计及风光系统出力随机性的电压风险评估

针对风力发电和光伏发电并网后改变系统潮流大小和方向并对电网电压产生影响的问题,建立了风电和光伏出力概率模型,并使用Monte Carlo方法模拟了实际风速和光照辐照强度的概率分布区间,进而计算了风电和光伏的随机出力,并结合风险理论考虑风光系统出力随机性对电网电压风险的影响。以IEEERTS79标准测试系统为例,评估了风光系统接入容量及风光发电系统容量配置比例对电网电压风险的影响。算例的评估结果可为风光系统接入容量大小和风光发电系统容量配置比例提供参考。     

响应电网调度需求的光伏发电系统建模及运行控制研究

针对现有光伏仿真模型无法执行电网调度指令的问题,提出响应电网调度需求的光伏发电系统建模及运行控制方法。根据不同容量光伏系统组成结构搭建了基于DIg SILENT的适用于不同容量的并网光伏发电系统模型,以光伏发电系统响应电网有功需求时间最小化为期望目标,考虑光伏发电系统出力的随机性,通过调整直流电压控制信号响应电网调度需求,利用控制模块中的有功出力限制满足并网点频率约束条件,采用电导增量法优化了MPPT控制策略。仿真结果表明,在有电网调度需求时构建的模型能够快速地响应电网调度指令,在无调度需求时能够很好地实现最大功率跟踪或限制有功出力以满足并网点频率约束。     

鄂尔多斯新能源产业示范区的风光互补最优容量匹配

对鄂尔多斯新能源产业示范区多年风、光资源进行了汇总整理。介绍了风力发电和光伏发电出力的估算方法。根据估算结果,确定鄂尔多斯新能源产业示范区最佳的风电、光伏发电容量配置比例为5∶1,即50 MW的风电匹配10 MW光伏发电,出力相对稳定日变化比较小,电网更易接纳风电场的并网运行。     

光伏电站组件和运行方式组合及其容量优化配置研究

文章针对大规模并网光伏电站出力波动较大的问题,提出一种光伏组件和运行方式的组合及其容量优化配置的方法。该方法考虑光伏系统在典型天气下出力特性的互补性、初始投资成本、运行维护成本、占地面积等因素建立数学模型,从而进行容量配置。实例研究表明:与各组合的光伏系统单独运行时相比,最优容量配置方案可降低光伏电站出力波动34.63%~50.97%,降低平准化度电成本7.81%~10.31%;土地成本升高时,单位容量占地面积小的运行方式的容量配比逐渐增加;初始投资至少需要降低30%,方可使共和光伏实证基地平准化度电成本小于该地区最新上网指导电价。     

无储能并网光伏电站的出力调节方式

我国并网光伏装机总容量不断增加。在光伏电站无约束出力的情况下,我国电网的调峰能力将限制光伏的总装机规模。只有实现光伏电站与电网协调调度,光伏电站才能得到长足的发展。文章基于某1 MW并网光伏电站的实测数据,对无储能并网光伏电站的出力调节方式进行了探讨。     

适应大规模新能源消纳的网源协调系统控制优化研究

光伏发电、风电等新能源出力的波动性和随机性会造成发电系统输出功率随机波动,加重电网频率的调节负担,同时大规模新能源接入电力系统,会替代部分常规机组,进一步削弱电网的调频能力。首先阐述了大规模新能源并网后对电力系统频率响应的影响及电力系统对调频的需求,然后从光伏发电、风电等新能源,需求侧资源,储能系统等参与调频以提高电网调频能力方面进行了综述分析。结论表明,光伏发电、风电等新能源参与调频,需求侧资源与适当容量储能合理参与调频市场是提高电网调频能力的有效方法,随着调度技术的日益成熟、储能成本的降低,针对电网调频进行研究将具有更高的实际应用价值。     

光伏电站输出功率影响因素分析

光伏发电系统的发电量取决于太阳辐照强度和温度等因素,其输出功率的变化具有间歇性和不可控性,大规模的光伏并网应用将对大电网的稳定运行造成冲击。光储联合应用将有助于降低光伏电源的负面影响,为了协调配置光伏系统与储能系统,需要深入了解光伏发电系统的输出特性。首先分析了大规模光伏发电系统并网应用对电网带来的影响,进而介绍了光伏发电原理和影响光伏组件输出的因素;然后依托某100 kWp光伏电站的实际历史运行数据,基于统计学方法,从气象因素如日类型、太阳辐射强度和温度等影响光伏出力的角度,对光伏发电系统的输出特性作了定性、定量的分析,从而归纳了光伏输出特性,最后据此提出了光伏电站输出功率的评价指标。     

