省级电网全清洁能源供电运行控制技术与应用

电力在能源转型中发挥着重要作用,未来能源转型将呈现清洁、低碳、电气化的发展趋势.主要介绍省级电网全清洁能源供电运行控制技术与应用.首先,介绍了电网实现全清洁能源供电面临的技术问题;其次,分析了电网在全清洁能源供电情况下的电力电量平衡方程;再次,基于电网和水电机组出力约束条件,分析调度发电计划优化函数.最后,以青海近三年...     

水风互补四川清洁能源外送优化

四川省水电与风电全年均有富余电量可供外输。为充分利用四川水风清洁能源且全年季节性互补特性以及川西南特高压直流输电平台的送电能力,考虑通过水风互补、合理优化多回川西南特高压直流全年外送四川清洁能源电量,实现四川清洁能源在更大范围内的资源优化配置,提高川电出口特高压直流输电线路利用小时数。研究表明：通过实现全年水风季节性互补,针对丰平枯不同时期水丰出力特性,调整增加4回特高压直流输电线路外送清洁能源电量后,可增加目前川电出口4回特高压输电线路年利用小时数75~280 h。     

“风火打捆”孤岛特高压直流送端电压和频率控制

为了解决"风火打捆"孤岛特高压直流输送系统的电压和频率稳定性问题,从双馈型风电机组的运行特性出发,提出了一种针对特高压直流系统的孤岛附加控制策略。该附加控制策略通过系统频率的变化改变特高压直流系统的功率或电流指令,实现系统功率的平衡,提高系统的电压和频率稳定性。最后采用实时数字仿真器RTDS(real time digital simulator)对该系统电压和频率稳定性及所提出的孤岛附加控制策略进行了实验论证。仿真结果表明,该附加控制策略可以明显增强"风火打捆"电源与特高压直流输电系统配合时的整体稳定性。     

功率调制在风火打捆孤岛直流外送中的应用研究

特高压直流输电是解决大规模风电外送问题的较好方案。基于DIg SILENT仿真软件,建立风火打捆特高压孤岛直流外送系统仿真模型,深入研究风功率波动情况下对送端换流站交流母线电压、频率波动的影响。提出利用直流功率调制实现特高压直流输电系统不完全跟随风功率波动的控制策略,并研究其关键参数对送端换流母线电压和频率的影响。仿真结果表明,直流功率调制为抑制风功率波动对风火打捆特高压孤岛直流外送系统的影响提供了一种有效的手段,其关键参数调制增益值越大,对电压稳定性的改善越差,对频率稳定性的改善越好。     

考虑大范围多种类能源互补的中国西部清洁能源开发外送研究

中国清洁能源集中在西部、北部,当地用电负荷小,难以就地消纳,需要在全国范围优化配置。从新能源特性的角度研究中国西部地区风能、太阳能、水能等不同种类清洁能源的互补特性,进而研究多能互补在缓解新能源发电间歇性、随机性、波动性方面的效益,提出一种考虑网络约束与新能源随机特性的时序运行模拟技术,并对中国西部新能源大规模开发情景进行生产运行模拟计算。研究结果表明：建设西北与西南联网通道,可以实现多能互补,改善新能源外送电力品质,提高清洁能源外送通道利用效率。     

清洁能源市场化优先替代规则设计及其相关分析

发展清洁能源是能源行业发展的基本趋势,通过市场化机制而不是行政强制方式以清洁能源替代常规能源已成为国内外的共识.在相关国际经验的基础上,结合我国实际分析包含中长期电能量交易、短期临时性电能量交易、现货电能量交易、辅助服务交易和其他交易的清洁能源交易品种体系,设计清洁能源专场交易、清洁能源与其他能源混合交易的清洁能源市场...     

