风速相关性对概率潮流计算的影响分析

地理位置邻近的多个风电场之间,风速会具有较强的相关性.文中采用一种基于自回归滑动平均(ARMA)模型和时移技术的方法,研究了风速相关性对概率潮流计算结果的影响,并对其相关影响因素进行了分析,重点研究了风速相关性对节点电压概率密度分布、满足一定电压质量要求的最大允许风电装机容量和最小无功补偿量这3方面的影响.研究结果表明,考虑风速相关性可以更合理地评估风电场对电网静态电压运行特性的影响,有利于更好地进行电网规划和确定电网的运行方式.     

基于DIgSILENT数据接口DGS的含风电电力系统随机潮流分析

同一风区的不同风电场由于地理位置相近,各风电场的风速和出力具有强相关性。针对该特点,提出了一种考虑风电场之间相关性的含风电电力系统随机潮流算法。首先建立了多个风电场出力的离散化联合概率分布模型,在此基础上采用线性化潮流方法分析随机潮流的各项指标。结合随机潮流算法和DIg SILENT软件的优势,研究了一种基于DIg SILENT数据接口DGS的数据转换方法,有效地提高了计算效率。最后利用IEEE-24节点系统以及我国新疆地区2015年规划电网进行方法验证。算例结果表明,建立的考虑风电场相关性的含风电电力系统随机潮流算法具有可行性和优越性,DGS数据接口技术可以使该潮流算法在实际大型电力系统中推广使用,工程实用性较强。     

考虑风电消纳及潮流均衡度的分散式风电选址定容

结合我国当前严峻的弃风形势和分散式风电场良好的发展趋势,提出了一种分散式风电场多目标规划方法。引入潮流熵描述系统潮流均衡度,以系统整体运行成本和潮流熵最小作为目标函数。采用拉丁超立方抽样(Latin hypercube sampling,LHS)处理风速、负荷的不确定性和相关性,在建立传统电力系统静态约束模型的同时,对弃风率及限电次数进行机会约束。将智能优化算法应用到风电场的选址定容中,并研究了不同因素对规划结果的影响。IEEE 9节点系统算例表明:所提方法能够兼顾经济效益、风电利用率,同时使电网具备对负荷变化更强的适应性,结果同时体现了常规机组爬坡能力和风速相关性对风电规划容量的重要影响。     

考虑风速相关性的风电穿透功率极限的改进计算

为全面分析多风电场风速相关性对风电穿透功率极限的影响,提出了一种考虑风速相关性和电网多种约束条件的风电穿透功率极限的改进计算方法。该方法采用基于拉丁超立方采样的随机模拟技术对具有相关性的多个风电场风速进行模拟,并应用基于机会约束规划理论的最优概率潮流方法,在满足包含常规机组爬坡能力约束等系统多种约束的前提下,以系统接纳风电总装机容量最大化为目标,计算风电穿透功率极限。以IEEE-30节点系统为仿真算例,采用遗传算法对该模型进行求解,验证了上述方法的有效性。仿真结果表明,通过增加爬坡能力约束能更好地反映风速相关程度对风电接入能力的影响,从而得到更符合实际的风电穿透功率极限。     

风速相关性下的电网阻塞概率预测

大规模风电场接入电网后,由于风电具有间歇性和随机性等特点,会对电网潮流分布产生较大的影响。特别是当风速具有较强的相关性时,会造成部分线路出现输电阻塞。由于风速分布呈现非线性和尾部相关性的特点,使用广义Copula函数对风电场风速进行相关性建模,然后对其进行参数估计,并对风速相关性模型进行评价和对比,最后将特定相关性风速数据应用于潮流优化算法中。通过基于改进的小生境遗传算法的潮流优化和排序集抽样的蒙特卡洛仿真获取断面的潮流有功功率的概率分布,从而预测输电断面的阻塞概率。最后通过IEEE39节点系统的算例表明,在故障条件下风速相关性对电网阻塞有较大的影响,同时所提方法和模型是有效的。     

