酒泉直流送端风火打捆研究

酒泉至湖南±800 kV特高压直流实现风电与火电打捆外送电力8 000 MW。为得到直流风火打捆的比例,通过分析直流送端风火打捆的必要性,结合甘肃实际风电出力特性对直流配套的风电一火电一直流理论输送容量进行计算,比较不同配套火电规模下火电及直流利用小时数、弃风电量以及直流送电曲线,最后给出合理的酒泉直流风火打捆比例及合适的配套火电规模范围。     

风火打捆送出系统稳定特性研究和运行策略优化

为解决粤西海上风电集群与火电打捆送出的同步稳定问题,首先研究了风火打捆送出系统的同步稳定特性和影响因素,然后提出了提高风火打捆送出系统风电渗透率和同步稳定特性好的风电机组优先发电的运行方式优化策略。最后构建了风电场集群整体硬件在环接入的实时仿真系统进行验证,仿真结果表明所提出的同步稳定性提升策略可以提高风火打捆送出系统稳定极限,有力提升了风电并网消纳率和电网安全稳定水平。     

基于量子粒子群算法的风火打捆容量及直流落点优化配置

针对如何根据调峰容量等约束条件,优化风电、火电容量配置及送电落点问题,以风电外送输电工程建设投资、输电损耗和弃风电量损失为优化目标函数,提出以功率平衡、风电变化速率与火电调节速度匹配为约束条件,基于量子粒子群优化算法研究直流外送落点及风火打捆容量的优化配置问题。量子粒子群优化算法采用量子理论中的叠加态特性和概率表达特性,潜在地增加了粒子群算法中种群的空间分布多样性和全局寻优能力。运用量子粒子群优化算法以及构建的优化模型,以解决我国风电跨区消纳为目的,对某实际规划区域的风火容量进行优化配置,证明了所提模型和方法科学、有效。     

吉林电网风电调度自动化系统设计

提出了吉林电网风电调度自动化系统的设计方法,该方法要求风电场上报发电计划,省调据此将风电纳入到日前开机计划和日内电力电量平衡中,同时考虑电网的各种约束条件,编制风电场的发电计划曲线并制订风电大规模接入地区的自动电压控制(AVC)策略,风电场根据曲线控制有功出力,同时根据AVC策略进行风电机组无功出力的调整和升压站的无功...     

考虑电解水制氢消纳弃风电量的制氢容量规划

为充分利用风电场弃风电量,提高风电场效益,提出风电场配套规划建设一定容量电解水制氢以消纳弃风。首先根据同一地区往年风电出力数据,模拟新建风电场出力时序曲线,然后根据电网中机组最小出力计算风电场弃风电量,最后建立电解水制氢消纳弃风电量模型,以经济效益最大为目标,利用粒子群算法求解得到最优制氢容量配置方案。以修改后的IEEE14节点电力系统为例,利用2021年比利时风电场实际出力数据进行模拟,验证了算法的有效性。     

基于CVaR的风电场群外送输电容量及储能优化配置研究

风电的大规模开发利用有助于缓解能源紧缺问题,然而,风电出力的波动性大并且其能量密度低,在进行风电外送的出线容量规划时,必须考虑风电功率整体波动特性的影响。本文以平抑风电功率为目标,基于低通滤波原理,并利用储能配置平抑风电功率输出,在一定置信水平下,基于CVaR对风电场群外送输电容量和储能功率及容量配置进行优化。通过算例表明,本文所提出的模型不仅可以降低外送输电容量上的投资,并且决策者可依据弃风电量和惩罚电量的大小选取合理的置信水平,而对外送输电容量和储能功率及容量进行优化配置。     

基于LCC的风电场群功率输出容量优化方法研究

风电出力的随机性和间歇性等特点,影响了电力系统的可靠性和经济性,因此研究风电功率外送输电容量优化方法,制定规划方案,提高风电输送能力,推进风电外送输电工程的建设以满足大规模风电的外送需求非常必要。首先研究了含风电场群的输电网规划模型方法,然后引入了全寿命周期成本理论,分析了风电场群功率外送输出容量的优化问题、含风电场群的输电网规划与经济性的评价和风电场与输电网规划相协调的规划模型方法。以全寿命周期成本最小为目标提出规划方案,促进含风电场群的输电网优化规划的合理布局。在考虑资金时间价值的基础上,通过对实例分析,验证了所提优化方法具有理论价值和现实意义。     