宜昌江南电网清洁能源消纳及外送分析

通过潮流计算、稳定校验、电力平衡等分析,论述了安福合环工程对宜昌江南电网运行特效的影响,重点分析了安福合环后宜昌江南地区清洁能源消纳及外送的薄弱点,为电力系统规划、电网运行方式、用户报装接入等方面提供相关参考。     

适应高比例新能源电源外送的特高压直流控制器

特高压直流输送高比例清洁能源,系统扰动时的过电压问题是制约直流输送能力的关键因素。针对传统比例积分电流控制器的不足,提出一种基于预测直流电流变化趋势的动态参数控制方法,并结合低压限流环节参数优化,明显改善了换相失败期间送端交流系统的低电压和过电压现象。该方法经过实时仿真试验以及现场调试验证,已应用于青海–河南等特高压直流工程中,有效地抑制了暂态故障下的交流过电压,改善了故障恢复期间直流系统性能,有效提升了新能源外送比例。     

特高压直流风电火电联合外送电源规模优化方法

特高压直流（UHVDC）风火联合外送可实现西部、北部风电跨区远距离输送,扩大风电消纳范围。提出了优化特高压直流风火打捆外送配套电源规模的研究方法,首先研究了UHVDC输送火电、风电的技术性约束,包括UHVDC输电运行方式,以及对风电、火电配套规模的影响,提出了配套电源的研究原则及思路;其次,建立了特高压直流风电、火电联合外送配套电源规模的优化方法;最后,以酒泉-湖南±800 kV特高压直流输电工程为例,给出了酒泉-湖南特高压直流风电、火电配套规模,验证了方法的科学性。提出的研究方法对扩大我国北部风电消纳范围,提高特高压直流通道输送效率具有重要意义。     

基于D-PMSG的风火打捆直流外送系统送端功角暂态稳定性研究

风火打捆直流外送是解决能源丰富基地电力消纳问题和负荷中心能源短缺问题的主要方案。研究风火打捆系统送端风电对火电的影响意义重大。本文通过扩展等面积准则研究了基于直驱永磁风力发电机(D-PMSG)的风火打捆直流外送系统送端功角暂态稳定性。当风火打捆系统中D-PMSG输入的功率由受扰严重群减机械功率来平衡的情况下,系统遭受大扰动时,其功角暂态稳定性比纯火电系统的好,且输电方式为直流线路时的功角暂态稳定性比交流输电方式的好。仿真结果与理论分析结果一致,由此可知,由D-PMSG构成的风电场与附近火电厂打捆,经直流线路外送的方案可以提高系统的功角暂态稳定性。     

特高压直流输电工程节能设计实践

特高压直流换流站规模大、设备多、建筑面积大,开展节能设计示范效应明显。介绍了特高压直流工程在提高输送容量、采用大容量节地节能设备、优化站址和平面布置以及建筑物和辅助系统节能等方面的设计思路和方案。     

特高压输电线路分裂导线表面电场特性分析

特高压输电线路能减小走廊面积,有效提高单位输电线路走廊宽度的输电容量,从而提高输电线路的经济效益。特高压输电线路常采用多分裂导线,导线表面电场强度的计算精确度直接影响导线的合理选型和布置。为此,以有限元法为理论基础,以COMSOL Multiphysics软件为仿真工具,以1000 kV特高压交流输电线路为研究对象,建立典型特高压交流输电线路的二维静电场仿真模型,研究分析分裂导线在水平排列、同塔双回、正三角对称、倒三角紧凑型对称布置方式下周围空间电场的分布,以及地面是否水平、是否有杆塔等因素对电场分布的影响。分析结果可以为特高压交流输电线路的设计提供一定的参考。     

特高压输电交易对浙江电力市场的影响分析

介绍我国特高压电网的建设和发展情况,分析了当前特高压输电交易组织模式,总结了"计划手段组织、市场方式落实、交易信息公开"的交易特点,并结合浙江电力市场发展现状,提出了浙江电力市场交易工作和特高压输电交易衔接的相关建议。     

特高压风火打捆送电与江苏电网协调运行研究

研究了一种反映特高压风火打捆送电特性的建模方法。通过对直流送端出力特性现状和调度运行特性的调研,建立了风火打捆送电在电力系统运行模拟中的模型,再结合受端电网的负荷特性,提出了该模型在受端电网负荷高峰月和非高峰月的参数设定方法,解决了特高压风火打捆送电在电力系统生产模拟中的建模问题,具有降低受端电网能耗和运行成本的效果。算例表明,将该风火打捆模型应用到江苏电网场景中,可以提升江苏电网运行效率,同时合理控制风火打捆送电的弃风比例。     

