考虑电网惯量及调频要求的储能配置规划

随着新能源接入电网规模的不断增加,电网灵活性受到了新的挑战,与此同时,在中国东部沿海省份,高比例外受电挤占电源调节空间并威胁电网安全运行,成为当前亟待解决的问题。为此,以高受电比例的高比例新能源电力系统为研究对象,对高比例新能源电力系统的惯量及调频支撑要求进行分析,并提出针对系统惯量和调频能力需求的储能配置规划模型。首先分析系统的惯量及调频能力要求,其次建立储能参与频率响应的运行模型,基于此,提出了考虑电网惯量及调频要求的储能配置模型。最后以高外受电比例的高比例新能源电力系统为背景仿真验证了配置模型的有效性。     

计及新能源出力波动性的节点状态脆弱性评估

电网的状态脆弱性能够从运行状态角度反映电网所具有的抵御电压或频率扰动的能力.随着高渗透率可再生能源的接入,电力系统的运行方式和安全控制手段变得越来越复杂.有必要对现有的节点状态脆弱性评估方法进行改进,进一步考虑新能源机组特点及其出力波动性进行状态脆弱性评估.文章基于新能源电源并网点对外电网戴维南等值模型,提出一种新能源电源节点脱网免疫指标和计算方法,并在此基础上计及新能源电源出力的波动性,提出一种基于点估计法的新能源电源节点状态脆弱性指标.基于某省级电网实际算例对所述方法的正确性及有效性进行了验证分析.方法 能够对计及出力波动条件下的新能源机组脱网风险进行综合评估,可应用于对新能源电站不同接入方案的评估与规划.     

储能对大比例可再生能源接入电网的调频价值分析

储能可以缓解高比例可再生能源接入电网对电力系统规划、运行等带来的一系列影响。针对高比例可再生能源接入条件下大电网的频率控制问题,分别对储能在改善系统暂态频率稳定性以及改善系统一次和二次调频方面的价值,提出储能需求判据和容量配比分析方法。储能配置的大小与可再生能源接入比例、在线常规电源提供的转动惯量大小、系统暂态频率最低值等因素有关,针对高比例可再生能源引起的系统波动性问题,可以通过配置一定的储能跟踪系统净负荷1 min、10 min波动幅度,改善系统频率控制性能。     

面向高比例新能源接入的电氢耦合系统设想及分析

高比例新能源接入电力系统,其高随机性与波动性将造成系统“源-荷”结构失衡,且高比例电力电子化将导致传统电力系统以同步发电机和机电动态特性为基础的技术特性发生深刻变化。为此,提出了一种采用“送端绿电离网外送-受端离网制氢-氢燃气并网发电”模式的电氢耦合系统,即在送端将新能源电力汇集接入至与交流电网无电气联系的直流输电网络中,在受端满足电解水制氢直流负荷并通过氢燃气发电方式支撑交流电网,从而将大量新能源消纳和新增“西电东送”需求与送端/受端交流电网解耦。所提电氢耦合系统不仅能改善系统电力电量平衡,促进高比例新能源消纳,还能够保障电力系统的安全可靠运行,可为我国高比例新能源电力系统的演进方向提供参考。     

新能源及分布式电源接入浙江配电网适应性研究

为保障新能源及分布式电源与配电网的协调发展,促进浙江省新能源及分布式电源的快速发展,实现能源战略调整,转变电力发展方式,从电源类型、电压等级、城农网等不同纬度考虑,选取典型电网作为研究对象进行分析。从可靠性、负载率、短路电流、电能质量4个方面进行配电网的适应性研究,对比分析了电源接入前后电网运行状态的变化,并对配电网规划建设及运行提出建议。     

特约主编寄语

我国正在建设高比例新能源接入的新型电力系统, 储能是提升电网灵活性、消纳高比例新能源、满足系统供应-需求两侧动态平衡的重要灵活性资源, 支撑新型电力系统运行的关键技术.本专刊围绕储能规划与运行关键技术及应用主题, 分享了最新研究成果, 具体包括储能规划与仿真、储能技术应用、储能商业模式与经济优化以及储能优化运行4个部分...     

