江苏省沿海典型风电场出力特性分析

江苏省沿海风能资源丰富,风电产业发展迅速。论述江苏省沿海风电场的出力特性,分析风电场出力概率分布及月、日变化规律,为研究并网风电场运行和规划方面的有关问题奠定了基础。     

考虑海底电缆充电功率的风电场出力特性

考虑连接风电场的海底电缆的充电功率较大,易引起母线电压偏高的问题,本文指出了风电场存在一个出力下限。分析计算了不同无功补偿方式下,补偿容量与风电场出力下限的关系。采用稳态潮流仿真的方法,确定了不同方式下的风电场出力下限。当风电场采用超前功率因数运行,吸收海底电缆上的充电功率,并配合高抗的无功补偿装置,可以在满足电压不越界的条件下,降低风电场出力的下限,使风电场更好的参与电网的调节。     

考虑多风电场出力相关性的电力系统随机优化调度

考虑多风电场出力之间的尾部相关性,借助Gumbel-Copula函数构建多风电场出力的联合概率分布,提出含多风电场的电力系统随机优化调度模型。通过抽样平均近似(SAA)法处理机会约束条件,将随机优化问题转换为可计算的确定性非线性规划问题,并采用粒子群优化(PSO)算法进行求解。通过算例分析联合概率分布、机会约束置信水平和抽样次数对优化调度结果的影响,结果验证了基于Gumbel-Copula联合概率分布的随机优化调度的合理性。     

考虑相关性的风力发电组合出力特性研究∗

大型风电基地由多个风电场组成,不同的组合与功率汇集方式对风电波动性的改变具有不同效果.建立风速频率分布的概率模型、风速分布的相关性模型和风-电能量转换模型,重点考虑了不同地理位置风速相关性的差异,基于实际风速数据研究了模型参数的提取方法,通过两座风电场按照不同相关性组合出力开展仿真分析,结论表明,将位置较远的风电场进行功率汇集具有一定的波动缓解作用.因此,大型风电基地的规划建设和功率汇集应考虑将相关性较低的风电场有限进行功率汇集,从而利用其自身特性减小波动性.     

青海电网风电场出力特性研究

根据青海省发改委新能源发展规划相关文件,青海省2014年风电装机将达到200MW,2015年风电装机目标为1500MW。针对目前青海地区风电装机容量的快速增加,风电场分布比较分散,不同地区风电场在同一时刻出力不同等相关问题,通过搭建适合青海地区风速模型,对风电场出力特性进行了研究。同时,根据青海风电出力特性对其电网的稳定性、调峰和调频的影响等做了深入分析,为青海地区进一步做好电源及电网发展规划等工作提供了有效的参考依据。     

华东沿海风电场出力预测的研究和探讨

风电由于其自身特点,当风电装机容量占电网总容量的比例较大时,会给电网的安全和经济运行带来很大挑战。采用数值天气预报模式与风电场出力计算模型,研究了典型沿海风电场的出力预测,并根据华东地区江苏省沿海风电发展现状及规划,介绍了针对沿海风电场的出力预测系统。结果表明,该系统能较好地预测风电场风速及出力。     

考虑多风电场出力相关性的风电容量可信度评估方法

风电容量可信度是衡量风力发电对电力系统可靠性贡献的重要指标,准确快速地计算风电场可信容量是含风电系统规划的基础。处于同一风区空间位置临近风电场出力具有相关性,采用Copula函数描述空间相邻风电场之间的出力相关关系,构建多风电场出力的联合概率分布模型。在此基础上提出出力相关的多风电场容量可信度评估方法,并采用截弦法计算得到风电场的容量可信度。以加入风电的IEEE RTS-96系统为例,仿真结果验证了所提方法的正确性和有效性。     

考虑多风电场出力耦合特性的热电联合优化调度

建立了一种考虑多风电场出力耦合特性的热电联合优化调度模型。该模型的目标函数为最小化火电及热电联产机组煤耗成本,并在电功率平衡约束中引入多风电场出力及电负荷的随机特性。模型求解过程中,基于Copula相关理论推导了考虑多风电场总出力耦合特性的概率模型,然后采用两阶段随机规划处理含随机量的等式约束,并应用一种自适应进化规划算法对所提出的优化模型进行求解。算例仿真结果表明了所提模型及方法的有效性。     

