考虑新能源消纳能力的电力系统灵活性评估方法

针对大规模新能源发电接入后电力系统出现的弃风弃光与灵活性不足问题,提出了考虑弃风弃光手段的灵活性评估方法。首先分析电力系统灵活性需求侧新能源出力的不确定性和负荷预测的误差影响,通过净负荷曲线刻画反映电力系统灵活性需求;考虑了常规火电机组强迫停运的不确定性和机组出力变化的爬坡不确定性,对电力系统灵活性供给侧的常规火电机组开展随机评估;采用基于生产模拟的概率评价方法,在获取电力系统灵活性指标的基础之上,考虑弃风弃光对电力系统灵活性的影响,提出了考虑新能源消纳能力的灵活性评估方法,并通过IEEE RTS-24节点系统和IEEE118节点系统算例验证该评估方法的有效性。     

考虑断面约束的多能源电力系统时序性生产模拟

传统电力系统随机生产模拟方法难以描述新能源发电机组时序特性以及计算与时序特性有关的电力系统运行指标,导致生产模拟的准确性欠佳.提出含风电、光伏、水电、火电、光热及储能的多能源时序性随机生产模拟方法.将系统运行调度策略与随机生产模拟中各类型机组的加载顺序相结合,计及电力系统网架断面约束,充分保证新能源的优先消纳.为保留电...     

含风电和储能电力系统的时序随机生产模拟

传统电力系统随机生产模拟难以准确描述负荷、风电出力和储能荷电状态(state of charge,SOC)的时序变化特性,也难以反映灵活多样的系统运行调度策略,导致生产模拟准确性欠佳。为此,提出了含风电和储能电力系统时序随机生产模拟方法。该方法计及了系统运行调度策略,将运行调度策略与随机生产模拟中的各机组加载顺序和储能充放电条件等对应起来,有效地描述了各种运行调度策略。为保留元件出力和负荷的时序变化特性,采用可用容量状态刻画各时刻的机组出力状态,将储能充放电分别等效为负荷和机组2部分分别计入基于时序负荷曲线的随机生产模拟中,并建立了描述储能容量状态变化的时变SOC概率分布模型。基于修改的RBTS测试系统进行分析,验证了所提方法的有效性。     

基于负荷状态转移曲线的中长期快速机组组合

随着新能源电力的大规模发展与接入,基于机组组合的电力系统生产模拟方法获得了广泛应用。该方法能有效处理系统调峰、机组启停等时序因素,但应用于大规模电力系统时也面临着计算效率低、耗时长等问题。针对此,该文提出一种基于负荷状态转移曲线的中长期快速机组组合模型和方法。首先,结合时序和持续负荷曲线的特点,通过负荷聚类分析建立了负荷状态转移曲线模型,在简化负荷模型的同时兼顾了其时序波动特征。其次,考虑负荷状态持续时间,建立了发电机和系统运行约束,提出了基于负荷状态转移曲线的机组组合模型。同时,将其与传统模型进行了对比,给出了基于该文方法进行生产模拟的基本流程。基于扩大IEEE-RTS79的算例分析表明,该文所提出模型方法能在保持较高精度的同时,显著缩减计算时间,为大规模电力系统的优化规划提供有力工具。     

考虑爬坡灵活性的电力系统可靠性评估方法

针对高比例新能源电力系统,通过分析电力电量平衡和爬坡平衡原理,提出电力系统运行时所处的4种组合状态。研究考虑爬坡灵活性的可靠性指标,扩展了原有可靠性指标的适用性。在此基础上,通过修正负荷的方法确定系统开机容量,以确保同时满足系统电力需求和爬坡需求,并留有足够的热备用。建立了关于机组、负荷以及爬坡需求的联合概率密度模型,采用生产模拟技术实现对提出指标的计算。最后利用可靠性测试算例,构建了多种新能源占比场景,验证所提指标和方法的有效性。仿真结果表明高比例新能源背景下,传统可靠性指标结果将偏向保守,建议使用考虑爬坡灵活性的可靠性指标。     

