改进光伏模型及其在微网可靠性评估中的应用

新能源发电系统的准确建模是分析新能源并网稳定性、安全性与可靠性等方面影响的关键因素。针对光伏发电系统可靠性影响分析,本文在详细分析现有光伏发电系统可靠性模型优缺点与适用范围的基础上,提出了一种综合考虑容量、温度及辐照度等运行条件约束的改进模型。为分析其对微电网可靠性评估的影响,设计了基于时序蒙特卡罗状态抽样法的可靠性评估流程,并对含光伏发电系统的微网进行了可靠性评估验证。理论分析与评估结果表明,改进模型使得评估结果更为严格,且实际输出功率方差较之现有模型有所减小,能在一定程度上加快蒙特卡罗法评估的收敛速度。     

考虑风电并网的发电充裕度评估方法的比较

介绍了解析法、状态抽样法、状态持续时间抽样法3种可靠性评估方法的原理;提出了解析法和状态抽样法中考虑风电机组随机停运时的风电场建模方法,并与状态持续时间抽样法中的相应建模方法进行了比较;分别采用3种方法对风电接入前后RBTS和IEEE RTS79系统的发电充裕度指标进行了计算。算例分析表明,在风电机组独立停运的假设下,风电机组的强迫停运率对系统发电充裕度的影响较小;3种发电评估方法评估结果接近,其中状态持续时间抽样法具有便于计入风电机组强迫停运率、风电接入后系统的评估时间不会显著增加等特点,更适合进行风电并网后的大规模电力系统的可靠性评估。     

高比例新能源电力系统可靠性高效评估和薄弱环节辨识方法

新能源渗透率的提高可能诱发供电中断的风险,使电力系统的运行可靠性降低,传统的中长期可靠性评估方法难以满足运行可靠性评估的时间需求。本文提出了一种电力系统运行可靠性高效评估算法,揭示了电力系统运行可靠性指标与风电出力不确定性因素的解析函数关系,避免不确定性因素变化时可靠性的重复计算。首先,基于隐马尔可夫模型对风电出力的分布特性进行建模;然后,通过状态枚举-混沌多项式展开方法建立可靠性指标与风电出力间的解析函数;最后,基于解析函数实现对实时风电出力下的新能源电力系统运行可靠性的高效评估及薄弱环节辨识。以修改的IEEE-RTS79系统为例进行分析计算,验证了所提方法的有效性。     

运用统计数据分析发电设备存在的主要问题

文章对宜宾发电总厂１９９６年二季度的运行统计，用可靠性指标和方法进行了分析。找出了发电设备存在的主要问题和影响可靠性指标的原因。针对所存在的问题，提出了改进的措施和要求。     

基于多状态概率模型的新能源消纳能力分析

新能源发电装机规模日益增加,客观评价电网消纳新能源的能力是提高新能源渗透率又保证系统安全稳定运行的重要条件。本文基于新能源联合出力多状态概率模型,考虑系统调峰容量约束,利用新能源装机规模、损失电量及消纳电量在无约束情况下新能源理论可发电量中的占比等指标来综合评估电网的新能源消纳能力,进而提出一种基于多状态概率模型的新能源消纳能力分析方法。对某省2020水平年规划电网新能源消纳能力进行了实例分析,统计历史年新能源出力概率分布,并依据该统计结果求取了风电、光伏联合出力概率分布,利用该省电源、负荷等规划数据测算了系统剩余调峰容量,进而评估了新能源消纳能力,分析了状态数选择对分析结果的影响,验证了所提出方法的正确性和有效性。     

计及新能源特性的配电网评估指标及其隶属度函数的研究

为了评估新能源的出力波动性、间歇性以及分布特点对配电网的影响,提出两类对新能源特性进行量化评估的指标和方法。新能源并网特性类指标包括出力波动性、分散度、线路(主变)N-1校验贡献率,对新能源发电的并网品质、布局、形式进行了评估。配电网接纳能力类指标包括有效渗透率和电力平衡贡献度,对新能源发电的并网规模和调峰作用进行了评估。为了确定适用的隶属度函数和对应的归一化值,基于模糊综合评价法中专家打分法的思想,提出了"隶属度函数模型+评分表"的归一化方法。通过在随州配电网中的应用验证说明了所提指标及其归一化,可以用来评价新能源发电接入方案对配电网的影响,具有一定的工程实用价值。     

