风电场短路电流频率不一致性及其对纵差保护的影响

基于风电场的等效网络与叠加定理,研究了双馈风电机组在网络短路故障时,对风力发电系统内部量测点电流的影响,导出了风电场相对于其他类型发电场所特有的电流频率差异特性。基于Matlab/Simulink仿真实验证实了这种频率差异特性,并得到了过渡阻抗与电流频率成分之间的定量关系。分析了两侧电流频率的不一致性对于纵差保护所产生的影响,给出了这种保护在风电场中存在的适应性问题。最后通过仿真实验验证了这些适应性问题,并对于部分保护的配置提出了改进方案以适应风电场的特性。     

避免频率二次跌落的风电场一次调频功率分配方法

风电场基于下垂控制参与系统一次调频时,参数整定不当可能引发机组转速保护动作进而带来频率二次跌落问题。为此,提出了一种避免频率二次跌落的风电场一次调频功率分配方法。首先结合下垂控制的响应过程分析了转速保护动作带来频率二次跌落问题的物理机理,然后基于转速及功率约束条件提出了风电机组调频功率评估方法,进而得到风电场的调频功率评估方法和风电场一次调频功率分配方法。基于Matlab/Simulink搭建了含有风电场的仿真模型。仿真结果表明,所提方法可充分发挥风电机组的调频能力,并避免频率二次跌落问题。     

风电场短路电压电流频率不一致对距离保护及测试的影响

基于双馈风机风电场的电力系统等效电路研究了输出线路短路故障点保护设备安装处的电压电流的频率成分,得出了含风电场的电力系统短路故障时所特有的电压电流频率的不一致性。基于Matlab/Simulink仿真平台验证了频率不一致的特性,总结过渡阻抗与短路点电压电流频率成分之间的关系。分析了电压电流频率的不一致性对于距离保护所产生的影响,研究了距离保护及其测试在风电场中存在的适应性问题。最后,算例仿真验证了分析结果的正确性,从而为风电场继电保护的设置和测试工作提供参考。     

基于改进层次分析法的交、直流微电网综合评估

根据交、直流微电网的特点,基于供电可靠性、技术经济性以及适应性3个准则,建立了交、直流微电网综合评估指标体系,并提出各个评价指标的计算模型和量化方法。同时采用5/5-9/1标度层次分析法确定各评价指标的权重,使得确定后的权重更加合理且具有更好的一致性。对交、直流微电网的算例评估结果验证了所提指标体系的合理性以及评估方法的有效性。     

基于关联分析的光伏电站无功控制能力评估

在光伏发电蓬勃发展的背景下,光伏电站参与电网无功/电压控制的需求也日趋强烈,有效评估光伏电站的无功控制能力具有重要的理论和现实意义。然而,光伏电站无功控制能力评估研究仍在起步阶段且难度较大,需从评估指标体系构建、指标权重赋值、综合关联评估多个方面进行深入探索。鉴于此,提出了一种基于动态时间弯曲关联分析的光伏电站无功控制能力评估方法,解决综合评估指标体系建立及层次分析赋值问题的同时,将无功控制能力指标评估问题转化为空间上的模式距离关联匹配问题,采用动态时间弯曲法实现不同序列间的关联分析,计算标准、参考及待评估指标序列的关联匹配系数,进而确定无功控制能力等级,实现综合分级评估。并开展典型系统评估应用,验证所提评估方法的适应性及有效性。     

基于联合加权熵的高比例可再生能源电网适应性扩展规划

为满足可再生能源大规模并网的发展趋势,提升系统对可再生能源的接纳能力,亟需规划建设具有高适应性的电网结构。基于联合加权熵理论,文章从适应可再生能源安全并网角度出发,提出一套面向电网规划的适应性指标体系。该指标体系同时考虑不确定运行环境下,电网潮流分布的安全性及稳定性,节点、支路的均衡性及合理性,通过分析电网实际状态及电气结构以评估可再生能源并网不确定环境下电力系统的安全性。然后,基于适应性指标建立输电网多目标规划模型,并采用带层次分析约束锥的数据包络分析法对Pareto非劣解集进行综合决策。最后,以Garver-18节点系统进行算例仿真,验证文章提出的指标体系及规划模型的合理性、有效性。     