基于线性潮流的新能源电力系统时序生产模拟技术

随着电力系统中新能源占比的不断攀升,为了准确评估地区电网新能源消纳能力,提出了基于线性潮流的电力系统时序生产模拟技术,在传统时序生产模拟模型基础上,进一步考虑线性化后的输电网潮流约束,同时采取电力时序生产模拟与线性潮流计算的迭代关联法对模型进行求解。最后以改进的IEEE 30节点系统作为算例,进行新能源消纳分析,结果验证了模型的可行性和有效性。     

考虑风电预测区间的电力系统灵活性评估方法

高比例风电接入加剧了电力系统运行的不确定性，充足的灵活性对系统安全可靠运行至关重要。提出了一种考虑风电预测区间的电力系统灵活性评估方法。首先，考虑风电的随机波动特性和预测区间，构建随机极限场景集，表征风电出力和爬坡的不确定性并降低问题的复杂度。然后，考虑机组和系统运行特性，提出机组和系统运行灵活性综合评价指标。最后，考虑系统运行成本约束、预测场景和随机场景的运行约束，建立考虑风电预测区间的电力系统灵活性优化评估模型，量化机组和系统的灵活性供给能力并保证运行鲁棒性。在改进的IEEE 39节点系统进行仿真分析，验证了所提方法的可行性和有效性。     

基于时序生产模拟仿真的宁夏电网风光优化配比研究

宁夏风和光资源丰富,风电和光伏发电发展并驾齐驱。建立了含新能源发电的电网年度时序生产模拟仿真模型,以电网节能减排效益最大为目标,综合考虑了风光出力特性、负荷特性、机组调峰特性、不同种类供热机组热电耦合特性等因素。在建立模型的基础上,仿真研究了2015年宁夏电网新能源发电接纳能力,得到了综合考虑新能源限电率和电网节能减排效益的风光优化配比。该结果可为地区风电和光伏发电建设、电力系统调度以及政府相关政策制定提供指导。     

含风电机组的随机生产模拟改进算法

等效电量频率法是针对大多数随机生产模拟忽略负荷的时序性而难以计算系统动态费用的问题而提出的随机生产模拟方法。将等效电量频率法忽略的除本台机组外的其他机组故障影响纳入机组启停次数的计算中,形成了改进的等效电量频率法。该方法在计算负荷频率曲线的时候考虑了应变分量f(i)3(x)的影响,并引起机组开机期望值、系统失负荷概率、缺电成本和启停费用的改变。通过对EPRI 36机组的随机生产模拟结果进行分析和比较,结果表明改进算法对系统可靠性和经济性均有改善。     

考虑系统运行方式的江苏电网过江断面概率潮流实证分析

概率潮流计算为电力规划中分析电力系统中不确定因素对电网运行安全性与经济性影响提供了有效工具,现有的概率潮流计算中,仅考虑到负荷的不确定性,而往往忽略系统调度运行对潮流的控制作用,因而难以反映实际潮流的概率分布。基于运行模拟评估了江苏电网2020年500 kV电网过江断面概率潮流,分别建立了时序负荷模型、间歇性能源随机运行模拟、检修计划模型以及考虑线路潮流约束的机组组合模型,通过对系统逐日运行模拟得到线路时序潮流,进而通过统计得到概率潮流。提出的方法相对于传统概率潮流模型而言,更详细地考虑了机组发电计划以及系统运行对线路潮流的影响,为规划层面评价电网的安全性与经济性提供了有力支撑。     

