考虑光伏发电功率波动性的AGC备用容量分析方法

提出了基于自回归模型的频谱分析方法来分析光伏发电功率的波动特性。为获取足够分辨率的数据,以美国可再生能源实验室(NREL)的气象数据模拟仿真光伏阵列的出力,并用于分析不同时间尺度和空间尺度的光伏发电站的波动特性,确定光伏发电波动分量集中的时间尺度。研究表明,不同时间尺度的光伏发电波动量受天气影响显著,且随着光伏电站的规模扩大,不同光伏电站的整体出力也趋于平滑;此外,光伏发电波动主要集中在5min的时间尺度。在此基础上,验证了采用t分布拟合关键时间尺度光伏发电波动量的概率分布效果良好,通过滚动平均法分离关键时间尺度的功率波动分量,并量化分析光伏发电并网引发的自动发电控制(AGC)备用需求。     

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。     

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。     

考虑动态备用需求曲线的电能量-备用耦合出清模型

电力市场中,价格帽等原因会导致缺失收入(missing money)和发电容量充裕度不足等问题.以美国得克萨斯州为代表的备用需求曲线是国外电力市场解决此问题的成熟方法之一,但得克萨斯州的曲线是相对静态的曲线,且备用价格增量推导原理未明确公开.为此,文中通过考虑可再生能源、负荷预测的不确定性,以及不同品种的备用产品,制定...     

考虑碳减排效益的可再生电源规划

针对风电、光伏等可再生能源的快速发展,给电力系统规划带来的显著影响,将各种能源发电的碳减排效益引入电源规划之中。首先介绍了风、光、水、火等各种发电形式的碳排放强度,结合单位CO2处理成本,得到各种电源的碳处理成本。在此基础上考虑风电、光伏出力的间歇性、波动性,在保证电力电量平衡的前提下,以发电运行成本、CO2处理成本最小为电源规划的目标函数,建立考虑碳减排效益的电源规划模型。最后,以IEEE 30节点测试系统结合我国某地区实际数据构造算例,应用蚁群算法求解,给出了不同工况下的规划结果,验证了所提出的模型与方法的合理性与有效性。     

光伏发电系统发电量的一种表征方法

随着光伏电源接入配电网的数量和容量的增加,光伏电源对配电网的影响日益显著。本文提出利用月平均每小时可用度和负载率来表征并网光伏发电系统对配电网和负荷的供电情况,从而了解光伏电源的平均性能。实例分析表明,月平均每小时可用度越小,光伏发电系统向电网注入的功率越小,而负载率越大,反之亦然。该方法可为在电力市场条件下的配电系统能量管理和调度的决策提供参考。     

一种新型的太阳光伏发电跟踪系统设计

太阳能发电已成为全球发展速度最快的技术,然而也存在着间歇性光照方向和强度随时间不断变化的问题,从而对太阳能的收集和利用提出了更高的要求.目前很多太阳电池板阵列基本上都是固定的,没有充分利用太阳能资源,发电效率低下.     

基于改进下垂控制策略的有功备用式光伏系统

随着电网光伏渗透率逐渐提高,迫切需要光伏发电系统主动参与电网频率调节,然而目前光伏发电系统多以最大功率跟踪方式并网,不具备有功调频能力.针对上述问题,提出一种基于变步长功率跟踪的有功备用式光伏发电系统,利用变步长功率跟踪使系统运行在有功备用模式,当电网频率扰动时通过修正直流侧电容电压调节光伏阵列的有功输出来参与一次调频.网侧逆变器采用改进下垂控制策略,通过引入角频率的微分负反馈虚拟惯量控制和直流侧电容储能特性模拟转子惯量环节弥补故障初期一次调频出力不足的问题,减小频率的跌落深度.通过仿真分析验证了所提控制策略无论在故障初期的动态作用还是一次调频过程中都可以提供更多的功率支撑,可以一定程度上替代同步发电机调频效果.     