光伏并网与电能质量治理统一控制

为提高光伏并网系统利用率,并使其具备主动参与电网电能质量治理的能力,提出一种协调并网发电与网侧电能质量治理的统一控制策略。研究基于光伏组件出力的运行模式切换与直流侧电压控制方法,提出基于无功/谐波优先级的逆变器容量分配和指令电流合成策略。设计并研制基于FPGA+RT架构的并网控制器,构建DC/AC单级结构的光伏并网实验系统。实验验证统一控制策略的可行性和有效性,为分布式光伏电源可定制电能并网发电提供基础。     

光伏发电功率短期预测方法研究

煤炭、石油、天然气等不可再生能源的使用,严重降低了空气质量,光伏并网由于可再生、无污染以及资源丰富的特点受到了社会各界人士的喜爱,但是光伏并网发电系统会从许多的不同层面影响电网的电能质量。本文重点分析了分布式光伏发电并网系统,对低压配电网的数学模型进行推导,并且从电路基本理论角度分析光伏配电电源对配电网电能质量产生的作用,发现配电网电压波动与光伏电源容量和短路容量密切相关。     

混合储能辅助风电场平滑出力的功率配比方法研究

随着风电渗透率的增大,风电并网时对电网产生的波动也逐渐增大,采用储能系统对风电场出力进行平滑处理,可以使风电满足规定的并网要求.针对风电场出力波动成分的频率范围较宽的问题,采用混合储能系统(飞轮+电化学储能)进行不同波动频率成分平滑,提出一种运行数据驱动的混合储能容量配置方法,利用抗脉冲平均滤波法对风电场出力数据序列进...     

计及分布式发电的城市电网潮流变化规律研究

随着风力发电、太阳能光伏发电等分布式电源的并网运行,城市电网的潮流分布更加复杂。通过曲线拟合和特征值比较分析了负荷特性、风力发电和太阳能光伏发电系统出力特性及其对潮流分布的影响。仿真结果表明：城市电网的潮流分布受负荷变化的影响,同时具有规律性和随机性特征,太阳能光伏发电系统接人后会增强潮流变化的规律性,风力发电系统的接入则加大了潮流的随机变化。因此,在对城市电网进行潮流控制时,应同时考虑其变化的规律性和随机性特征。     

基于自适应功率阈值的电网辅助光伏制氢控制策略及容量优化配置北大核心CSCD

针对光伏变功率制氢无法维持在高效工作区间,造成欠经济运行的问题,文章提出一种兼顾效率和灵活性的光伏制氢控制策略及容量优化配置方法。首先以电解水制氢功率与效率模型为基础,提出基于自适应功率阈值的电网辅助光伏制氢控制策略,通过电网辅助吸收光伏多余电量或补充缺额电量,以电网年净出力为零为约束,计算出制氢设备的自适应功率阈值,确定制氢系统高效经济的运行方案,使制氢工作模式更灵活地响应光伏出力。最后建立电网辅助光伏制氢成本及收益模型,以系统净收益为目标对制氢系统进行容量优化配置。通过仿真验证,所提制氢控制策略及容量配置方法提高了光伏制氢变功率运行的产出效率,在低成本投资下,实现较高的产能收益,系统经济性显著提高。     

考虑系统调峰特性的风光消纳优化

由于风电和光伏发电受自然因素的影响较大,其出力具有随机性和波动性,将对系统的调峰能力造成严重影响。该文首先针对风电自身的出力特性,从系统调峰能力的角度对区域电网可以接纳的风电容量进行评估;然后根据风电和光伏发电在时间尺度上存在的互补性,建立以系统失负荷率最低和弃风、光率最小为目标的优化模型,利用改进惯性权重的粒子群算法对模型进行求解,得到最优的风电和光伏发电出力。最后,利用实际区域电网风电、光伏发电以及负荷的历史数据对该文所提方法的有效性进行验证,结果表明采用风光互补优化策略对风电和光伏发电的输出功率进行优化后,系统出力波动有所降低且消纳能力有明显提升。     

电网超短期运营约束下风电随机波动风险评估及平抑措施

针对风电并网后其随机波动性会给电力系统带来极大风险的问题,根据某风电场的实际数据统计出风电场输出功率瞬时波动特性,设计了基于机组AGC运行约束的电力系统实时发电计划模型,采用风险价值（VaR）方法评估了不同风电机组容量下风电场出力瞬时波动下的运营损失,并以简化的某电网模型作为算例进行了验证,进而提出相应的措施以平抑风力波动给电力系统带来的风险。     

