可控高压电抗器在西北电网的应用研究

介绍了可控高压电抗器的原理及其在西北电网的应用情况,分析了可控电抗器对电网电压和网损的影响,对电网暂、动态稳定的影响和各可控电抗器安装方案的经济性。最后根据各安装方案的技术经济比较结果提出了西北电网安装可控电抗器的方案。     

碳中和目标下考虑供电安全约束的我国煤电退减路径研究

构建新型电力系统是实现碳中和目标的关键举措,如何在新能源安全可靠替代的基础上实现煤电有序退减是新型电力系统的核心难题。受到我国能源资源禀赋、煤电机组运行年限结构、电力供应保障及系统运行安全等因素制约,我国煤电退减具有极大难度。该文聚焦电力供应保障问题,选取碳排放配额和火电装机保留最多的深度低碳保守场景作为煤电退减路径基础场景,利用中国电力科学研究院自主开发的电力系统碳中和路径模拟分析软件开展了2020—2060年电力电量平衡的生产模拟分析,结果显示煤电退减基础场景下未来电力供应安全将面临较大风险,2030年电力平衡缺额约8600万kW,到2060年缺额将达到约7.4亿kW。为保障系统电力平衡,可考虑将部分煤电转为应急电源、充分挖掘负荷侧响应等优化措施。最后提出了我国煤电退减路径的研究建议,预计到2030年,煤电总装机保持约14亿kW,年利用小时数约4240h;到2060年,煤电总装机保留约8.2～10.7亿kW,利用小时数将降至1000h以下。     

多直流馈入电网限制短路电流方案多目标优化

基于多直流馈入短路比,分析了限制短路电流措施对多馈入短路比影响,提出了能反映多直流馈入受端电压支撑能力、限制短路电流方案的经济性和控制效果的目标函数,构建了多直流馈入电网限制短路电流方案优化的数学模型。通过支路筛选策略进行决策变量降维,采用快速非支配排序遗传算法(NSGA-Ⅱ)进行多目标优化,找出Pareto最优的限制短路电流方案。通过实际电网的仿真结果表明所提出的方法具有较好的适用性,能满足电网规划要求。     

多风电场与梯级水电站协调运行对电力系统可靠性的影响

目前关于多风电场与梯级水电站协调运行对电力系统可靠性影响的研究较少,为此提出了一种评估大规模风电场接入含有梯级水电站的电力系统的可靠性的方法。该方法较准确地建立了风电场、梯级水电站的出力模型,充分考虑了多个风电场之间的相关性和梯级水电站来水径流的不确定性,并建立了基于拉丁超立方采样的序贯蒙特卡罗可靠性模型,可用于评估可再生能源的利用率和系统的长期可靠性。通过将风电-水电协调运行模式下的可靠性与风电、水电独立运行模式下的可靠性进行对比,验证了前者的优越性。最后将上述方法应用于测评西北直调电网中风-水-火协调运行和各自独立运行对系统可靠性的影响,结果表明协调运行可大幅度提高系统的可靠性,同时也验证了所提模型和方法的合理性。     

计及频率约束的风电最大接入比例研究

随着风力发电渗透率不断提高,既对系统频率特性产生不利影响,也从很大程度上限制了风电机组的最大接入比例。该文从提升电网所能够容纳风电机组比例的核心问题出发,研究系统频率扰动下的风电机组惯量响应,提出高比例渗透风电参与系统频率控制的需求及对策。从3个层面揭示了风电机组惯量响应特性,包括机组物理结构差异、电磁转矩与频率的关系以及转子动能利用效率。以IEEE-39节点系统为例,明确了频率问题成为制约该系统风电接入比例的约束条件,并据此提出风电参与系统频率控制的需求。提出了高渗透率风电参与系统频率控制的对策。通过附加虚拟惯量控制和下垂控制,可以使得风电机组具备短时频率支撑和长期频率调节能力。系统受扰后的频率变化率、最低值和准稳态频率都明显改善,有助于在实现保障电网安全运行的同时提升风电接入比例。     

基于Johnson分布体系的含风电场发电系统可靠性评估

提出了一种基于Johnson分布体系的多维变量建模方法,并将其应用于含风电场发电系统年度可靠性指标计算中。该方法利用风速历史数据和持续负荷曲线构建风速和负荷与标准正态变量的关系,即模拟风速和负荷的概率分布特征,进而通过模拟相关多维标准正态变量来实现对风速相关性的模拟,避免了因假设风速概率分布模型可能导致模拟精度低的缺点。通过算例分析,验证了算法在模拟负荷和风速分布时的精度以及应用于含风电场发电系统可靠性评估中的适用性。在此基础上分析了风电场风速相关性对含风电场发电系统可靠性指标的影响。     

考虑爬坡灵活性的电力系统可靠性评估方法

针对高比例新能源电力系统,通过分析电力电量平衡和爬坡平衡原理,提出电力系统运行时所处的4种组合状态。研究考虑爬坡灵活性的可靠性指标,扩展了原有可靠性指标的适用性。在此基础上,通过修正负荷的方法确定系统开机容量,以确保同时满足系统电力需求和爬坡需求,并留有足够的热备用。建立了关于机组、负荷以及爬坡需求的联合概率密度模型,采用生产模拟技术实现对提出指标的计算。最后利用可靠性测试算例,构建了多种新能源占比场景,验证所提指标和方法的有效性。仿真结果表明高比例新能源背景下,传统可靠性指标结果将偏向保守,建议使用考虑爬坡灵活性的可靠性指标。     

电网受电规模的影响因素分析及应对措施

"十三五"期间,我国电力需求仍有较大增长空间。到2020年,"三华"东中部12省市受入电力流总规模预计可达3.1亿k W。如何引导受端电网发展是关系到我国未来电网可持续发展的关键技术问题。以电网受电规模的影响因素为出发点,理论与实例相结合,从电网规模与网架结构、受电方式、有源无功支撑、安全防御体系及统一调度等方面,深入剖析受端电网消纳大规模受入电力的应对措施,然后以2020年特高压同步电网方案为研究对象,分析其在消纳大规模受电的同时仍然保持安全稳定运行的原因。最后以该方案为基础,通过进一步增加馈入直流规模,从保证电网安全稳定的角度出发,提出规划电网的合理受电规模。     

电力系统安全性-经济性协调计算分析及框架设计

长期以来,电力系统侧重于安全性的研究,随着电力系统的不断发展,人们认识到系统的经济性与安全性同等重要,为此进行了安全性与经济性的协调计算研究。分析了安全性-经济性协调计算建模与仿真中存在的学术和工程问题,提出安全性-经济性协调计算的整体框架和研究方法。采用实际电网算例初步验证了所提研究框架的可行性,与传统只考虑系统安全性的方法相比,该协调计算框架能够综合考虑系统的安全性和经济性,能够更好地指导电网规划。     

巴基斯坦"1·9"大停电事故初步分析及启示

2021年1月9日,巴基斯坦古杜电厂故障导致国家电力系统连锁反应,引发巴基斯坦自建国以来最大规模停电事故。事故导致巴境内所有主要城市陷入黑暗,包括首都伊斯兰堡、经济中心卡拉奇及第二大城市拉合尔。文中介绍了巴基斯坦电网概况,叙述了事故前电网运行状况及事故的发展过程、恢复等情况,从网架结构、保护机制、管理流程等方面初步分析了事故发生的主要原因。对比分析了巴基斯坦三次大停电事故,并结合我国电力系统实际,提出了此次巴基斯坦大停电事故对我国电力系统的启示。