一种实用的超短期光伏发电预测方法

为了实现光伏发电系统发电量的在线快速预测,提高光伏并网后电网的稳定性及安全性,本文提出了一种基于相似日典型变化趋势的超短期光伏发电预测方法。通过选择相似日,获得光伏发电功率的典型变化趋势,结合线性外推方法,得到超短期发电预测数据。最后,通过实际的算法案例进行验证,表明本文所用方法具有一定的推广价值。     

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。     

考虑源荷不确定性与碳减排的复合储能系统优化配置模型

在大规模光伏接入的清洁低碳型配电网建设背景下,为实现分布式光伏、负荷、储能设备与电网之间的协调运行,提升配电网的碳减排能力,针对光伏出力与负荷需求不确定性问题,提出了一种考虑源荷不确定性与碳减排的复合储能系统优化配置模型。通过对配电网内光伏和负荷特性进行分析,建立光伏出力与负荷需求不确定性模型;以复合储能系统综合成本最小、碳排放量最小、光伏功率波动平抑效果最好、能源利用效率最大为目标,基于概率的机会约束IGDT构建配电网复合储能系统优化配置模型,并进行求解;通过进行算例仿真验证所提复合储能系统优化配置模型的有效性。     

考虑大规模风电接入的备用容量计算

备用需求是日前发电计划优化中的重要约束,也是保障电网可靠运行的重要基础之一。随着大规模风电的集中接入,传统以高可靠性常规电源为依据的备用设置方法难以保障间歇性电源接入下的电网可靠运行。考虑大规模风电间歇特性,兼顾电网运行的安全性和经济性,采用聚类分析技术对风电功率预测数据进行筛选,建立风电功率预测误差与备用需求变化间的关联模型,得到风电接入后的新能源备用容量。实际系统算例测试验证了其有效性。     

考虑未来碳排放交易的需求侧备用竞价与调度模式设计

基于需求响应,对碳排放交易制度下需求侧备用的竞价和调度模式进行了探讨.提出了未来电力输送的过程还将是碳汇流的观点,并据此分析了基于碳交易的需求侧备用交易原理;其次根据可调度负荷、电动汽车和微网等需求侧备用资源的性质,分别建立了考虑碳交易机会成本的竞价模型;然后建立了包括碳汇流通和需求侧备用调度在内的日前调度框架,给出了...     

并网光伏发电工程的低碳综合效益分析模型

太阳能是一种清洁能源,发展太阳能光伏发电对于推动电力行业低碳化发展具有重要意义。研究了并网光伏发电工程的低碳综合效益评估模型和方法。首先从光伏发电收益、光伏发电成本、系统网损改善效益和系统备用容量成本四个方面,分析探讨了并网光伏发电工程的碳排放(减排)特性及经济效益,提出了相应的低碳效应模型和经济效益模型。进而结合光伏发电的低碳特性和经济效益,建立了光伏发电的低碳综合效益分析评估模型,提出了碳排放补偿时间的概念。基于典型运行数据的算例分析,验证了所提模型和方法的有效性。分析结果表明:并网光伏发电与常规发电相比,有很大的低碳综合效益优势。     

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。     

考虑碳足迹与交易的分布式光伏发电成本分摊

随着分布式光伏发电补贴的逐渐降低以及无补贴平价上网进程的推进，分布式光伏发电项目盈利率逐渐降低，影响了发电侧投资的积极性，减缓了清洁发电和分布式能源的建设步伐。在全寿命周期下追踪分布式光伏发电项目的碳排放，将光伏发电产消者（photovoltaic power generation prosumer， PPGP）这类典型分布式光伏发电商纳入碳交易，拓展了其发电成本的分摊途径。文章构建了分布式光伏发电成本分摊博弈模型，通过 MOEA/D-DRA 算法求解各决策量的均衡解，并实现发电成本在发电侧和用户侧的最优分摊。经算例分析说明了碳交易可有效提高发电侧的收益，PPGP在对就近消纳的用户采取优惠措施时，需综合考虑碳价折扣和电价折扣对发电成本回收年限的双重影响。     

计及光伏发电相关性的多重积分法概率潮流计算

光伏发电相关性以及波动性会对系统的运行产生影响,因此需要通过计及光伏出力相关性的概率潮流(probabilistic load flow,PLF)计算来获取系统运行特征量的统计信息。文中提出采用改进Nataf变换处理光伏相关性。在传统Nataf变换基础上,结合三阶多项式正态变换简化其计算。同时,为解决PLF的输入和输出变量之间非线性关系带来的计算复杂性,提出采用多重积分法(multiple integral method,MIM)和Gram-Charlier级数,仅需在少数输入点处进行潮流计算即可得到输出量统计特征的高精度结果。对IEEE 39节点系统进行仿真计算,结果验证了所提算法的有效性、准确性、计算高效性。与半不变量法的对比则验证了半不变量法的局限性以及MIM法的优良性能。