适应多元化负荷、电源接入的配电网典型供电方案研究

电力系统运行与控制中存在诸多不确定因素,基于波动性的新能源（风电、光伏等）的大规模电源并网以及电动汽车、储能装置和电能替代技术对应的多元化负荷接入,改变了配电网的负荷结构和特性,导致传统的电源接入方案已不适用,有必要对多元负荷接入电网的规划技术开展深入研究。在调研济宁地区“碳中和、碳达峰”以及清洁能源消纳目标的基础上,明确济宁地区新能源和多元化负荷接入对电网系统带来的压力和挑战,提出适应济宁及山东省电网现状和发展的多元化负荷和新能源接入典型供电方案,支撑山东地区能源结构清洁化转型。     

高比例新能源接入区域电网稳定控制技术探讨

有色金属行业等一些高耗能生产企业为降低生产成本,在具备条件的地区自建电厂或与主网联网或孤网运行.随着国家环保政策从严以及新能源发电成本的大幅下降,建设新能源电源成为新的选择,然而新能源发电具有间歇性且涉网鲁棒性较差,高比例新能源接入后恶化电网面的稳定问题.从高比例孤立电网存在的频率等问题出发,结合实际工程经验,介绍了稳定控制系统、低频低压减载系统、新能源功率控制系统、负荷平衡技术、负荷调频技术、调压调频技术等在区域电网稳定控制中的应用,为新能源接入区域电网稳定运行控制提供参考.     

高比例新能源系统经济运行及储能配置分析

高比例新能源接入电力系统将造成系统功率实时平衡困难等问题，通过对高比例新能源系统经济运行及储能配置进行分析，能够为系统经济、稳定运行提供有效的保障。首先，构建考虑弃风成本、失负荷成本以及碳捕集成本的高比例新能源系统经济运行模型。其次，对高比例新能源系统进行储能容量优化配置，降低新能源功率强随机波动性对系统运行的影响。最后，通过仿真分析不同比例新能源接入对系统运行的影响以及储能容量配置的最优值。仿真结果表明，随着新能源接入比例的提高，系统运行稳定性降低，单位供电成本呈先减后增趋势，合理配置新能源接入比例以及储能容量可以提升系统运行的经济性、稳定性。     

考虑常规机组调峰特性的新能源生产模拟系统

为应对规模化新能源接入电网面临的巨大挑战,通过对宁夏地区常规机组及新能源场站的深入研究,建立了常规电源的出力特性、调峰特性模型,并在考虑网架约束条件下,开发了适用于宁夏电网的新能源生产模拟系统,可用于量化评估新能源发电的接纳能力以及新能源规划的经济性。仿真结果验证了系统的有效性和先进性,可为新能源规划及调度运行部门提供技术支撑。     

中国电力市场在大规模可再生能源并网中面临的主要问题

大规模的可再生能源发电,如风电和太阳能发电,与传统的化石燃料发电、核电和水电相比,给电力系统运行带来了更多的变动性和不确定性。可再生能源发电的成功并网需要对传统的电力市场结构以及相应的输电规划和市场运营方式按不同可再生能源的特点和要求重新审视。对支持电力市场发展所需的基本的输电规划结构进行了分析,也对随着日益增加的可再生能源发电并网,确保电力系统可靠运行的关键问题,如电力市场管理区域范围、备用要求、机组协议以及经济的调度方式,进行了分析和阐述。     

不同渗透率下多种新能源电力系统动态安全域分析

新能源大规模并网会给电力系统的动态安全稳定带来新影响,因此新能源的安全、稳定、高效利用是能源未来的发展方向之一.不同种类的新能源对电力系统的暂态稳定影响各不相同,采用"域"的分析法能够较好地解决这一问题.首先,提出了基于改进的动态差分进化-内点法(dynamic differential evolution-inter...     

兼顾新能源穿透功率和风险的风光火打捆外送电源规划

随着特高压直流输电的发展,科学规划风光火打捆外送电源是充分发挥输电工程可靠性及其经济效能的前提。文中构建了兼顾新能源穿透功率极限和新能源出力反调峰及大波动风险的多目标优化配置模型,以保证输电工程的安全运行。为解决相互矛盾的优化目标,采用权系数法将所构建的多目标优化问题转化为单目标优化问题,通过引入博弈论思想确定权重系数以弥补权系数法主观性强的缺点,并设计嵌套的遗传算法对模型进行求解。对某地区电力系统进行实例规划,以验证上述多目标优化方法的有效性,结果表明所提规划模型能兼顾新能源穿透功率极限要求和新能源出力风险问题。     

协同新能源发展的电网规划关键技术研究

随着新能源的快速发展,研究新形势下电网规划的关键技术迫在眉睫。梳理了协同新能源大规模发展的电网规划的总体思路和工作流程,总结了面对新能源并网的电网规划工作的主要环节和步骤。根据电网规划工作的实际要求,着重从新能源出力特性分析、大规模新能源对电网的影响分析、大规模新能源并网运行评估技术、大规模新能源接入的电网规划方法等几个方面,对电网规划工作中的主要问题和关键技术进行了分析和评述,并指出未来的主要研究目标。     

