城市配网自动化可靠性评估与成本效益分析

实施城市配电网自动化是提高电力系统可靠性的重要技术手段。论述配网自动化技术的机理和特点,探讨配网自动化对可靠性的影响,并对传统的配电网可靠性评估方法进行修正,建立配网自动化可靠性评估模型;通过成本效益分析法,分析配网自动化的经济效益;最后,以某实际配电系统为例验证评估方法的综合效果以及成本效益间的经济性关系。实施配网自动化改造可有效提高其可靠性和经济效益。     

基于多主体投资的双储能系统分层优化配置方案

储能电站的建设可缓解中国“三北”地区的“弃风限电”问题,提升当地电网消纳弃风的能力,但单主体投资储能的高昂成本限制了储能的推广与应用。针对此问题,构建了一种基于多主体投资的双储能系统分层优化配置模型。首先,提出了考虑循环寿命的双储能协调运行策略,以减小频繁充放电切换导致的寿命损耗;然后,为实现多投资主体的利益最大化,提出了双层优化经济性模型,上层优化以风电场和电网运营商年收益最大为目标,下层优化以双储能充放电能力指标值之和最小为目标,并采用改进多目标黏菌算法和模糊隶属度函数对模型进行求解;最后,以中国新疆哈密某风电场实时运行数据为例,验证了所提方法的有效性。     

电池储能提高电力系统调频性能分析

针对同功率电池储能系统对火电机组调频替代能力量化不明确的问题,通过分析对比电池储能系统与火电机组调频的原理,确定储能调频在频率响应稳定性和快速性方面的优势。从调差系数出发,分析储能对高比例可再生能源调频系统的影响,确定同功率储能对火电机组在提升调频效果方面的优势。定义了储能调频替代的功率和能量指标,并提出储能提高频率最低点的替代指标。最后,根据所提出的相关定量指标,以中国东部某区域电网系统为例,分析了不同扰动场景下多时间尺度的储能的替代能力,验证了电池储能对火电机组的高替代能力。     

田湾核电站失去外电源的概率风险评估

对江苏田湾核电站失去外部电源(Loss of offsite power，LOSP)事件进行概率风险评估。考虑了核电站接入华东电力系统后电网与系统间的相互影响．指出导致核电站失去外电源的4个事件：①主网稳定破坏：②计划检修与故障重迭，导致4个回路联络线全部不可用；③飓风导致断线．使4个回路联络线全部不可用；④500kV及220kV主变电站电气设备故障，主变全部停电。使核电站失去外电源。给出这4个事件的计算方法和定量计算结果．并给出了提高可靠性的措施。     

基于多种群遗传算法的无功规划

考虑了无功规划中负荷预测水平的不确定性,提出了多种负荷预测方式下综合效果最优的无功规划模型。在用遗传算法求解规划问题时,未成熟收敛现象是不可忽视的问题。该文分析了未成熟收敛现象产生的根本原因,并基于移民和人工选择的遗传算法思想(GAMAS),引入了多种群遗传算法(MPGA),并根据其特点进行了一定的改进,较好地改善了简单遗传算法(SGA)的未成熟收敛现象,提高了算法的全局搜索能力和局部搜索能力。通过实际算例,证明了本算法在寻优有效率和成功寻优的迭代次数方面与SGA相比都有较大地改善。     

大规模风电并网对CPS指标的影响

区域控制性能指标(control performance standards,CPS)是互联电网考核各控制区有功平衡和频率控制的重要标准。研究了风电接入对CPS指标的影响机理,建立了仿真模型,并定量研究了4类改进CPS指标的措施及其有效性。分析结果表明,随着风电接入水平的提高,控制区的CPS指标将变差。风电对频率指标(CPS1)的影响程度与其在整个互联电网中的接入水平有关,对联络线交换功率指标(CPS2)的影响程度与其在接入区域中的接入水平有关。提高风电功率预测精度和进行风电场控制是改善CPS有效措施。     

地区供电网可靠性发展模型及其饱和特性预测

针对现阶段对于可靠性发展目标缺少有效决策工具的问题,提出地区供电网中长期可靠性发展模型,该模型根据供电网发展过程对可靠性指标的变化趋势进行总结,利用灰色系统预测对模型进行求解,得到供电网可靠性年度指标预测函数、供电网可靠性的饱和特性及其出现时间。最后,通过实际地区供电网的数据分析及算例验证了该模型的有效性。     

电网复杂性及大停电事故的可靠性研究

从电网连锁故障的近似整体模型的统计分析、动态特点和风险评估入手，探讨了近期关于电网复杂性和连锁故障机理的一些研究进展。众多学者对北美电力可靠性协会（NERC）提供的北美地区15年的事故数据进行分析，发现其事故概率和事故规模近似服从幂指数律，并具有集群特性。学者们提出了多种连锁故障模型来阐释连锁故障的机理。进一步研究发现，电网是一个具有自组织临界特性的网络，其网络演变特性必然导致系统趋向临界状态，而系统临界负荷状态下连锁大停电事故的风险大大增加。要削减和预防电网连锁故障的发生，就需要寻找降低系统风险的作用力，并建立一个综合评估框架来进行分析和研究。     

源荷储一体化的广义灵活电源双层统筹规划

高比例可再生能源电力系统中,逐渐减少的传统机组灵活性资源与增加的灵活性需求之间的矛盾日益严重,开展灵活电源专题规划的必要性日益凸显。基于灵活性供需平衡机理,提出了源荷储一体化的广义灵活电源概念,并建立了含资源投资决策和运行模拟校验的双层统筹规划模型。在证明了规划模型的凸性基础上,基于最大净收益增量比优化目标,设计了两阶段迭代求解优化算法。最后,通过中国北方某大型风电基地实际数据,对基准规划场景进行了评估,分析了系统灵活性缺额问题,并采用所述模型对源荷储资源进行优化规划,讨论了储能和需求侧响应在未来规划中的应用。算例表明,所提出的灵活性协调优化方法能够将灵活性量化评价指标纳入到电力系统规划中,优化得到不同约束阈值下的最优方案,能够快速进行参数灵敏度分析,从而提高优化方案的鲁棒性和适用性。