考虑可再生能源接入的综合能源系统规划评述与展望

建设多能耦合的综合能源系统是解决可再生能源消纳问题的有效途径之一。可再生能源的接入大大增强了综合能源系统的不确定性,如何合理分析并应对不确定性带来的影响是综合能源系统规划研究中的重要课题。文章首先总结了可再生能源接入下综合能源系统的典型结构。然后,梳理了综合能源系统多能负荷预测方法和多能流分析技术的研究成果,进一步从能源站规划、能源网络规划和站网联合规划3个方面归纳总结了考虑可再生能源接入的综合能源系统规划研究进展。最后,从可再生能源消纳新场景探索、考虑可再生能源接入的多能流分析技术、考虑多重不确定性的综合能源系统规划和考虑多能需求侧管理的综合能源系统规划4个角度展望了未来可能的研究方向。     

2012年美国新增机组容量中可再生能源占50％

2012年是美国可再生能源项目发展的标杆年．新增发电装机容量中．清洁能源技术占50％．其中风电增加了13．124GW．太阳能光伏发电增加了3．313GW,     

平滑可再生能源发电系统输出波动的储能系统容量优化方法

光伏、风力发电等可再生能源(renewable energysources,RESs)具有随机性、间歇性等特点。为了抑制RESs输出波动对电网的不利影响,提出了用于平滑RESs发电系统功率输出的储能系统(energy storage system,ESS)容量优化确定方法。利用离散傅里叶变换(discrete Fouriertransform,DFT)对RESs输出功率进行频谱分析,基于频谱分析结果,考虑ESS充放电效率、荷电状态(state of charge,SOC)及RESs发电系统目标功率输出波动率的约束,确定所需ESS最小容量。采用美国华盛顿州实际观测风速数据及日本东北电力公司风电场接入电网20min有功功率波动规范(最大波动率为10%),在一风力发电系统中对该方法进行了验证。算例结果表明采用该方法能够以较小的容量将风机输出最大波动率由61.7%降到9.9%。     

接入可再生能源的多端口铁路功率调节器

为实现铁路系统与可再生能源系统的互惠互利,提出了一种可再生能源接入的多端口铁路功率调节器(MP-RPC),实现了铁路系统的就地取电和负序补偿.提出并分析了 MP-RPC 5种经典运行模式下的潮流管理策略.MP-RPC的关键部件是三端口隔离DC/DC转换器,可以用于隔离和功率传输.最后,在实验室搭建了牵引供电平台和仿真样...     

可再生能源发电

〈电网故障下双馈感应式风力发电系统的无功功率控制策略〉;〈联网风电机组风速-功率特性曲线的研究〉;〈水电-风电系统的小干扰稳定分析〉;〈基于PMSG风力发电系统的最大功率追踪控制〉     

高渗透率可再生能源接入系统中储能应用综述

具有间歇性和波动性的可再生能源大规模接入系统给电网电能质量、安全稳定等方面带来不利影响,储能技术为高渗透率可再生能源接入系统提供了解决方案。在梳理现有储能装置类型及其典型应用的基础上,给出了储能从电能存储环节到电能变换环节的基本模型、从单点控制到多点协调控制的控制策略,分析了储能在高渗透率可再生能源接入系统中平抑功率波动、参与峰荷管理、提升传输能力、改善电能质量、参与系统调频、增强系统运行安全性等方面的应用场景,并从装置开发、优化规划、运行控制和运营模式等方面探讨了储能大规模应用的发展趋势,分析了其对能源互联网发展的推动作用。     

基于全概率公式的含风电配电系统概率潮流计算

针对风电出力不满足正态分布的特点,对风电出力分段离散化,并将多个风电场的离散化结果进行组合得到系统风电出力状态的所有组合,将问题转换为求解风电注入功率确定的多个条件概率分布问题。利用全概率公式整合多个条件事件的原点矩以计算系统状态变量的期望和方差。基于所有条件概率分布满足正态分布的特点,将所得的多个Gauss函数按全概率公式累加的方法得到同时考虑风电随机性和负荷随机性的概率密度函数,摒弃了传统的Gram-Charlier级数拟合概率密度函数的方法。以IEEE 33节点配电网络接入多个风电场为例对所提方法进行验证,并与多个抽样规模的蒙特卡罗模拟法进行对比,结果证明所提方法具有与千万次抽样的蒙特卡罗模拟法等同的精度。     