面向高比例可再生能源电力系统的季节性储能综述与展望

随着可再生能源并网比例持续提高,储能技术的发展受到广泛的关注。季节性储能作为新兴的储能方式,可以实现长时间以及广域空间范围内的大规模能量转移,是消纳高比例可再生能源的重要技术。文中介绍了季节性储能技术的典型类型与发展现状,总结了各种季节性储能的技术性能与关键特征,从季节性储能的建模、灵活运行分析、储能容量需求分析与效益评估、季节性储能优化规划、长-短期储能的协同运行与合理配置等方面综述了电力系统的季节性储能研究现状,从长时间尺度、多能源形式与跨空间范围3个层面分析了面向高比例可再生能源的季节性储能研究的关键科学问题与挑战,展望了未来在季节性储能精细化建模、协调规划、运行控制、综合能源市场等方面需要解决的重点问题,以期为未来研究提供参考。     

中国东部地区核电发展研究

中国东部地区本地能源供应不足,环境污染严重,而且核电一般不参与电力系统调峰,需要深入研究核电发展及_其对电网调峰影响。提出了中国东部地区核电规划研究的原则和方法,以系统电力供应总成本最小为目标,以电力电量平衡、能源供需平衡、系统建设和运行等各种要求为约束条件,研究总体电源规模和结构,包括核电建设规模。在此基础上,综合考虑核电前期工作进展情况、核电功率调节能力,提出地区电网核电推荐装机容量．并测算其环境效益．为中国东部地区完善核电发展规划提供参考。     

考虑新能源并网的能源结构与电源结构多情景优化模型

为综合分析新能源发电并网对我国能源结构与电源结构的影响,将最小化发电成本与污染物排放量作为规划目标函数,建立了新能源与能源结构优化模型。该模型选取一次能源消费量和年新增发电装机量为决策变量,从能源供需平衡、能源消费量、电力供需平衡、电力消费与需求量、装机容量与增长率等多方面入手构建约束条件。通过测算参考情景、能源安全情景和低碳发展情景下我国最优能源结构与新能源发展规模、装机容量和建设时序,对比分析了不同情景下的发电成本效益,并对一次能源消费总量和非化石能源消费比例进行了敏感性分析。分析结果显示,在污染税、碳税的支持下,新能源开发利用规模越大,资源环境效益越大,系统运行成本及能源对外依存度越低。此外,减少化石能源的消费比重,有利于降低能源系统运行成本。     

高比例新能源电力系统的发展机遇、挑战及对策

环境污染、气候变化、能源安全和可持续发展等问题日益突出,全球主要国家已将新能源列入国家能源优先发展战略,高比例新能源发展面临重大机遇与挑战。在介绍了国内外新能源发展的背景和现状的基础上,分析了中国大规模新能源发展的主要特点,以甘肃为例,研究高比例新能源接入电力系统发展的机遇,分析了面临的送出、消纳、系统稳定、运行控制、经济性和效率等一系列挑战,展望了高比例新能源发展趋势并提出了应对措施。     

新能源接入地区电网联合仿真平台构建研究

介绍了电力系统仿真主要应用的RTDS、HYPERSIM、RT-LAB、FPGA、ADPSS等仿真平台,从步长和应用场景对比分析了不同仿真方法的优缺点.立足地区电网对新能源电力系统仿真平台规划建设的需求,提出了RT-LAB和HYPERSIM的数模混合联合仿真平台构建思路、硬件架构和功能,既可进行新能源关键设备并网的精确模...     

含大规模风电与储能元件的电力系统调频技术研究综述*

随着风能的大规模开发与利用,未来电网的风电渗透率将逐渐增高,但是过高的风电渗透率会对系统的安全稳定运行造成一定的影响,尤其反映在频率方面。文章结合国内外的研究现状,分析了大规模风电接入对系统频率产生的影响,并从风电机组自身的调频控制技术(虚拟惯量控制、转子超速控制、桨距角控制)及目前新兴的储能技术两个方面介绍高风电渗透率系统下所采用的调频方法。分析了各种调频方法的原理,并对每种控制策略的优缺点及适用范围进行总结。最后对风电参与系统调频的未来研究方向以及储能技术在电力系统中的应用前景进行了展望。