考虑时空相关性的多风电场出力场景生成与评价方法

含多个风电场的场景生成技术可为电力系统中长期规划和运行提供所需基础数据。为在场景生成过程中计入多风电场风电出力的时空相关性,提出两阶段场景生成方法：在第一阶段,采用Copula函数对多个风电场出力的空间相关性建模,获得多风电场出力的初始场景;在第二阶段,运用随机微分方程对风电场出力波动随机性建模,通过重构初始风电出力场景,使得最终获得的场景中风电序列较好地保留原始序列的时间相关性。为评估生成场景的有效性,构建场景有效性评价指标体系;引入多重分形去趋势波动分析方法,提供刻画风电序列的自相关特性和动态波动特性的多维度指标。以某区域风电场为例,生成风电季度出力场景,结果表明所提方法能够复现原始风电序列的时空相关性。     

考虑风电场出力不确定性的电压暂降评估

为评估风电场的接入对电压暂降的影响,提出一种考虑风电场固有不确定性的电压暂降评估方法。基于尾流效应的影响,以风速作为机群划分指标,建立风电场的等值模型。利用风电场出力的概率模型,将风电场的出力划分为几种场景,在此基础上得到风电场出力的不确定性对电压暂降影响的评估结果。基于PSCAD对IEEE 30节点进行仿真,仿真结果与未考虑风电场不确定性的结果进行比较,发现所提评估方法得出的暂降评估结果更结合实际,更能满足工程实际需要。     

储能系统改善大规模风电场出力波动的策略

针对利用储能提高风电对其并网系统的友好性,给出了一种基于储能平抑风电出力波动的策略。对大规模风电并网的某区域电网负荷与风电出力的数据进行了统计分析,得到负荷和风电出力的时域分布规律,提出了利用储能系统协调风电场有功出力与其并网系统负荷功率波动的策略,并建立了相应的数学模型。基于电力系统分析软件DIgSILENT-POWER FACTORY13.1进行了仿真验证,结果表明利用储能改善后的风电有功出力,能够追踪负荷曲线的变化规律,并网风储合成出力对电力系统可以起到"削峰填谷"作用,储能以较低的成本提高了风电对其并网系统的友好性。     

江苏沿海陆地风电场出力对地区综合负荷特性影响的分析

对江苏沿海已经并网的陆地风电场出力特性及含风电场的地区综合负荷特性进行调查研究,分析了基于实测结果的含风电场的综合负荷特性典型值和预测值。分析结果表明风电场的投运恶化了地区负荷特性并对系统的调峰容量提出了更高的要求。此外,基于实际风电场的综合负荷特性及预测值还可以为电网调峰规划、调峰容量的配置等提供参考。     

计及风电场出力相关性的电力系统概率潮流研究

随着我国“碳达峰”和“碳中和”目标的提出，风电在作为一种可再生能源缓解了我国资源匮乏的现状的同时，其出力的不确定性及多风电场之间的相关性对电力系统潮流分析带来了挑战。基于风电场实际出力，构建多风电场出力样本数据集，克服单一Copula模型刻画不全面的缺点，综合拟合效果好的Copula模型，提出通过最小二乘法完成参数辨识的混合Copula模型。针对混合Copula模型的特性建立其特有的混合抽样法，提出计及风电场出力相关性的电力系统概率潮流分析流程，并通过对河北风电场的算例分析，验证了所建立的出力模型以及抽样方法在计及多风电场出力相关性的电力系统概率潮流计算方面的有效性。     