面向灵活爬坡服务的高比例新能源电力系统可调节资源优化调度模型

随着高比例新能源接入电网,新能源出力和负荷的波动性及不确定性对系统的灵活爬坡能力提出更高的要求。提出了一种面向灵活爬坡服务的针对高比例新能源电力系统中常规发电机组、储能、柔性负荷等可调节资源的优化调度模型。首先,提出一种考虑日前预测净负荷不确定性的灵活爬坡需求估计方法,根据爬坡起始和结束时刻净负荷及其安全裕度,量化估计电力系统灵活爬坡需求。其次,基于生成的净负荷不确定性场景,提出了考虑系统灵活爬坡需求的基于两阶段混合整数线性规划的可调节资源优化调度模型,从日前-实时两个阶段实现可调节资源的优化调度。最后,基于IEEE-RTS-24节点系统,在4种典型方案场景下对比验证所提优化调度模型。结果表明所提模型能有效提升系统灵活性,降低系统运行成本。     

考虑多能源电力特性的电力系统中长期生产模拟

中长期模拟是电力系统生产模拟的重要组成部分,是处理与应对清洁能源电力季节特性的重要途径。针对现有研究的不足,该文考虑新能源发电、火电、水电、抽水蓄能等多种发电形式,提出电力系统中长期运行模拟方法,以实现中长期时间尺度下的多能互补。文章以持续负荷曲线建模为基础,考虑各类型发电机组检修要求和运行约束、新能源和水能等一次能源特征以及系统的新能源消纳能力,建立中长期运行模型,并采用混合整数规划方法求解。基于改编IEEE-RTS系统算例分析表明,该文所提出模型和方法正确有效,能充分反映、应对多能源电力特性,实现中长期运行方式的优化。     

电网规划综合评判决策系统的设计与应用

提出了一种求解电力系统负荷经济分配问题的改进粒子群优化算法.该算法考虑了机组的爬坡约束、出力限制区约束、非光滑费用函数曲线等非线性特性,用保留可行解的方法处理负荷平衡约束条件,用自适应罚函数法处理爬坡和出力限制区约束条件,加快了算法的收敛速度,对不活动粒子的处理使算法避免了"早熟"现象.仿真计算表明,改进粒子群优化算法是一种求解负荷经济分配问题的有效方法.     

基于电价引导型负荷调控和机会约束的时序生产模拟方法

针对现有研究忽略用电行为的不确定性以及无法高效处理负荷调控/新能源出力双重不确定性的问题,提出基于电价引导型负荷调控和机会约束规划的周度电力系统时序生产模拟方法。将电价引导型负荷调控的负荷响应函数的斜率作为随机变量处理,并进一步分解为预测量和偏差量。构建同时含有新能源出力和负荷调控随机变量、由数据驱动的生产模拟模型,并采用机会约束管控运行风险,提出将机会约束转化为鲁棒约束的求解方法。实际电网算例表明：模型能够被快速求解,得到的生产模拟决策能够模拟周内电力供需形势、优化负荷调控效果;机会约束能够保证运行风险低于设定的阈值,验证了机会约束求解方法的有效性。     

基于等效间隔-频率分布的含风电场电力系统随机生产模拟

在随机生产模拟中,负荷的时序波动会导致发电机的起停和相关的动态运行费用。随机生产模拟频率持续(FD)法能反映上述时序波动因素的作用并进行相应的指标评价,但因其没有考虑过短时间间隔内发电机连续起停的不可行性,评价结果存在一定偏差。在风电等间歇性能源接入量不断增加的情况下,系统净负荷的波动性进一步提高,这种现象更加显著。为获得更加合理的评价结果,将负荷频率曲线扩展至负荷超越的间隔-频率分布及间隔-频率分布族,同时反映时序波动的频率信息和时间分布信息,形成了基于等效间隔-频率分布的随机生产模拟解析算法。通过EPRI 36机组算例验证了所提方法的有效性。     