电压骤升场景下光伏并网系统的小干扰稳定性分析

针对电网电压骤升后光伏电站并网点电压远高于额定值运行的场景,研究光伏变流器基于自身无功容量对并网点电压进行调节时光伏并网系统的小干扰稳定性变化。首先,从电力系统功率传输理论的角度推导得到并网点电压/无功灵敏度,给出并网变流器抑制光伏电站并网点电压升高的机理;其次,建立光伏并网系统的小信号模型,并据此对光伏系统无功电压调节前后进行特征值分析。研究结果表明,电网电压骤升后增加并网变流器吸收的无功功率有助于改善光伏系统的小干扰稳定性。最后,通过时域仿真验证了本研究结论及其理论分析的正确性。     

考虑柔性负荷的含光伏电力系统模糊随机优化调度风险研究

针对光伏出力和负荷的不确定性,利用柔性负荷削峰填谷、平抑光伏波动,将柔性负荷成本融入调度模型之中,建立考虑柔性负荷的含光伏电力系统模糊随机优化调度模型,并采用改进细菌群体趋药性算法对其进行求解。针对机会约束规划所引起的失负荷风险,建立风险量化指标。算例分析不同模糊随机置信度、不同风险系数对系统运行调度的影响,验证该模型可有效协调系统运行的经济性与风险性、降低系统的运行成本,并提高系统对光伏的消纳能力。     

计及并网强度最大化的新能源集群出力优化研究

随着柔性负荷接入电网的比例不断增多和新能源逐渐向集群化并网发展,如何在柔性负荷剧烈波动和保障电网强度的条件下优化调度新能源集群并网出力,已成为迫切需要解决的问题。文章首先从系统架构、集群化并网特点和短路容量计算方面对新能源集群并网进行了分析,在此基础上给出了新能源集群并网点短路比、广义短路比、运行广义短路比的计算方法;其次分析了近年来激增的柔性负荷分类及特点,研究了柔性负荷接入下的运行广义短路比;最后研究了柔性负荷波动下,以运行广义短路比最大为目标的新能源集群并网出力优化调度方案,并通过算例与传统等比例原则调度方案进行了对比。结果表明,所给方案能够在满足电网功率波动的情况下,保障新能源集群并网强度,实现新能源出力优化分配。     

龙羊峡水电站水光互补优化调度研究

针对光伏发电大规模并网后水电站如何运行才能有效减小光电不稳定出力对电网造成的影响问题,建立了光伏发电出力预测模型及龙羊峡水光互补短期优化调度模型,采用改进的逐步优化算法对模型进行求解,设置了6种情景分析水光互补效果。结果表明,汛期或非汛期调度期内的龙羊峡水库水位在相应时段允许范围内,优化后的水光互补系统均不存在弃水仅产生少量的弃光。研究成果为光伏大规模并网后的水光互补短期优化调度方式提供了参考依据。     

柔性并网光储系统的设计与实现

为实现主动配电网中清洁能源对电网的支撑和调节功能,设计并开发一种柔性并网光储系统。系统上位机实现顶层控制策略,确定系统参与配电网优化运行的最优有功、无功出力,实现光储系统友好接入电网。系统能量变换单元由光伏DC/DC变换器、储能双向DC/DC变换器和DC/AC变换器3部分组成,其中光伏DC/DC实现升压功能和最大功率点跟踪(MPPT),储能双向DC/DC实现功率可控的充放电,使系统并网有功为参与配电网优化运行的最优有功功率。DC/AC变换器稳定直流母线电压,实现有功、无功最优并网,同时检测负载电流,实现谐波补偿。基于配电网动态模拟系统构建实验平台,测试结果验证柔性并网光储系统工作的有效性和可行性,为高渗透率并网光储系统的工程应用奠定基础。     

计及风速波动特性的风电穿透功率极限计算

随着风电接入电网的容量日益增加,系统本身的调峰能力、电网输送空间和安全裕度成为制约电网消纳风电的因素;风速及风电系统的随机波动特性给系统的运行带来冲击和影响,并且风电的接入增加了系统节点电压、频率和支路潮流的随机波动性。基于风电场穿透功率极限的概念,从随机过程的角度分析出风速随机波动特性,提出了风速随机波动特性修正的风电场穿透功率极限优化算法。采用IEEE 30节点系统算例进行了对比验证。研究结果表明,该方法实现了对风电出力随机性的客观描绘,提高了风电并网容量规划方案的灵活性和可靠性。