计及风速与风机故障相关性的概率潮流计算

针对计及风速与风机故障不确定性及相关性的风电并网电力系统概率潮流计算问题,基于Nataf变换建立了能够同时考虑风速、风机故障不确定性和相关性的风电场出力模型,提出一种可灵活处理风速与风机故障相关性的Monte Carlo概率潮流计算方法,并引入"拉丁超立方抽样"技术提高抽样效率,降低计算复杂度。仿真结果表明:该方法能反映风电场出力的实际情况,合理评估风电并网对电力系统概率潮流的影响,有助于风电场的选址及电网规划。     

考虑风电场相关性的含风电电力系统随机潮流分析

地理位置接近的不同风电场的风速具有较强的相关性,这将会影响含风电电力系统随机潮流分析评估的结果。首先根据多风电场的风速历史数据建立了考虑不同风电场相关性的风速离散化联合概率模型,在此基础上结合半不变量和级数展开方法,提出考虑风电场相关性的含风电电力系统随机潮流分析评估模型,得到各节点电压的分布和越限概率等指标,同时该模型也可以考虑风电场有功无功出力的相关性。对某实际电力系统的算例验证结果表明,所提算法较不考虑风电场相关性的随机潮流结果的精度提高了很多;与蒙特卡洛方法计算结果相比误差较小,而计算速度大大提高。该算法可以快速有效地得到含风电电力系统的随机潮流评估指标,并针对所得结果提出相应的无功补偿方案,具有较好的工程应用价值。     

考虑风速相关性的电力系统动态经济调度

随着并网风电场数量的增多和规模的扩大,风电功率的随机性以及各风电场之间的风速相关性对电网调度的影响不容忽视。针对多风电场的风速联合概率分布函数不易构造的问题,通过Nataf逆变换,获取具有相关性的多维风速样本。基于机会约束规划理论,建立了一定风险阈值下考虑风电成本和运行风险约束的多变量、非线性随机优化调度模型,有效地协调了系统经济性和安全性之间的矛盾。提出基于场景化理论的改进粒子群爬山混合算法用于模型求解,提高了模型求解速度并直观地反映出系统的最佳风险水平。以含风电场的IEEE 30节点系统为算例验证了所提方法的可行性和有效性。     

计及风速相关性的电网静态安全风险评估

电网内的多个风电场由于地理位置比较接近,具有较强的风速相关性,会影响概率潮流的结果。采用Nataf变换建立多个风电场间的风速相关性样本空间,进而得到具有相关性的风电场出力。以风速相关性下的系统当前运行状态为基础,构成预想事故集,将全概率理论与排序集采样概率潮流相结合,进行风速相关性下的电网静态安全风险随机潮流计算,并对电网安全风险进行评估。在风电接入改进IEEE 30节点系统中使用RSMCS方法进行仿真,结果表明所提方法可准确、快速地评估风速相关性下系统当前运行状态的静态安全风险。     

考虑相关性的大规模风光互补电网扩展规划

大规模新能源接入电网对电网规划提出了新的挑战,当前有关新能源并网的研究主要集中在考虑风电场接入电网以及处于不同地理位置风电场之间的相关性等方面,电网规划中考虑风光2种新能源之间相关性的研究尚不多见。随着张家口可再生能源示范区的规划建设,大规模可再生能源的可靠汇集和高效外送将成为研究的重点。在考虑风光出力相关性的基础上,提出了大规模风光互补的多目标电网扩展规划方法,综合考虑电网规划的经济性、弃风弃光带来的经济损失和对生态环境的影响,采用NSGA-Ⅱ算法求解规划模型,并用IEEE-6节点系统和巴西南部46节点系统验证规划模型。算例结果表明,考虑风电场和光伏电站之间出力的相关性能统筹兼顾电网规划的经济性和环境效益,能够对未来高比例可再生能源电力系统规划提供借鉴和参考。