风电集群接入系统规划的混合整数线性模型

作为大规模风电集中并网的首要环节,风电集群接入系统研究方面缺乏有效可靠的规划方法。在风电集群并网输电工程各项费用建模的基础上,以规划的整体经济性最优为目标,综合考虑各风电场年出力特性及工程规划实际情况,结合等效重构、栅格地图、分段线性化等方法,提出了风电集群接入系统规划的混合整数线性规划模型。该模型能够对实际大型风电基地工程中风电集群的划分、并网输电工程的容量配置、汇集升压站的优化选址和风电场公共连接点的选取等方面的决策进行综合协调优化配置,获取整体经济效益最优的方案。为增强模型的实用性,提出了汇集升压站局部选址优化方法,使得在提升模型精度的同时,缩短模型求解的时间。算例结果验证了所提模型和方法的有效性。     

大规模风电接入输电网的源网联合规划

随着电网中风电比重的不断提高,电网有限的输电能力造成的输电阻塞和弃风现象严重制约了风电的消纳。为提高风电的消纳能力,同时考虑电源和电网规划运行,以系统建设运行成本与弃风水平最小化为目标建立源网联合规划双层模型:外层-源网规划模型主要关注长时间尺度的系统网架规划问题,以系统建设运行成本和弃风水平最小为多目标;内层-系统运行模型主要关注短时间尺度的系统运行问题,以系统运行成本最小为单目标。通过改进型非劣分类遗传算法(NSGA-II)和CPLEX联合求解,得到风电最优的接入选址和输电网最佳扩容方案。通过算例分析了不同规划场景下的优化方案,所提规划模型能够有效提高风电消纳水平,减少系统投资运行成本。     

大规模风电接入的输电系统价值规划方法

介绍了华东大规模风电接入的背景,提出了大规模风电接入的输电系统价值规划方法。研究了输电系统的全寿命周期成本和财务效益,在此基础上建立了以收益最大为目标的价值规划模型,同时考虑规划的成本和效益,并且分析了大规模风电接入的环保效益。算例分析结果验证了价值规划模型的有效性,对实际电网规划具有指导意义,大规模风电接入带来的较高的环保效益符合国家可持续发展的战略需求。     

风电经分频输电装置接入系统研究

基于分频输电理论,提出了一种全新的风力发电馈网方式--风电场经分频输电装置接入系统方式.该方式将风电场中所有风力发电机组发出的变化的低频电能通过控制系统收集到一起,经过远距离输电后再经过分频输电装置统一接入负荷中心.该方式通过降低输电频率来减少输电线路的电抗以及减少齿轮箱的增速比,提高了效率、减少了投资.算例以某实际风电场为例,分析了变速变频方式下风力发电机组的特性,与恒速恒频方式相比,该方式有效地提高了风力机的输出功率.     

含风电接入的发输电系统风险评估

考虑风速的随机性、风电机组的功率特性、风机运行条件、风机的降额运行状态、风电场升压变压器和高压输电线路故障率等因素的影响,建立了风电场可靠性模型。针对风电接入情况下传统评估方法样本容量大、效率低等不足,提出了基于分散抽样蒙特卡洛算法的含风电场发输电系统风险评估方法,此抽样算法将[0,1]区间分成若干子区间,在抽样后分别对每个子区间进行系统状态判断和指标计算,从而增加故障状态的抽样频率,提高抽样效率,在满足精度要求下,有效地减少了抽样次数。针对风电的随机性和间歇性等特点,给出了关于风电接入系统的风险指标,该指标能分别反映风电接入对发电系统和输电系统的影响。通过对改进IEEE-RTS79算例的计算分析验证了所提评估方法和指标的有效性。     

计及风险控制策略的含风电机组的输电系统规划

采用概率方法描述与风电机组相关的不确定性因素,并利用半不变量和Gram-Charlier级数展开理论计算支路概率潮流。在此基础上,通过在规划模型中引入风险控制策略,设置支路潮流不越限概率、系统潮流不越限概率和系统潮流裕度概率,以最大化系统抵御安全风险的能力;将系统潮流不越限概率和系统潮流裕度概率联合起来作为系统安全性风...     