电力市场适应性评估框架体系构建

针对中国电力系统特点及电力市场建设的发展重点,构建了完整的电力市场适应性评估框架。首先从电力市场的有效性、公平性、安全性和可扩展性4个方面构建电力市场的适应性评估指标体系,该指标体系均包括多个二级指标,从而实现对相应电力市场模式的科学和合理的量化;进而提出基于模糊综合评价与层次分析法相结合的评估方法,实现对电力市场基于指标体系的综合量化有效评估;最后基于评估指标体系及评估方法,构建了完整的电力市场适应性评估框架,从而全面地支撑了电力市场综合评估,以促进电力市场建设的有序性和可持续性。     

风水协同模式下系统调频能力评估方法研究*

风水协同运行模式下,利用水电的快速调节能力可平抑风电出力的波动性,减少对系统调频的影响。为深入研究风水协同运行模式下系统的调频能力,从指标体系、权重赋值方法两方面进行分析,提出系统调频能力综合评估方法。该方法通过综合考虑风电、水电机组出力特性及负荷特性建立综合评估指标体系,分别采用不同评估方法进行指标的权重赋值,实现对风水协同运行模式下系统调频能力的定量分析。最后在Digsilent/Power Factory中搭建含风电场和水电站的IEEE 3机9节点模型,通过数据处理获取运行工况下的无量纲化待评估矩阵,进行综合等级评估,验证评估方法有效性。     

基于多智能体的海上油气平台风-燃协调频率辅助控制策略

为了提高含风电的远海油气平台电网的调频能力,基于多智能体一致性理论,提出了一种以双馈感应电机为单元的风电场与海上油气平台燃气透平机组的协调频率辅助控制方法。将远海孤立电网视为多智能体系统,将风电场与海上油气平台燃气透平机组看作智能体,基于海上电力网络的拓扑信息构建多智能体系统通信网络,实现各智能体之间的信息交互;分别建立风电场和海上油气平台燃气透平机组的频率辅助控制多智能体模型,基于多智能体一致性算法给出控制器结构,基于多智能体通信网络实现风电场智能体与海上油气平台燃气透平机组智能体之间的频率协调控制;通过线性二次型最优控制对控制器参数进行优化。基于算例仿真验证所提控制方法的有效性,结果表明所提协调频率辅助控制方法能有效提高系统的频率调节能力,抑制频率波动。     

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。     

基于层次分析法和云模型的风电场运行性能多维评价模型

为对风电场往年生产情况作出分析以便合理安排运维计划,最大限度提高风电场经济效益,考虑风电场运行状况的多层次性和多因素性,提出一种结合层次分析法和模糊数学理论的风电场运行性能多维评价模型。首先,分析风电场运行的影响因素,建立风电场运行性能多层次评价指标体系,包括设备运行因素、生产维护因素、电力消耗因素、电量因素等4个一级指标及12个二级指标,并利用层次分析法构建权重向量模型;其次,针对阈值附近指标评价难辨别的问题,采用改进云参数生成正态隶属云以确定各评价指标相对评价集的隶属度, 然后,通过权重向量和模糊关系模型进行模糊运算,得到风电场运行性能的多维综合评价结果。最后,以国内某风电场的实际运行数据为算例验证了所提评价模型的合理性和有效性。     

风电群输电规划评价指标体系和方法

内陆山地风电、湖区风电等风电群，具有风电分布范围广、单个风电容量小等特点。针对风电群的送出，首先，从经济性、安全性和适应性等方面，建立了一套适用于风电群输电规划的综合评价指标体系；然后，综合考虑评价指标的主客观权重，利用基于矩估计理论的最优组合赋权方法确定各指标的最优组合权值，并将灰色关联分析法和余弦排序法结合，提出改进的灰色关联分析法，用以更加准确合理地对各个方案进行优选；最后，利用所提出的评价指标体系和评价方法对湖南某山地风电群输电规划进行了研究。研究结果验证了所提出评价指标体系和评价方法的有效性和可行性。     

风电场站等值模型综合评价体系

为实现多类风电场站等值模型综合评价,搭建全拓扑详细模型作为基准模型,通过集电网络等值与风电机组聚合分别得到单机等值模型、馈线等值模型2个评价对象。提出基于改进层次分析的等值模型综合评价体系,包含多工况的时空层面评价指标。针对所提评价指标,在PSCAD/EMTDC环境中对3个模型展开仿真测试,给出2个等值模型的综合评价结果：在对仿真速度要求不高时,馈线等值模型评价综合值更高,具备多种问题分析能力,普适性更好。所提综合评价体系从仿真层面出发,实现了对风电场站等值模型包括稳态运行点、小干扰、暂态运行条件、集电网络空间体征、仿真速度多项指标的全方位评价。     