风电场有功出力的EEMD特性分析

准确、全面的了解风电场有功出力特性是高效利用风能资源的前提,然而风电场出力数据由于其受自然来风影响而存在剧烈的波动性与随机性,针对于此,文章首先在对风电场出力特性进行描述的基础上,引入了自适应的数据分解方法—集合经验模态分解(EEMD),利用EEMD将采样得到的风电场非线性、非稳定有功出力的时间序列数据分解为对应的若干个本征模函数IMF,并通过观察分解所得的本征模函数IMF以及其各分量的波动情况来深入了解采样区域的风电出力特性,以期通过此方法为未来更好、更高效的利用大规模风电提供新的思路。     

风电场出力的纵向时刻概率分布特性

提出一种新的纵向时间序列分析法,基于实测历史数据,统计365 d或更长天数内每天同一时刻的风电出力,得到96个不同时刻的概率分布结果,并通过函数拟合归纳出由分段函数表达的风电出力概率特征,在此基础上实现对风功率预测值的预评估。算例分析表明,经该方法得到的各时刻概率分布分段函数对不同年份数据有较好的适用效果,对不同置信水平下的预测值预评估效果较好,进一步说明纵向时刻概率分布特性是风电出力的固有属性。     

考虑风电场灵活性及出力不确定性的机组组合

大规模并网风电的出力不确定性及反调峰特性给电力系统运行,尤其是机组组合的安全可靠性、经济性带来了严峻的挑战。合理构建风电出力不确定性模型,并将新的优化方法,如随机优化、鲁棒优化等应用到机组组合中已成为当前的研究热点。首先对风电场潜在调节能力进行了探讨,提出了一种新的风电调度模式及相应的机组组合模型。风电场在新的调度模式下将转变为一个"灵活"的参与者,而机组组合模型同时计及了风电场出力的不确定性。然后,以修订后的IEEE 39节点系统为基本算例对所提方法进行了仿真分析,结果表明所提出的方法可有效地提高电力系统运行的整体性能。此外,所提方法还可用于评估系统对风电的接纳能力。     

考虑风电场出力随机性的电网静态安全分析

基于灵敏度分析理论和随机潮流计算方法,提出了一种适用于含风电电网规划的静态安全快速分析的概率方法。该方法综合考虑了风电场出力随机性、常规机组强迫停运、负荷预测不确定性等因素,运用灵敏度分析法对电网进行断线模拟,通过考虑电网结构变化的随机潮流计算进行概率分析。在计算灵敏度矩阵时考虑了网络结构变化的影响,提高了该方法的计算精度。运用半不变量和Gram-Charlier级数的相关理论避免了复杂的卷积计算,加快了该方法的计算速度。同时,运用故障排序技术避免对所有线路进行开断校验,减少了工作量。对含风电的IEEE 14节点系统进行了静态安全分析,验证了所述方法的有效性。     

计及相关性的风电场和光伏电站时序出力模型研究

在大规模风光并网时,采用具有相关性的风光时序数据进行系统可靠性评估能够更好模拟系统的运行状态,有利于提高可靠性评估的准确性和实用性。基于混合Copula函数和马尔科夫过程相关理论,建立了一种用于可靠性评估的计及相关性的风光时序出力模型。首先,通过区分光伏出力序列中的规律性与随机性特征,提取出光伏出力的随机分量;然后将风光时序相关性模型分解为风电出力时序模型、光伏出力时序模型以及风光出力的时序相依模型3部分。最后,通过比利时瓦垄地区的实测数据对上述模型进行了验证。     

风电场出力特性及风速超短期预测研究

风电出力具有随机性和波动性特点,通过开展风电特性分析及风电场出力预测,可以减轻风电不确定性对电网的影响。分析了风力发电特性,概述了风电出力预测方法,并建立基于误差校正的BP神经网络模型来进行风速预测,实例计算分析结果表明,该模型有效提高了预测精度。     

风电场出力特性及其不确定性的对策分析

通过福建省某沿海风电场的出力数据,验证了风电出力变化的波动性及随机特性,将风电出力并入电力负荷,分析了风电并入后对于电力负荷变化特性的影响,并分别从电网与风电自身的角度出发,讨论了有效应对风电功率的不确定性措施,包括风电出力预测、储能手段以及风电机组自参与调频等。