锡盟特高压配套风电基地输电规划研究

立足于改善电源结构,优化资源配置,充分利用锡林郭勒盟风资源优势,对锡林郭勒盟特高压交直流配套7000 MW风电基地的电力送出开展输电规划研究.结合地区电网及受端电力市场空间,指出锡盟风电基地的市场定位是与火电基地共同通过特高压交直流输电通道送至华北、华东地区;根据风电出力特性、火电出力特性以及特高压交直流通道的运行方式...     

大型集群风电有功智能控制系统设计

分析了大规模风电接入甘肃电网对调度运行产生的影响,提出了风电有功功率控制的思路,介绍了大型集群风电有功智能控制系统的配置方案、系统功能、控制策略设计原则,以及控制系统与风电场之间的控制接口方案和控制方法.该系统已投入工程运行,使得各风电场的发电量普遍提高,取得了很好的控制效果,既保证了风能这一绿色能源得到有效开发和充分利用,又保证了电网的安全稳定运行.     

大型风电集群无功电压特性研究

通过研究大型风电集群所具有的无功电压特性,为制定风电集群无功电压综合控制方案提供借鉴.通过对瓜州地区风电集群实际有功出力的统计分析,及进行大量的离线仿真计算,分别研究了风电集群在长时间尺度和短时间尺度下的有功出力特性,风电场并网点的P-V特性,风电集群无功损耗的分布状况,风电集群接入的电网所具有的无功电压特性,电网的短路容量与风电集群电压稳定性的关系,初步揭示了大型风电集群的无功电压特性.     

考虑大规模风电接入的电力规划研究

由于风电出力的不确定性、反调峰性和风电场选址的限制等问题,大规模风电并网后要求电力系统留有更多的备用电源和调峰电源,且电网结构薄弱远距离输送能力有限,使得多数风电场出力无法被消纳,对系统的稳定运行、电源规划和电网规划等方面造成了很大的负面影响,阻碍了风电的规模化应用。分析了大规模风电接入对系统可靠性、系统备用以及运营成本等带来的挑战,从电力规划角度回顾和评述了国内外风电接入系统在电源规划、电网规划以及电源电网协调规划等领域的研究进展和研究现状,明确了该领域的研究重点和研究方向。     

基于直流风电机组的风电全直流输电系统设计综述

随着海上风电场远海化、大规模大容量化发展,由直流风电机组构建的风电全直流输电系统,凭借其可以避免使用笨重的工频交流变压器,解决因交流电缆导致的无功充电电流问题等特点,已成为海上风力发电技术研究的热点之一。文中首先根据升压方式的不同将风电全直流输电系统方案分为升压装置升压型和串联升压型两大类;其次根据系统结构的不同,进一步将升压装置升压型系统方案分为集中升压型、两级升压型、机端升压型升压站直流并联型以及升压站直流串联型五种系统方案,将串联升压型系统方案分为直接串联型、串-并联型、并-串联型以及矩阵型四种系统方案;然后介绍了各种方案的系统结构及其优缺点,并对各种方案的特点进行了分析与比较,结合各种方案特点指出其适用场景;最后就目前风电全直流输电系统研究存在的主要问题及发展趋势进行了总结与展望。     

适应风电接入的异步联网高压直流输电系统自适应调频控制策略

大规模风电接入高压直流送端系统将导致系统惯量降低,送端系统调频能力不足。为充分挖掘直流和风电协同调频的潜力,提高含风电高压直流送端系统的调频性能,提出一种基于频率轨迹规划的异步联网高压直流输电系统自适应调频控制策略。分析了含风电高压直流送端系统的频率控制特性;综合考虑风电主动频率支撑和直流辅助频率控制,以频率偏差和频率变化率为量化指标,生成参考频率轨迹;在此基础上,对频率轨迹进行区域划分,以参考频率轨迹为基准,实现高压直流输电对送端系统频率的自适应调节。基于MATLAB/Simulink平台搭建改进的两区域4机模型进行仿真分析,验证了所提策略的有效性和优越性。     