基于时变因素的光伏发电系统可靠性评估

随着光伏发电的大规模发展,光伏电站的可靠性水平愈加受到重视。提出一种基于时变因素的光伏发电可靠性评估方法,通过分析光伏发电系统运行机理、元件失效模式及其对输出功率的影响,建立系统输出功率的概率模型,形成光伏系统可靠性评价指标,并构造光伏发电系统六状态空间模型。基于序贯蒙特卡洛方法,综合考虑气候条件、元件老化和光照强度,对某50 MW光伏电站运行可靠性进行评估。仿真结果表明,该模型及指标可有效反映系统的实际运行情况、出力水平和故障情况,为光伏电站运维提供支撑。     

计及新能源出力波动性的节点状态脆弱性评估

电网的状态脆弱性能够从运行状态角度反映电网所具有的抵御电压或频率扰动的能力.随着高渗透率可再生能源的接入,电力系统的运行方式和安全控制手段变得越来越复杂.有必要对现有的节点状态脆弱性评估方法进行改进,进一步考虑新能源机组特点及其出力波动性进行状态脆弱性评估.文章基于新能源电源并网点对外电网戴维南等值模型,提出一种新能源电源节点脱网免疫指标和计算方法,并在此基础上计及新能源电源出力的波动性,提出一种基于点估计法的新能源电源节点状态脆弱性指标.基于某省级电网实际算例对所述方法的正确性及有效性进行了验证分析.方法 能够对计及出力波动条件下的新能源机组脱网风险进行综合评估,可应用于对新能源电站不同接入方案的评估与规划.     

计及新能源影响静动态结合的电网脆弱节点辨识

随着新能源发电的快速增长,其所具有的随机性、波动性不确定给电网脆弱节点辨识带来了新的挑战。提出了一种考虑新能源不确定性的电网静动态结合的脆弱节点辨识方法。该方法在静态辨识中采用区间数表示新能源的不确定性,提出了基于区间直流潮流的最小切负荷模型计算各节点的区间静态脆弱性评估指标。在动态辨识中,提出基于单机等效延伸方法计算各节点的稳定性裕度,并根据稳定性裕度的正负对应计算各节点的动态脆弱性评估指标。最后建立基于熵权法的电网脆弱节点综合评估方法。IEEE-39节点算例仿真结果表明,该方法能准确快速地辨识新能源接入情况下电网中的脆弱节点。与已有脆弱节点辨识方法相比,该模型更符合新能源接入下电力系统实际运行情况。通过研究发现新能源的随机性、波动性不确定对节点脆弱性具有就近影响原则,为新能源电源在智能电网中的规划提供指导作用。     

2003年全国电力可靠性统计分析

通过对2003年全国220kV受以上电压等级输变电设施、城市用户供电可靠性及发电设备的可靠性指标的统计，对影响输变电设施、用户供电可靠性、发电机组可靠性的主要影响因素进行分析与评估。特别是通过近几年的指标分析比较，提出影响可靠性因素的变化趋势，为提高发电．输变电设施及供电用户可靠性提供了有益的依据。     

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。     

适应发电权交易的可再生能源有功控制策略

针对电力市场环境下的可再生能源发电权交易模式,提出了一种适应发电权交易的可再生能源有功控制策略。首先,可再生能源发电控制通过跟踪火电机组的下旋转备用,实现电网调峰责任共担,并提出可再生能源场站限电状态准确判别方法。然后,采用发电权分级控制与基于实时发电能力再分配的精确控制策略,实现可再生能源场站发电权交易电量的合理执行,并保证了可再生能源发电指标的最大化利用。宁夏电网的运行实践结果表明了所提控制策略在可再生能源消纳、发电权交易及广义联络线控制等方面的有效性。     

浅析风力发电

风能是一种清洁、廉价、储量极为丰富的可再生能源,大规模利用风力发电是减少空气污染,缓解能源短缺的有效措施之一。介绍了风力发电系统的两种形式和并网运行的频率控制、功率控制、发电机转速控制。最后,简要分析了风力发电的发展趋势。     

新能源发电模型统一化研究

随着以风能和太阳能为代表的大规模新能源发电装机容量在电力系统中所占比例越来越大,其对电力系统安全稳定深层次的影响日益凸显,分析这一影响的关键在于新能源发电系统的准确建模。立足于新能源发电系统建模现状,指出其模型统一化的必要性;回顾新能源发电统一模型的发展过程,综述其研究现状;在此基础上,提炼新能源发电统一模型的共性特征和适用范围,探讨其进一步完善和发展的方向,厘清下一步研究思路。认为模型的统一化是新能源发电建模技术的重要发展方向,也是新能源发电模型在包含新能源的电力系统安全稳定分析和相关研究中得到推广应用的基础和必要条件。     

