能源电源容量配置模型。采用WGAN模拟大量风光资源场景,用K-medoids聚类削减得到若干典型场景,并提出综合评价指标对典型场景进行评估分析;综合考虑多能源电力系统的运行特性,基于改进时序生产模拟的线性规划模型,构建以经济性最优为目标的新能源规划模型。某地区实际电网算例仿真结果验证了所提模型的有效性以及对提高新能源消纳的显著效果,给出了新能源电源容量配置方案。     

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.     

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.     

考虑可调综合资源的新型输电网规划研究

传统输电网规划按照年度最大负荷且不考虑新能源利用来规划电网项目,容易造成投资偏大、利用率不高等问题.为提升新能源消纳水平,提高电网规划运行效率,提出考虑可再生能源、需求响应资源、储能等可调综合资源的新型输电网规划模式,并引入新能源置信容量评估方法以及考虑需求侧资源的负荷预测方法两种关键的规划方法,进而以某市级220 k...     

计及风险备用约束的输电网风储容量双层优化

提高规划方案在电网调度运行中的适用性,是提高新能源消纳能力的有效解决措施之一。提出一种计及风险备用约束和多能源机组组合调度约束的输电网中风电场与储能电站联合配置的规划方法,充分利用电网灵活性资源调节能力并探索峰谷电价政策下的储能调峰盈利模式,综合考虑火电煤耗运行成本、风电弃风功率、储能建设成本与调峰收益、切负荷风险。采用双层优化方法,在外层基于向量序优化理论对配置方案做多目标评估筛选,在内层建立基于确定性备用约束的粗糙模型和基于N-1故障的概率性风险备用约束的精确模型的机组组合消纳运行模型。IEEE-RTS24节点系统算例结果证明,所提优化方法可平衡计算精度与计算速度,提高输电网的新能源规划、消纳和风险应对的能力。     

考虑发电侧成本的新能源消纳能力评估

随着近几年新能源装机容量的快速增长,弃风、光问题变得愈加严重。如何有效评估新能源消纳能力已成为宏观决策部门与新能源发电企业十分关心的问题。考虑了系统调峰能力等约束条件,提出一种基于时序生产模拟的新能源消纳能力评估方法。通过核算新能源发电企业在全寿命周期内的投资与运行费用,得出新能源企业在不同盈利水平下相应的弃新能源比例,并以该比例作为评估新能源消纳能力的指标。以西部某省为例,对该省2016年新能源消纳能力进行评估,得出在不同弃新能源比例下的新能源装机容量和消纳电量,验证了方法的合理性和有效性。     

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。     

多区域新能源接纳能力评估模型研究及应用

在传统调峰平衡和生产模拟分析方法基础上,提出一种基于混合整数优化的多区域新能源接纳能力评估模型,该模型将各区域可接纳的新能源装机规模作为决策变量,综合考虑新能源出力特性、各类型发电机组特性、输电断面、供热、机组组合等一系列运行约束的情况下,实现运行模拟和各区域可承载新能源装机规模的联合优化,可有效评估一定限电比例要求下可接纳的新能源装机规模。基于所提模型对中国“十三五”新能源接纳能力进行了评估,得到了基准情景、火电灵活性改造放缓情景和高电力流情景下全国各区域新能源接纳能力,并给出了促进新能源消纳的相关建议。     

兼顾区域自律和消纳品质的配电网新能源消纳能力分析方法

为降低新能源发电随机不确定性导致配电网对主电网的强烈功率扰动,提高电力系统新能源多层次有序消纳能力,提出新能源配电网利用可控资源实施区内自律管控的输配协调消纳策略,研究在配电网资源给定条件下满足区域自律特性和消纳品质的新能源合理消纳能力分析方法。首先,阐述配电网自律运行实施策略,提出描述自律运行能力的性能指标;构建配电网新能源消纳容量优化配置模型,建立基于储能、柔性负荷和网络重构手段的配电网满足自律约束的运行行为模型,并采用遗传算法进行求解;提出考虑法纳品质的新能源消纳能力评估指标,并采用年时序仿真手段分析配置方案综合性能。最后,以某城市经济技术开发区为算例进行分析,验证了该方法的有效性及合理性。     

考虑新能源出力不确定性的可用输电能力在线评估方法

准确、高效地在线计算新能源送出断面的可用输电能力(ATC)对于在维持系统安全稳定运行的前提下提高新能源消纳能力具有重要意义提出一种考虑新能源出力不确定性的ATC在线评估方法,在各新能源电厂出力区间概率的基础上进行概率潮流计算,获得关键输电断面的功率区间及其概率;评估断面功率区间故障后新能源机组脱网和受端负荷损失情况,获得运行风险;以收益与运行风险差值最大化为目标获得断面的ATC值。某实际电网算例验证了所提方法的有效性.     

考虑输配协同的电网机组组合与技改计划联合优化模型

进行考虑输配协同的电网机组组合与技改计划联合优化,对于提高输配整体新能源消纳率、保障系统中短期可靠经济运行具有重要意义。分别构建输电网、配电网的机组组合与技改计划联合优化模型。针对中短期优化中新能源随机性较大的问题,采用机会约束规划进行处理并将约束转化为确定性约束。分析输配分立式优化、集中式协同优化、分布式协同优化求解模型的可行性,综合比较后采用基于目标级联分析法的分布式协同优化算法实现模型的输配解耦与并行求解。算例分析表明,所提模型能够合理安排输配电网的机组启停机状态及技改项目的施工计划,并验证了目标级联分析法对于解决输配协同优化问题的有效性。     

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...     

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。     

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。     

提升局部区域新能源外送能力的储能容量优化配置方法

局部区域内的新能源大规模集中开发会造成严重的弃电问题,配置一定规模的储能装置可显著减少弃电。文中基于时序生产模拟软件和概率统计分析方法研究了考虑新能源发电不确定性和弃电率约束的局部断面储能容量配置问题。首先,介绍了主流的时序生产模拟软件的算法框架;基于该软件在考虑新能源出力的不确定性下获取局部区域断面的弃电曲线。然后,考虑弃电率限制,利用恒功率法确定储能的初始配置规模,再对断面弃电时长进行累积概率统计分析以得到储能最佳时长;进而对储能进行优化配置,得到满足弃电率约束的储能最佳配置规模。最后,针对中国西北某省实际电网进行了算例分析,并对储能配置规模与新能源装机占比和新能源利用率开展敏感性分析,验证了所提方法在求解方面的便捷性。