基于大规模可再生能源接入的直流电网技术分析

直流电网技术是解决我国大规模可再生能源并网问题的有效技术方法之一。针对大规模可再生能源接入传统交流电网带来的稳定性问题,参考国内外直流电网技术研究成果,深入分析直流电网的特点和适用性,提出利用直流电网网架结构在我国发展大规模可再生能源。结合中国能源和负荷的实际地理分布深入探讨可再生能源在中国未来发展模式,并指出了直流电网目前亟待解决的关键性问题。     

可再生能源发电

〈海上风电传输系统概况〉；〈1．5MW变速恒频风电机组控制系统及变流器的研究〉；〈风电技术现状及发展趋势〉；〈基于恒速风电机组的风电场并网过程仿真〉；〈双馈风力发电机组网侧变换器电压空间矢量滞环控制〉；     

可再生能源发电

《英国波浪发电设备及其系泊系统的研究》；《风电产见发展中存在的问题与解决策略》     

可再生能源发电介绍

介绍了小水电、风力发电、太阳能发电、地热能发电、生物质能发电、海洋能发电等可再生能源发电的发展概况,分析了可再生能源发电存在的问题以及相应对策,阐述了可再生能源发电的发展前景与规划,得出可再生能源发电产业能解决我国西部及边远地区的供电问题的结论。     

风-光-沼可再生能源发电的电源有效接纳容量评估

为解决可再生能源发电存在间歇性问题,提出一种风-光-沼可再生能源发电的电源有效接纳容量评估方法。基于风-光-沼可再生能源发电系统结构特点,以成本经济性和供电可靠性为目标,以系统稳定性、电量供需均衡性及各微电源输出功率最大值为约束条件,建立电源有效接纳容量评估模型。采用改进粒子群的电源双层规划方法,求解电源有效接纳容量评估模型,通过自适应变异粒子群解决粒子群优化算法易陷入局部最优解情况。利用2个粒子群优化算法的交互迭代规划电源上下两层,求解最佳电源有效接纳容量。以L省某负荷中心为实验平台展开算例分析,结果表明:该方法具备风-光-沼可再生能源发电电源有效接纳容量评估可行性和有效性,通过协调控制可以保证负荷中心稳定运行。     

新能源电力系统概率预测理论与方法及其应用

高比例新能源已成为中国电力系统发展的突出特征,间歇性新能源发电的不确定性给电力系统安全与经济运行带来极大挑战.准确可靠的供需预测是新能源电力系统分析与运行控制的基础,传统确定性预测难以消除预测误差,概率预测可实现对预测不确定性的有效量化,为电力系统分析与运行控制提供关键信息支撑.文中对新能源电力系统概率预测理论与方法及...     

基于线性最优潮流的电力系统新能源承载能力分析

随着能源结构的深化调整,可再生能源在电力系统中的渗透率逐步提高,而其出力的波动性和随机性对电力系统的稳定运行带来了新的挑战.科学地评估电力系统对新能源的承载能力,对于含高比例新能源电力系统的规划和运行具有重要意义.建立电力系统中新能源承载能力的线性最优潮流(optimal power flow,OPF)模型.针对电力系...     

计及分布式发电的配电系统随机潮流计算

近年来,分布式发电技术大量引入.诸如风力发电和太阳能发电这些依赖于自然条件的发电方式会出现出力随机波动的情况,而因此造成的系统电压越限等问题日益显著.基于此,文中重点研究了分布式发电中的风力发电和太阳能发电的随机出力对配电系统电压质量的影响,建立了风力发电和太阳能发电的随机分析模型,将此模型引入到接有分布式发电的IEEE 34配电系统中进行随机潮流计算,得到了节点电压概率密度曲线及系统年期望电压越限小时数.文中还将风力-太阳能混合发电系统与单独风力发电系统进行比较,得到了前者更有利于提高系统电压质量的结论.     