基于相依关系的新能源功率预测场景生成及调度应用

新能源日前功率预测对指导电网计划编制具有重要意义,但目前预测水平制约了预测结果的充分应用,为此文中提出新能源功率预测的场景生成方法和预测结果纳入调度计划编制的思路。首先,通过对比分析新能源发电功率和预测功率的边缘分布,建立了揭示二者相依结构的Copula模型,并提出了基于相依关系的多预测场景建模方法。随后,通过分析预测偏差对供电平衡的影响,利用多场景下不同时段预测偏差的规律,提出了将预测可信度纳入省级电网调度计划编制的方法。相关成果已经在国家电网公司西北电力调控分中心得到实际应用,在新能源纳入备用的基础上,采取优化常规电源运行方式、合理组织交易互济等措施,2017年增发新能源电量为4.7 TW·h,降低了3%的受阻率,为新能源纳入电网调度计划编制提供了依据。     

含非粮生物质发电的微网动态经济调度

非粮生物质能能效优势明显,是未来重要的电能生产方式。文中主要对广西农村地区的非粮生物质发电特性和条件、负荷特性进行了统计分析,构建了沼气发电和蔗渣发电的数学模型;依据夏季和冬季不同的气候特点,考虑并网和孤岛两种运行方式,提出了包含光柴非粮生物质发电的微网动态经济调度模型。该模型在计及国家对可再生能源补贴价格的基础上,以发电成本最小以及联络线功率偏差最小为目标函数,其中夏季以沼气发电和光伏发电为主电源,冬季以蔗渣发电为主电源,柴油发电起到负荷备用的作用。算例结果表明,该模型可以全面评估分布式电源的经济性以满足用户多样化优化需求,为非粮生物质能源丰富的农村地区提供独立微网解决方案。     

风力发电技术及其发展趋势

风力发电技术是一种极具利用潜能的可再生能源发电技术。首先回顾了我国风力发电的情况,在此基础上分析了大型风力发电机组技术和小型风力发电技术。对于大型风力发电技术中使用的三种功率调节方式进行了探讨并且分析了保持风力发电机组输出频率恒定的变速恒频法。对小型风力发电机普遍采用的直驱式永磁结构进行了分析,最后展望了风力发电技术的发展趋势和前景。     

分布式发电作为备用电源的优化配置

通过计算不同分布式电源配置方案的年发电费用、用户停电损失、环保成本,建立了综合经济性、可靠性、环保性评估的分布式电源优化配置模型。基于电力不足概率对分布式电源配置方案进行可靠性评估,给出不同可靠性目标下的最优配置方案,并对用户不同停电成本对配置方案的影响进行了敏感性分析。同时,将分布式电源对环境的影响也纳入了优化评估中,考虑了SO2 和NOx 等各种污染气体的排放特性,以及不同地区环保成本差异对优化配置结果的影响。算例分析表明,该模型能够全面评估各种分布式电源的性能,并针对不同用户的可靠性和环保要求提出了最优配置方案。     

含海洋能发电的海岛微网能量优化调度方法

针对海岛微电网分布式电源和负荷的独有特性,以海岛系统运行经济性为目标,考虑新能源消纳因素,提出一种海岛微电网能量优化调度方法.首先在分析典型海洋能发电出力特性的基础上,建立了含风、光、柴、储、波浪能、潮汐能以及可控负荷的海岛微网能量优化调度模型;而后面向日前和日内2个时间尺度,采用CPLEX完成混合整数规划,利用日前调...     

基于CO2减排效益的风力发电经济性评价

环境的恶化迫使政策制定者们寻求可再生能源发电替代传统能源发电的新途径,但是高额的发电成本限制了可再生能源发电行业的发展。在考虑CO₂减排效益的情况下,利用2012年中国部分火力发电厂和风力发电场发电情况的有关数据,基于全生命周期法和年限平均法计算了火力发电和风力发电的综合成本。计算结果表明,在考虑CO₂减排效益的情况下,2012年风力发电的综合成本只比火力发电的综合成本高出0.027元/（kW·h）。当风力发电年度利用小时数达到并维持在2 200 h及以上时,风力发电的综合成本将低于火力发电的综合成本。