热稳定约束下断面输电极限分析方法

针对N-1热稳定问题,应用电力系统商业软件BPA和灵敏度分析方法决定送、受端发电机机组的调整顺序,提出了一种考虑N-1热稳定约束的断面输电极限分析方法。应用该方法对广东电网2006年4种典型运行方式的热稳定问题进行了分析计算,发现了广东电网的热稳定薄弱环节,分析了广东电网主要供电断面热稳定约束下的输电极限。分析结果表明,该方法快速、准确,且适用于实际工程。     

赤峰电网风火联合控制策略研究

赤峰地区风力、煤炭资源丰富,是东北地区重要的电力能源送出基地,但与辽宁电网的联络通道易受自然灾害的影响而发生同塔故障,引发暂态稳定和电压稳定问题,制约赤峰电网外送能力,影响新能源消纳水平。针对此问题,从机理上研究风火联运送出系统静态稳定极限的规律。依据赤峰电网电力平衡结果,应用电力系统综合稳定分析软件PSASP进行仿真计算,分析风电接入对赤峰电网暂态稳定的影响,对比分析不同方式下的风电接纳能力与外送极限,给出适用于赤峰电网的风火联合外送控制策略。结果表明,联合控制策略可有效提升赤峰电网的外送极限,改善风电接纳能力,为赤峰电网实际规划运行提供技术依据。     

风电基地连锁脱网风险评估方法及送出能力研究

风电机组连锁脱网是限制大型风电基地安全送出的一个重要因素,提出了一种考虑风电预测误差分布和线路故障概率的风电机组连锁脱网风险评估方法及风电基地送出能力确定方法。采用t-location scale(TLS)分布描述风电功率预测误差分布,采用暂态仿真方法评估短路故障发生后电网运行状态,统计分析了风电机组脱网容量、母线电压越限、线路潮流越限和系统频率越限等风险指标。引入风险阈值计算方法,直观地确定了考虑风电机组连锁脱网风险的风电基地安全送出能力。最后,以国内某大型风电基地为例,验证所提的风险评估方法及送出能力确定方法,与静态电压稳定、N-1等方法确定的送出能力相比更符合实际,分析了无功补偿配置和风电接入方案对风电机组连锁脱网风险的影响,验证了所提方法的有效性和实用性。     

风电场无功损耗特性及其补偿裕度分析研究

随着并网风电容量的增大,风电场的无功补偿问题日益受到关注。对风电场结构进行分析,并在此基础上分析风电场内各元件的无功损耗特性;针对某实际风电场,计算并网点电压及变压器变比变化时无功损耗的变化范围;研究该风场在不同场景中,风电场无功补偿设备"N-1"及"N-2"时的无功补偿裕度及其变化规律。     

电网限负荷条件下风电场一次调频策略

随着风电并网容量的增加,电力系统的调频、调峰问题日益突出,这就要求风电场应具备功率调节和频率调整的综合控制能力。根据风电机组的风速状况提出超速控制和桨距角控制协调的减载控制方案,使得预留的功率既可满足风电场的限负荷控制要求,也可作为风电场的调频备用。同时,根据风电场自身的运行状况整定风电机组的静态调差系数,并结合风场的功率分配策略,使风电场能在电网限负荷条件下尽可能地支持电力系统的频率调整。仿真结果表明,所提出的方法能满足电网限负荷指令,改善系统的调频特性,并缓解常规发电厂的调频压力,充分利用限负荷条件下的"弃风"资源。     

风电系统容量的优化配置探讨

通过仿真软件和遗传算法2种途径,对风电系统容量的优化配置进行了研究,旨在分析风电容量占电网总容量的最佳比例。研究确定了适于Matlab优化工具箱(Optimization Toolbox)的目标函数和约束条件。将遗传算法理论应用于风电穿越功率的研究,建立了基于遗传算法的优化数学模型,构造了带有惩罚项的适值函数,设计了优化计算流程。以布尔津风电-水电网络为具体的研究对象,采用2种方法对风电系统临界稳定的容量进行优化配置的计算仿真。利用Matlab优化工具箱对布尔津风电-水电网络的优化结果为:当风电总容量占电网总容量13.9%时,系统失稳,结果与该电网实际投运风电容量13.9%时仍稳定运行的情况不符。利用遗传算法对该电网风电容量的优化结果为:15.2%是该电网风电穿越功率的上限。     