计及主动配电网转供能力的可再生电源双层优化规划

在主动管理(AM)模式下,提出了一种考虑主动配电网转供能力的可再生电源(RES)优化配置模型。以年综合费最小为上层目标,每个场景的配电网运行费最小为下层目标,该模型计及了系统故障负荷的转供和包括RES出力切除、RES功率因数调整、有载调压变压器分接头调节和需求侧管理在内的4种AM措施。考虑RES出力随机性及负荷波动性,利用准蒙特卡罗模拟和奇异值分解生成风、光荷相关性样本矩阵并采用模糊C-means聚类对场景进行缩减。应用动态小生境差分进化与原对偶内点算法相联合的策略对模型加以求解。通过算例对比是否考虑AM措施和转供能力下的三种情境仿真结果验证了模型和方法的有效。     

含分布式电源的配电网风险评估技术

安全、可靠接纳风电、光伏发电等分布式电源是未来智能配电网的重要功能之一,文中主要研究含分布式电源的配电网风险评估算法.首先引入事故后能量损失率指标和事故后用户损失率指标来描述系统故障概率和故障后果严重程度,并对引入分布式电源后的指标进行修正;然后结合分布式电源的出力概率模型和负荷概率模型,采用馈线分区方法,得出接入分布式电源及储能装置后的配电系统可靠性及风险评估指标;最后利用美国PG&E69节点配电系统对本文算法进行了验证.     

Optimal Placement of Intermittent Renewable Energy Resources and Energy Storage System in Smart Power Distribution Networks

This paper presents an efficient strategy to optimally allocate renewable energy sources (RES), primarily wind and solar photovoltaic (PV), and energy storage system (ESS) in electrical distribution networks with a goal of minimizing costs and active power losses. The proposed planning strategy is used to determine the number of possible and optimal locations for the hybrid RES–ESS system. This paper further presents a control scheme to optimally dispatch the output of ESS, which increases the effective utilization of RES by reducing their day-ahead forecast errors in order to minimize the deviation between forecasted and actual values. In our proposed strategy, the location that produces the least overall power losses complying with the system constraints is considered as the optimal one. In order to evaluate the effectiveness of the proposed method, this paper considers a case study of a 16-bus test system that comprises of several loads, wind farm, PV, and ESS. The test results demonstrate that by determining the optimal bus location for the RES–ESS system, overall power losses as well as peak load can be significantly reduced.     

计及灵活资源调节潜力的高压配电网新能源接纳能力评估

风电、光伏并网装机容量的快速增长给电网的安全运行带来了巨大挑战,挖掘电网灵活性资源是保证新能源健康发展的有效途径。为此,提出了一种计及灵活资源调节潜力的高压配电网新能源接纳能力评估方法。首先,基于模糊C均值聚类算法生成风电、光伏和负荷典型场景集;然后,计及配电网水电和网架的灵活性,综合考虑系统的正常运行状态和N–1预想故障状态,以配电网新能源接纳能力最大为目标函数建立新能源规划模型;最后,选取某地区110kV高压配电网进行算例分析,验证了所提模型及方法的有效性。     

海岛可再生独立能源电站能量管理系统

建立可再生独立能源电站是解决无电网海岛的能源短缺问题,并促进这些地区经济发展的重要举措.文中介绍了珠海市担杆岛研建的一个风能、太阳能、波浪能3种可再生能源以及备用柴油机组成的混合发电站.采用了海水淡化装置作为可控负载,在可再生能源能流密度较大、电力过剩或淡水紧缺时,投入海水淡化装置,利用多余的电力制造淡水,解决海岛淡水不足的问题.为了更合理地管理能量,设计了基于上、下位机的可再生独立能源电站的能量管理系统.该系统对蓄电池的电压和电流信号进行实时监测,以此估算蓄电池的储能状态,对能流进行控制,并利用全球移动通信系统(GSM)模块TC35i,把电站的状态信息发送到相关人员的手机上.运行结果显示,能量管理系统提高了可再生能源的利用率,延长了蓄电池的使用寿命,为海岛独立能源发电站的高效、稳定运行提供了有力的保障.