大规模风电集中接入的输电网扩展规划平台研发

为满足大规模风电集中接入对输电网扩展规划提出的安全性与经济性需求,提出了建设含大规模风电集中接入的输电网扩展规划平台的总体方案。应用综合考虑风险及经济性的输电网优化规划理论,开发了以风电场群功率波动分析、输电容量优化为核心,集运行中风电场出力的历史数据采集与管理、待建风电场信息处理以及最优规划方案综合评价一体化的信息管理和输电网扩展规划系统。构建了基于历史出力数据的风电场群出力汇聚演变模型、提出了利用在役风电场群历史出力规律性预测规划目标年风电场群出力的实用方法、建立了面对输电网的综合评价指标体系,为进行详尽的数据挖掘分析、高精度的出力预测、准确的方案评估和全局化的输电网扩展规划管理,提供了有力的技术支持。     

江西省高山风电场选址方法

随着江西省风电开发由“下湖”走向“上山”,高山风电场将成为未来江西风电发展的主力军.风电场选址需考虑的因素较多,部分因素只能作定性描述,综合分析较为困难;同时,与平原、海上等处的风电场相比,高山风电场又具有其自身的特性.为此,建立一套高山风电场选址评价指标体系,并在此基础上提出一种适用于高山风电场选址的方法.该方法通过对各评价指标进行综合分析来判断选址的可行性及优劣性,进而选出综合评价较优的风电场.最后,将该方法运用于工程实践,证明该方法具有一定的可行性.     

风电场相变储能膨胀发电系统容量配置方法

为提高风储发电系统可持续运行能力,提出改进的风电场相变储能膨胀发电系统,对该系统的最优容量选取办法进行了研究。首先采用中值滤波法对特定风电场历史年风电功率数据进行分解,根据风电场实际出力平稳分量与调度水平之间的功率差值制定相变储能膨胀发电系统分频控制策略;然后利用非参数估计计算满足给定风电可调度性置信度水平的系统最优功率交换水平。定义储能系统可持续运行能力评价指标,并与考虑功率投资成本、能量投资成本和保障系统可持续运行投资成本的综合经济学评价函数进行折中,计算系统最优能量交换水平。最后,以配备蒸汽直冲式双螺杆膨胀发电系统的风电场为例进行说明。     

基于等可靠性准则的风电场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。建立风速、风电机组和风电场出力模型,并考虑尾流效应,将风电场处理为等效的多状态发电机组。基于发电系统可靠性指标定义了风电场的容量可信度,采用截弦法计算得到风电场的容量可信度。以加入风电场后的IEEE RTS-96系统作为算例进行评估,通过风电渗透率、系统备用、常规机组强迫停运率等因素对风电场容量可信度的影响分析,验证了该方法的正确性和有效性。     

风电场场站级降功率控制策略优化研究

场站级功率控制系统是风电场跟踪电网调度指令、控制风电机组的关键。为优化风电场功率控制系统,减小调节过程产生的风机频繁启停和动作损耗,本文考虑恒频变桨风机的运行机械特性,提出功率调节评价指标体系,使用熵值法修正的层次分析法确定指标权重,通过模糊综合评价对机组评分,进而提出风电场降功率优化分配模型。最后以某风电场实际算例对所提评价策略和优化模型的有效性进行了比较验证。     

计及风电场的发输配电系统可靠性评估

考虑风速时序性和自相关性的特点,建立了风速的自回归移动平均(auto-regressive and moving average,ARMA)模型,并结合常规机组、线路和变压器等状态模型,建立了基于蒙特卡罗仿真方法的风电场可靠性模型,对含风电场的发输电组合系统进行可靠性评估,同时建立了发输电组合系统的多状态机组等值模型,将该等值模型与配电系统相结合,计算了平均停电频率和停电电量损失等配电网可靠性指标,通过分析和比较可靠性指标研究了风电场对配电系统可靠性的影响,结果表明风电机组的接入对提高电力系统可靠性具有一定的作用。     

风电场容量可信度及其若干影响因素分析

风电场的容量可信度是衡量其发电容量价值的基本指标,也是风电场规划选址的一个重要参考依据,为此．首先采用时间序列分析法模拟每小时的风速值．并结合风电机组的强迫停运率等数据,建立风电场的可靠性模型：其次．采用抛物线法计算风电场的有效载荷容量：最后利用序贯蒙特卡罗模拟法,研究胍电场的容量可信度。该方法不仅可计及风速的时序性．还能准确评估系统的频率指标。在此基础上,通过IEEE—RTS79标准算例仿真计算．对比分析采用不同指标衡量系统可靠性时．容量可信度计算结果的差异．并研究影响容量可信度大小的主要因素。