考虑弃风限制的电网鲁棒安全经济调度

含大规模风电接入的电网,其所能消纳的风电出力区间受到电网备用容量和线路传输功率两方面约束。该文提出设置最优弃风限制来确定安全风电出力区间,保证电网备用容量充裕且各条线路的传输功率不越限。在算法上,将初始风电出力区间转化为含{0,1}整数变量的双线性规划(BLP)问题,并且运用BIG-M理论将BLP问题转化为混合整数线性规划(MILP)问题,从而达到整体求解效果。采用改进的IEEE 14节点系统进行算例测试,分别分析了电网备用容量和线路传输功率对初始风电出力区间的影响,最后优化得到可行的安全风电出力区间,优化结果表明了该方法的有效性和可行性。     

贵州某区域电网风机脱网事故反演与分析

近年来贵州省大力发展风电,但其大部分风电场远离负荷中心,从地区电网末端接入,存在局部电网稳定性相对薄弱的情况。针对贵州某区域电网发生的大规模风电机组连锁脱网事故,在DIgSILENT/PowerFactory平台上采用实际参数搭建风场及电网模型,并进行事故反演仿真。基于该反演仿真,进一步梳理了事故中大规模风电机组脱网的发展过程,分析了风机脱网对该区域电网电压和频率稳定的影响。最后,基于该区域电网模型,对提高风电机组低/高电压穿越能力、应对大规模风机脱网的策略进行了验证分析,仿真实验结果表明以上策略应用到该区域电网中的具有有效性及局限性,可为研究其他区域电网类似问题提供参考。     

赤峰地区电网安全稳定研究

根据电网安全稳定运行的需要,研究了赤峰地区电网稳定问题,分析了赤峰地区电网安全运行应具备的稳定控制措施,提出了相应的稳定控制方案.     

大规模风电接入对电力系统暂态稳定风险的影响研究

大规模风电接入电网可能影响电网运行状态,造成系统暂态稳定特性改变,量化大规模风电接入对电力系统暂态稳定风险的影响,是保证风电消纳和电网安全的重要课题。在研究系统暂态稳定性分析中的风电模型和电网故障严重程度的基础上,提出一种评估大规模风电接入的电力系统暂态稳定风险评估方法。该方法充分计及风电出力与系统故障状态的随机性,并基于效用理论,以调度员对功角偏差的感知效用为度量指标,建立用非线性效用函数量化故障的严重程度,同时对系统暂态稳定风险指标的计算方法与流程进行了详细研究。将该方法应用于新英格兰39节点系统,对比研究了不同并网容量和并网点对暂态稳定风险的影响,仿真结果证明了所提方法的正确性和有效性。     

风电场引发火电机组次同步振荡的机理及影响因素研究

风能资源的大规模开发利用是实现能源转型升级的必然途径。然而,大规模风电场并网稳定性问题逐渐凸显,实际系统中出现了风电场引发火电机组次同步振荡现象。建立了风火联合外送系统模型,应用谐波响应法和复转矩系数法分析了风电场引发火电机组次同步振荡的机理。在此基础上,分析了火电机组轴系扭振特性、风电场容量、风速、风机转子侧变频器内环增益系数以及风电场至火电机组的电气距离对次同步振荡的影响。结果表明,轴系扭振模态可观测度越高、风电场容量越大、风机风速越高、风机转子侧变频器内环增益系数越大以及风电场与火电机组的电气距离越远,火电机组次同步振荡越剧烈。通过IEEE第一基准模型和IEEE39节点系统的时域仿真验证了上述结论的有效性。     

等值损耗功率法在风电场等值计算中的应用

大规模风电场接入电网,进行潮流计算考虑风电场内部的集电系统与否,对计算结果会带来较大的误差,需建立考虑集电系统的风电场等值模型.本文提出了等值损耗功率法对风电场进行等值,兼顾了风电场机组众多、风能波动较大的特点,以风电场接入乌鲁木齐电网为例进行潮流计算,对风电场等值前后的潮流计算结果进行比较,结果相近,误差小,从而验证...     