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。     

大规模风电并网电力系统动态清洁经济优化调度的建模

本文建立了充分体现环境保护和风电特性的火电和风电的新的运行价格理论模型:1)在风电价格方面,提出风电场出力可信度基础上的风电备用容量补偿成本及风电场"负效率"运行(negative efficiency operation of wind farm,NEOWF)的概念,在此基础上定义了风电场负效率功率(negative efficiency power of wind farm,NEPWF),并建立基于风电场极限穿透功率的NEPWF的惩罚成本模型;2)火电价格方面,在传统火电价格基础上,考虑了火电机组的排污特性,并用名义环境补偿成本来量化其火电环境成本。构建了一个新的清洁经济优化调度模型。基于遗传算法(genetic algorithm,GA)和某含风电的区域电网算例来进行仿真验证,结果表明,所提出的模型为解决风电并网运行提供了一种对策。     

特高压交流通道风火联合送电问题研究

风电的大规模发展需要解决市场消纳和送出通道问题。我国大型煤电基地大多为风资源丰富地区,如何借助特高压输电通道,在输送火电的同时搭配一定风电比例送出,对于我国可再生能源发展规划目标的落实和远距离输电通道资源的充分利用都是很有意义的。以锡林郭勒盟(简称锡盟)至南京特高压交流输电通道为例,论述利用特高压交流外送通道打捆输送风电火电的主要原则,分析影响风火联合送电的关键因素,提出风火打捆合适容量的理论计算方法,并通过算例给出锡盟煤电基地外送的风火装机容量和经济性分析。可为今后开展风电送出研究提供重要借鉴,对锡盟煤电基地的风电发展提供决策支持。     

考虑风电最大化消纳的电力系统多目标优化

风电出力存在随机性和波动性,可灵活调节电源配置比例偏低,给风电消纳带来巨大挑战。为实现风电最大化消纳,提高电力系统经济运行效益,本文构建了考虑购电成本最小、风电消纳电量最大的多目标优化模型,采用第二代非支配排序遗传算法对优化模型求解;搭建含5台火电机组、1个风电场的电力系统模型,仿真验证了多目标模型及算法的有效性,实现了购电成本最小和风电消纳电量最大的目标。     

考虑预测误差的风电场电量投标博弈分析

随着电力市场化改革的深入发展,风电等新能源需要逐步与火电等其他传统电源进行竞争,同时风电等新能源出力的不确定性也增加了其在市场上博弈的复杂性。文中针对现货市场中风电场采用电量投标模式下的利益博弈问题,考虑风电出力的不确定性及预测误差,基于日前、日内2级现货市场出清模型,推导了风电场在不同投标组合情形下市场博弈均衡点的解析式,并采用实际风电出力及预测数据进行了仿真验证。对市场均衡下的风电投标结果进行分析,结果表明:在风电场电量投标模式下,风电场的博弈策略与风电出力预测值及预测误差有关,风电场可通过提高预测精度降低其投标收益风险;同时,此投标模式下风电场的投标策略出现了日前电量持留,加剧了风电场的投机行为,增加了市场运行风险。     

考虑风电及分时电价的机组组合问题研究

近年来,风电等清洁能源的接入以及负荷侧分时电价的管理增加了电网调度的复杂性,为实现在风电接入及分时电价管理背景下的火电机组的经济调度和分时电价策略优化,首先研究了负荷需求对峰谷时段电价的响应模型,接着基于模糊机会约束理论建立了考虑风电及分时电价的机组组合模型,然后提出了一种双层混合粒子群算法求解该机组组合模型,以得到与风电相配合的分时电价定制策略以及火电机组出力值。最后仿真结果表明,所提出的方法可以实现负荷侧分时电价策略与供电侧火电出力的有效配合并降低火电机组的发电成本。     

基于混合整数线性规划的风电场有功优化调度

大规模风电并网背景下,风电场的有功优化调度对调度控制和电网安全运行至关重要。在风电场风速分布和风电功率有效评估的基础上,以风电机组的出力以及开停机状态为决策变量,考虑风电场弃风以及机组启停,建立了以风电场运行成本最低为目标的风电场优化调度模型。提出了风能利用系数的分段线性化方法,进而建立了基于混合整数线性规划的风电场优化调度模型。实际风电场的算例分析表明,该调度模型可在满足调度部门指令需求的前提下,给出风电场内最优的机组启停计划和出力安排,有效减少弃风及启停次数,降低风电场运行成本。     