输电系统规划的柔性决策方法

本文提出的输电电系统规划的柔性决策方法,为求解多重预想环境下的电网主展问题探索一条新途径。文中通过一个实际算例,显示了该方法的可行性和有效性。     

大型风电场接入对交直流并行输电系统频率影响研究

针对风火打捆经交直流并行输电系统送出的情况,搭建了含交直流并行输电线路的四机两区模型以及大型风电场模型,将大型风电场加入到四机两区模型当中。通过仿真对用风电代替火电时系统受到扰动时频率变化进行对比,得出风电机组的接入会使得系统的频率特性变差。并在系统中加入同时考虑交流线路和直流线路传输功率变化的自动发电控制(AGC),仿真结果表明,所设计的AGC能够有效的改善系统的频率特性,提高系统的稳定性。     

计及可用输电能力的含大规模风电的输电系统规划

大容量风力发电基地的快速发展给电力系统安全与经济运行带来了新的问题,对输电系统进行规划时,既要考虑具备足够的可用输电能力（available transfer capability, ATC）以容纳大规模风电并网, 又要避免输电容量过分冗余造成投资浪费。在此背景下, 针对含有大容量风力发电的电力系统, 提出了一种计及ATC的输电系统规划随机优化模型, 主要内容包括:（1）在考虑风速和负荷等随机变量之间相关性以及线路和发电机故障概率的基础上, 构造了ATC概率模型;（2）采用拉丁超立方采样和灵敏度分析相结合的方法求解ATC概率模型;（3）构建以输电线路投资成本最小和ATC期望值最大为目标的优化模型, 将输电系统规划的经济性和运行风险进行有机结合。采用遗传算法求解所建立的输电系统规划优化模型, 并用18节点和46节点算例系统说明所发展模型和方法的基本特征。     

柔性分频输电系统的构建规划及关键设备技术综述

传统工频交流输电方式受长距离海缆充电无功功率的限制,直流输电方式又受到海上换流站建设与维护成本的制约。柔性分频输电系统通过降低输电频率,极大提升了传输容量与输电距离,在海上风电高效输送领域具有竞争力。文中首先全面论述了柔性分频输电系统的优势。其次,详细阐述了以频率优选为决策变量的构建规划技术以及具有异频交互特性的稳定性分析方法。然后,分析了频率变化对关键分频设备特性的影响,并重点对比了铁磁型交交变频装置和电力电子型变频器。最后,就柔性分频输电系统需要进一步突破的静动态特性和电磁暂态特性分析、样机研制与系统验证等技术难题进行了展望。     

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。     

大规模风电接入下的河西走廊远距离大容量输电

为了保证电网的运行安全,在西北、新疆电网联网的条件下,对河西走廊远距离大容量输电问题进行了数字仿真研究,着重分析了河西走廊在风电大规模接入情况下的输电能力及相关敏感因素的影响;同时,为保证电能的顺利送出,还从系统正常运行和故障状态两个层面,就其中矛盾较为突出的风电波动带来的电压无功控制以及严重故障下的安全控制措施配置等问题进行了探讨。研究结果表明:线路串补、线路类型、河西通道开机方式以及电力系统稳定器(PSS)等都对河西750kV线路的输电能力有一定的影响;同时在风电投运后,风电带来的系统电压大幅波动以及系统安全控制措施配置方面的困难都将对系统的安全稳定运行带来新的挑战。针对上述问题,给出了提高通道输电能力和保证系统正常运行的初步措施和建议。