含大规模清洁能源电力系统的多时间尺度生产模拟

随着大规模清洁能源的并网,其波动性和随机性给电力系统带来的挑战日益凸显。为兼顾清洁能源的季节不均和短时波动,该文提出一种电力系统多时间尺度生产模拟方法,由中长期模拟和短期运行模拟两部分组成。前者主要解决清洁能源的季节分布问题,考虑风、光与水电的互补,制定常规机组检修计划和水电电量分配方案;后者以此为基础,考虑预测误差等新能源出力的随机特性,在确定系统运行计划的同时,给出新能源电力的可消纳区间,量化评估系统的新能源消纳能力。基于我国西北某省规划数据的算例分析证实,所提出的框架和方法准确有效,能全面反映并处理新能源出力的季节和短时分布特性,通过不同时间尺度多能互补可进一步优化系统中长期和短期的运行方式。     

计及预测误差时变相关特性的新型电力系统爬坡容量需求分析方法

为提高新型电力系统爬坡容量需求分析的准确性,提出了计及净负荷预测误差时变相关特性的爬坡容量需求分析方法。首先明确新型电力系统所需要的爬坡容量构成,分析爬坡需求与净负荷预测误差之间的关系。然后,建立了净负荷预测误差与净负荷预测值的动态Copula函数,通过演进方程构建Copula函数参数的时序关联关系,应用条件概率理论建立由于净负荷预测误差而产生的爬坡需求概率分布模型,以置信区间对爬坡需求概率分布结果进行离散化表征,从而得到相应的爬坡容量需求。最后,基于我国西部某电网的实际运行数据,以是否考虑预测误差时变相关特性构建了3种不同的测算模型,算例计算结果验证了所提方法的有效性和正确性。     

基于多分区时序生产模拟的省级电网差异化储能规划方法

随着新型电力系统的构建,新能源大规模开发会造成严重的电力系统新能源消纳能力不足和电力电量平衡问题,配置合理规模的储能可显著缓解该压力。基于自主研发的含网架约束以及分区联络线交易约束的时序生产模拟软件,研究了考虑多分区考核目标差异的省级电网储能规划方法。首先,介绍了时序生产模拟软件的算法框架,然后,基于该软件,在考虑分区考核目标差异和分区联络线交易约束的前提下,提出了以储能投资成本最小为目标函数的各分区储能容量配置优化方法。最后,针对西北某高比例新能源接入的省级电网规划场景进行算列分析和敏感性分析,验证了所提方法的合理性和实用性。     

计及灵活爬坡的气-电耦合综合能源系统低碳经济调度研究

随着“双碳”目标的提出,电力系统低碳化转型以及新能源高比例渗透已成为必然趋势。然而,高比例新能源并网给电力系统灵活性运行带来了更大的挑战。因此,调度侧需具备充裕的运行灵活性以平抑净负荷波动。该文以含碳捕集电厂的气-电耦合综合能源系统为对象,提出了一种计及灵活爬坡需求的低碳经济调度模型。首先,计及了电力系统、天然气系统和碳捕集电厂的运行约束,构建了计及碳排放成本的低碳经济模型。然后,考虑了发电机组与碳捕集电厂提供运行灵活性爬坡服务,建立了计及灵活爬坡产品的综合能源系统低碳经济调度模型。最后,算例测试定量分析了碳价对于综合能源系统低碳调度决策的影响,量化了燃气机组与碳捕集电厂的运行灵活性。     

基于随机生产模拟的新能源消纳能力评估方法

近年来,我国新能源发展迅速,新能源发电随机性强、可控性弱,部分地区新能源消纳矛盾突出。考虑新能源出力和电力负荷的随机性和波动性,准确评估未来年/月电力系统的新能源消纳能力,对促进新能源消纳具有重要意义。该文提出一种基于随机生产模拟的新能源消纳能力评估方法,使用服从一定分布的离散型随机变量描述新能源出力和消纳空间的随机性,通过概率分布间的运算,实现新能源电力系统的随机生产模拟,快速求解新能源消纳功率和限电功率的离散概率分布,并进而得到评估周期内的新能源消纳电量和限电电量。使用该文方法计算我国北方新能源装机容量大省2019年的新能源消纳能力,结果表明,该文方法与时序生产模拟法计算结果基本相同,计算速度大幅提升,能够满足实际应用要求。