计及多能源分频互补的新能源并网调度优化

风电、光伏发电等新能源电力的强波动性、弱支撑性给电力系统稳定性带来不利影响。为此,在研究风电、光伏出力随机波动特性的基础上,通过离散傅里叶变换(DFT)分析补偿风、光电联合出力的电力曲线功率频谱密度,提出利用火电、水电、储能等多能源分频补偿控制模式以应对高比例新能源并网波动问题。首先利用两次小波包分解将波动补偿量分解为低频、中频与高频分量;然后以年运行成本最小化为目标在引入波动量罚系数的基础上根据不同能源机组出力特性优化不同补偿机组容量。通过对西部某地区风电场群及光伏电站数据进行分析,验证了所提调度优化方法的正确性和可行性。     

风火打捆直流送出系统次同步振荡及传播特性研究

风火打捆直流送出系统由于电力电子设备与交流电网的交互影响,可能引发系统次同步电气振荡,甚至火电机组轴系扭振。为深入研究这一现象,首先分析了风火打捆直流送出系统次同步振荡的原理。然后基于某实际区域电网参数,在PSCAD软件中建立了含火电、风电、直流的500 kV、220 kV电网模型,激发出特定条件下因风电场次同步电流谐波引发的火电机组轴系扭振现象。分析了风电场次同步谐波引发火电机组扭振的必要条件,同时仿真分析了线路谐波阻抗、电流振荡频率和方式检修等对次同步谐波传播路径的影响。     

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...     

基于改进粒子群的风电-火电-蓄热电锅炉联合优化调度

蓄热式电锅炉是增加风电-火电系统弃风消纳的重要手段,但是当前风电成本仍高于火电成本,风电消纳和降低蓄热式电锅炉用能成本存在矛盾,考虑多方效益,合理优化风电、火电机组及蓄热式电锅炉的出力,对于降低用能成本、提高风电消纳具有重要意义。文章建立了考虑多目标的含风电、火电机组和蓄热式电锅炉的优化调度数学模型,通过采用偏小型隶属函数将以风电、火电机组运行成本最低和弃风量最小的多目标函数转化为单目标函数,在满足各部分约束条件下求取隶属度最佳的风电、火电机组出力。进一步,提出一种改进的粒子群算法,对上述模型求解。该算法可以跳出局部最优解,具有较快的收敛速度和较高的计算精度。最后,基于某电网的实际数据进行仿真,仿真结果验证了所提方法的有效性。     

基于相关性分析的风电场功率限值分配算法

当风电出力超过电网接纳能力时,电网需要限制风电场的出力。基于风电场功率预测信息按比例初步确定风电场功率分配限值;以随机变量相关性分析为理论基础,描述风电场出力之间的相关性对整体出力波动性的影响。以减小风电电量损失为目标,考虑风电场装机容量的差异,基于风电场出力之间的相关系数修正风电场功率分配限值。以位于同一地区的5个风电场组成的风电场群为算例,对所提出的风电场功率分配限值修正方法进行验证。计算结果表明,风电场实际出力更接近理想出力曲线,减小了弃风电量,验证了方法的有效性。     

风火打捆经直流送出的次同步振荡分析与抑制措施

传统火电机组与直流输电控制器相互作用会产生次同步振荡,大规模双馈风电机组接入对这种振荡产生的影响有待深入研究。本文建立了风火打捆经直流送出的典型模型,并对风火打捆经直流送出系统次同步振荡机理进行了分析,结果表明双馈风机接入能够缓解直流输电引起的火电机组次同步振荡,且风火打捆比例越高效果越好。分析了风机变频器特性与系统运行工况对火电机组次同步振荡的影响,结果表明,风机转子侧变频器内环增益系数增大、内环积分时间常数减小、直流输送功率上升、送端交流系统减弱、直流输电整流侧控制器积分时间常数减小、换流器触发角增大,会引起火电机组振荡加剧。对工程应用较多的直流附加宽带通式次同步阻尼控制器(SSDC)在风火打捆经直流送出系统中的适用性进行分析与验证,结果表明,宽带通式SSDC仍具有抑制效果。