特高压输电通道风火打捆配置方案及其概率灵敏度分析

在特高压输电通道优化运行问题中,如何选择合适的输电容量和风火打捆配置方案对电网经济稳定运行尤其重要,为此文中提出一种规划方法。首先建立了考虑受端电网稳定性和经济性的静态安全指标、暂态稳定指标、电压稳定指标、经济运行指标和电力电量需求指标的指标体系,在此基础上,建立了多目标优化模型,并采用带精英策略的非支配排序遗传算法(NSGA-Ⅱ)进行求解,得到满足各约束条件的非劣解集,作为风火打捆输电的备选方案;然后采用多目标决策方法对备选方案进行排序,得到最优方案;最后基于概率灵敏度分析方法,分析了评价指标体系中各指标值的不同取值及备选方案数量变化对排序结果的影响,以衡量决策过程中各种不确定因素对决策结果的影响程度。此外还对比分析了采用不同的赋权方法和决策方法时,方案排序结果变化情况以及最优方案的鲁棒性。通过某地区电网案例分析验证了所提出规划方法的有效性。     

中国西北清洁能源开发与输送若干问题分析

分析了我国清洁能源发展形势和当前风电大规模开发面临的主要问题,指出必须依靠和建设坚强电网,才能实现风电等清洁能源大规模开发利用。提出了西北大规模开发输送风电的思路和举措,特别强调要加强750 kV骨干网架及外送电通道建设,解决风电大量集中上网和输送问题;同时,借鉴我国水电梯级调度经验实施大区域流域化风电预测和调度,加强电网调峰能力建设,改善电网接纳风电的能力,提高风电开发经济效益和社会效益,促进清洁能源开发利用又好又快发展。     

风火联运源端系统有功优化运行分层协调思路

中国风资源与负荷中心逆向分布的特点客观上形成了含集群风电的多电源联运源端系统,其中最典型的是风火联运源端系统,提高其发电的控制灵活性对于促进风电消纳十分重要。针对"三北"地区风火联运源端系统特点,提出在调度中心和源端发电单元之间建立有功优化运行层,对局部分散的风电场和火电机组进行协调控制,从而提高源端电力的控制灵活性,充分利用消纳空间以提高风电利用率;其中,异特性多类型机组联运的控制复杂性问题、强刚性风火联运源端系统应对可再生能源发电波动性难题是实现源端系统有功优化运行的关键难题。文中从区域风电场群协调模式、多空间尺度分层协调模式以及多时间尺度逐级精细化策略3个方面提出了相应的解决思路;在此基础上,提出多时空尺度分层协调有功优化运行体系,并梳理相应的运行性能评价指标;最后,着重从体系中风火协调层、集群风电协调层两个角度阐述关键技术问题。     

考虑电力市场交易影响的中长期负荷预测方法

市场化改革重构电力行业格局,放开发电计划和售电市场,其引发的自主市场行为比统购统销模式下的发用电行为更加难以捕捉和预测,电网规划面临挑战。为适应新的形势,有必要积极调整电网规划思路,探索创新负荷预测方法。文章从负荷预测的两个方面入手提出改进方法,第一是在中长期负荷预测中考虑加入电价响应的因素;第二是基于负荷分布、电源规划和市场参与者报价的预测结果来模拟市场交易,从而捕捉远期电力市场的分区电力平衡和交易价格水平,反过来修正负荷预测结果。该方法充分考虑了中长期负荷对交易价格的弹性响应,对电力市场环境下的电网发展规划有一定参考价值。     

电能现货拍卖交易中企业间默契合谋行为分析

对电力市场改革中发电企业的竞价行为进行了分析,认为发电企业间竞争疲弱、默契合谋行 为产生的原因是:发电企业、电网企业和监管部门之间有关交易行为和股权结构的信息不对称。文 中分别计算了该发电行业名义性和实质性集中度指标HHI,结合相关企业间交互参股的经验考 察,得出了有意义的结论:该发电行业名义上处于弱寡头竞争市场,实质上处于发电投资公司实质 性控股的强寡头竞争市场。为了保证电力市场交易的竞争性和有效率,在短期无法改变发电企业 间股权结构的前提下,文中给出了治理发电企业间默契合谋行为的3条微调交易规则的对策:一是 改变市场现货结算方式;二是改变发电企业申报电价和出力的方式;三是改变现货成交电量的构成 方式。