计及动态无功控制影响的大规模风电汇集地区电压稳定性分析

为了进一步分析大规模风电汇集地区电压稳定性,提出应考虑风电场动态无功控制的影响。基于电压-无功灵敏度法解释了动态无功补偿装置的恒无功控制方式所带来的汇集地区电压上升问题。利用小扰动稳定法,分析出采用高压侧恒电压控制的风电场内动态无功补偿装置之间存在很强的相互作用,并会引起不稳定的电压振荡。以华北某风电汇集地区为例,在PSS/E中比较分析区内所有风电场内动态无功补偿装置分别采用恒无功、高压侧恒电压和低压侧恒电压三种控制方式时受到小扰动后的电压变化。仿真结果验证了分析结论,表明在研究风电汇集地区电压稳定性问题上,考虑风电场的动态无功控制影响是必要的。     

多电源梯级调频方案及风电场级调频时序优化策略

目前,大规模风电接入电力系统面临的主要问题之一是系统的频率稳定性。文中提出一种风电场级一次调频时序优化的工程实用策略,并对风光水火参与系统调频的次序提出了梯级调频方案。首先以云南电网为例,讨论了风光水火不同电源接入电网时的梯级调频方案,在电网发生频率扰动情况下对不同电源参与调频的顺序进行了研究,并提出了风电和光伏机组参与调频的需求。然后分析了调频时间尺度内风电场的功率变化及风电机组层面调频时的有功控制策略。在此基础上,在风电场层面给出了场内风电机组一次调频的投入与退出策略,通过读取风电场内各台风电机组的实时状态与计算系统的调频需求,得出风电场在调频期间需要投入的最小的风电机组台数,在风电场结束一次调频时通过时序依次退出风电机组的一次调频,降低风电场退出一次调频可能会造成的频率二次跌落。最后通过仿真验证了所提出的策略。     

基于PSS/E的风电系统暂态仿真研究

大容量风电场的接入对电力系统稳定提出了新的挑战。以GE 1.5 MW双馈感应发电机组成的风电场为研究对象,采用电力系统分析软件PSS/E仿真和分析了风速波动对风电场和系统的影响,比较了风电场和常规电厂对电力系统暂态过程中的不同影响。     

基于阻抗法的大规模风电场等值方法研究

大规模风电场的馈入会导致电力系统出现新的振荡稳定性问题。目前,大多数研究都将风电场等效为单个风机进行振荡稳定性分析。然而,该方法忽略了风电场内部的动态交互作用,可能会造成不准确的分析结果。通过矩阵变换,将一个具有M台永磁同步发电机(PMSG)的风电场分解为一个对角矩阵,每个对角矩阵表示等效的PMSG子系统。在此基础上,利用矩阵摄动理论,建立了基于阻抗法的风电场降阶模型,充分考虑了风电场的拓扑结构和内部动态特性。所提出的风场等值方法能够在保证精度的同时很大程度降低解析建模的复杂程度,适用于大规模风电场并网的振荡稳定性分析。通过仿真验证了所提方法的有效性。     

基于特征结构分析法的风电系统静态电压稳定分析

针对风电场(基于异步风电机组构成)并网对原有电力系统静态电压稳定性的影响,结合异步发电机组的无功-电压特性,采用收敛潮流雅克比矩阵特征结构分析法,分析风电场的接入对系统静态电压稳定性的影响。在标准IEEE-30节点系统中并入风电场进行仿真分析,研究表明风电场的接入使得原有系统静态稳定裕度降低,弱稳区域扩大,负荷裕度降低。与其他方法相比此方法更好的实用性和灵活性,适用于大型电力系统。     

大规模风电并网下的电力系统调度决策研究

风电功率预测对电力系统的功率平衡和经济调度意义重大。介绍了风电场输出功率的预测方法及影响因素,给出了含风电场的电力系统经济调度模型及相关求解方法,并研究了预测与机组组合滚动优化的配合机制以及储能、电动汽车等多种资源与风电协调互补等问题。指出储能、电动汽车等可调度资源能够有效平抑风电等可再生能源的间歇性和波动性,是实现消纳大规模风电、节能减排、保障电网安全稳定的有效途径。     

大规模风电接入的电力系统低碳经济调度

以大规模风电并网为背景,以实现有效接纳风电和低碳经济调度这两大目标为目的,在考虑到风电所具有的波动性和随机性的基础上,通过引入穿透因子,并对风电概率特性进行分析,提出一种将风电作为约束的经济调度模型。在此模型中,通过引入排放价格因子这一权重系数将原有的双目标优化问题转化为单目标优化问题,并在此基础上建立了一种兼顾经济高效和低碳环保的目标函数。本文以一个含9台常规燃煤机组和1个大型并网风电场的电力系统为例进行仿真分析,其数值结果验证了所提模型的有效性。